U naše doba katastrofa koje je uzrokovao čovjek, potrebno je zaštititi se od njihovih posljedica u obliku radioaktivne kontaminacije. A za to se mora detektirati ionizirajuće zračenje. Stoga, u nedostatku industrijskih uređaja, svaki radioamater može pokušati napraviti Geigerov brojač vlastitim rukama.
Što je Geigerov brojač?
Za mjerenje radioaktivne pozadine, znanstvenici i inženjeri razvili su uređaje - Geigerove brojače. Kao senzor za alfa, beta i gama zračenje koristi se zatvorena cijev za ispuštanje plina punjena mješavinom inertnih plinova, nazvana po izumiteljima Geiger-Mullerovog brojača. Ali profesionalni uređaji nisu lako dostupni suvremenom laiku i prilično su skupi.
Razvijeno je nekoliko varijanti takvih struktura. DIY Geigerov brojač od neonske svjetiljke može učiniti čak i najnespremnijeg stalkera za preživljavanje u postapokaliptičnom svijetu.
Različiti improvizirani dizajniGeigerovi brojači
Geigerov brojač su razvili i proizveli mnogi dizajneri amateri vlastitim rukama. Postoji mnogo mogućnosti dizajna. Poznate su najčešće domaće razvojne sheme:
- Radiometar, koji koristi fluorescentni ili neonski starter kao beta i gama senzor.
- Jednostavan domaći indikator zračenja baziran na senzoru STS-5.
- Najjednostavniji dozimetar sa senzorom SBM-20.
- Indikator zračenja male veličine na temelju SBT-9 senzora.
- Indikator ionizirajućeg zračenja na temelju senzora iz poluvodičkog uređaja - diode.
- Najjednostavniji indikator zračenja s domaćim pražnjenjem napravljenim od PET boce i limenke.
Prednosti i nedostaci dizajna
Dizajneri samostalno izrađenih dozimetara i indikatora zračenja pomoću senzora SBM-20, STS-5, SBT-9 prilično su jednostavni i imaju visoku osjetljivost. Ali oni imaju vrlo važan nedostatak - oni su industrijski senzori ionizirajućeg zračenja, koji su teško dostupni i skupi za kupnju.
Indikator zračenja sa senzorom poluvodičkog uređaja je jeftin, ali zbog nelinearnosti poluvodičkih karakteristika, teško ga je postaviti, osjetljiv je na promjene temperature i napona napajanja.
Uređaj s domaćim senzorom iz PET boce iznimno je jednostavan, ali zahtijeva sklop s tranzistorom na polju koji nije uvijek dostupan DIYeru. Osim toga, tranzistori s efektom polja su skloni kvaru pod jakimzračenje.
Najpovoljniji su dizajni sa senzorima koji se temelje na starterima iz neispravnih fluorescentnih ili neonskih svjetiljki. Nedostaci senzora iz startera, poput neonske svjetiljke, uključuju osjetljivost na promjene temperature i napona napajanja, potrebu da se senzor zaštiti od svjetlosti i elektromagnetskog zračenja. Prednosti uključuju jednostavnost izrade i postavljanja Geigerovog brojača vlastitim rukama.
Shema indikatora zračenja s neonskom lampom kao senzorom
Izrada Geigerovog brojača vlastitim rukama trebala bi započeti proučavanjem dijagrama sklopa uređaja. Ovaj sklop koristi neonsku žarulju kao gama i beta senzor.
Razmotrimo dijagram kruga.
Dioda D1 se koristi za ispravljanje izmjenične struje. Da bi se osigurao konstantni napon od 100 V, korišten je stabilizacijski krug baziran na zener diodi D2. Parametri otpornika R1 ovise o naponu napajanja Vac i izračunavaju se pomoću formule
R1=(Vac-100V)/(5 mA).
Promjenjivi otpor R2 postavlja napon na neonskoj žarulji malo ispod napona paljenja. Neonska lampa u stanju pripravnosti ne smije svijetliti. Kada radioaktivne čestice prolete kroz staklenu žarulju, inertni plin ionizira i lampica treperi.
U trenutku kada lampica treperi, na otporu R3 će doći do pada napona i neonska lampa ćenapon, manji od napona zadržavanja. Na svjetiljci neće biti struje sve dok je ne zapali ionizirajuća čestica. U trenutku kratkog protoka struje kroz lampu, u zvučniku će se čuti glasan klik. Nakon što sastavite Geigerov brojač vlastitim rukama od neonske lampe, možete ga početi postavljati.
Postavljanje i kalibracija Geigerovog brojača
Razvijeni model postapokaliptičkog Geigerovog brojača lako je postaviti vlastitim rukama. S promjenjivim otporom R2, uređaj se stavlja u stanje pripravnosti, na rubu pokretanja senzora iz neonske lampe. Nadalje, za pokus, prašnjava krpa se približava indikatoru radioaktivnosti, a osjetljivost uređaja se podešava regulacijskim otpornikom R2. Budući da je prašina puna radioaktivnih izotopa, neonski indikator radioaktivnosti trebao bi povremeno treptati kada je pravilno podešen, glava zvučnika bi trebala proizvoditi cvrkutanje i klikove.
Za točniju kalibraciju uređaja, morate koristiti dostupan izvor zračenja. To može biti prekidač vojne radio opreme s nanesenim svjetlećim radioaktivnim fosforom. Kalibracija se provodi pomoću uzornog standardnog dozimetra. Učestalost rada domaćeg Geigerovog brojača prilagođena je frekvenciji brojanja razine zračenja industrijskog dozimetra. Za kalibraciju se također može koristiti standardni izvor zračenja, koji je obično opremljen vojnim dozimetrom.
Materijal i alati za sastavljanje Geigerovog brojača
Kada sastavljate Geigerov brojač vlastitim rukama, materijalimože se koristiti sve što je dostupno radioamateru. Glavna stvar je da ocjene radijskih komponenti odgovaraju gornjem dijagramu. Potrebno je ispravno odabrati neonsku svjetiljku kao senzor tako da napon paljenja približno odgovara 100 V. U ovom slučaju radio komponente mogu biti i uvozne i domaće. Parametri dijelova moraju se odabrati pomoću referentne literature.
Važno je napomenuti da se u danom dijagramu strujnog kruga koristi izmjenični napon napajanja iz mreže Vac=220 V prema krugu bez transformatora, a to je opasno za strujni udar za tijelo. Kako bi se spriječile električne ozljede, kućište instrumenta treba biti izrađeno od električno izolacijskog materijala. U tu svrhu prikladni su pleksiglas, getinax, fiberglas, polistiren i drugi laminati.
Prilikom sastavljanja Geigerovog brojača vlastitim rukama koristi se najrazličitiji alat:
- A 60W električno lemilo potrebno je za lemljenje radio komponenti.
- Nozna pila se široko koristi za rezanje folijskih staklenih vlakana, u proizvodnji tiskanih ploča. Koristi se za rezanje i rezanje plastičnih dijelova tijela.
- Električna bušilica se koristi za bušenje rupa u tiskanoj ploči, sastavljanje kućišta na uglovima.
- Pinceta je neophodna za rad s malim dijelovima prilikom lemljenja i montaže električnog kruga.
- Bočni rezači se preporučuju za rezanje izbočenih vodova radio komponenti.
- Za puštanje uređaja u pogon prijeko je neophodan elementarni tester uz koji će vam trebatiizvršite mjerenja napona na ispitnim točkama, kao i druge električne parametre.
- Za autonomno napajanje istinski postapokaliptičnog Geigerovog brojača, preporučljivo je spojiti bateriju od 4,5-9 V, za koju koristite bilo koji jednostavan krug pretvarača napona do 220 V AC.
Sigurnost se mora poštivati pri radu s električnom energijom i radioaktivnim materijalima.
