Mūsu cilvēku izraisīto katastrofu laikmetā ir jāpasargā sevi no to sekām radioaktīvā piesārņojuma veidā. Un šim nolūkam ir jānosaka jonizējošais starojums. Tāpēc, ja nav rūpniecisku ierīču, jebkurš radioamatieris var mēģināt savām rokām izgatavot Geigera skaitītāju.
Kas ir Geigera skaitītājs?
Lai izmērītu radioaktīvā fona, zinātnieki un inženieri ir izstrādājuši ierīces - Geigera skaitītājus. Kā alfa, beta un gamma starojuma sensors tiek izmantota noslēgta gāzizlādes caurule, kas pildīta ar inertu gāzu maisījumu, kas nosaukta Geigera-Mullera skaitītāja izgudrotāju vārdā. Taču profesionālas ierīces mūsdienu nespeciālistam nav viegli pieejamas un ir diezgan dārgas.
Ir izstrādātas vairākas šādu konstrukciju šķirnes. DIY Geigera skaitītājs no neona lampas var likt izdzīvot postapokaliptiskajā pasaulē pat nesagatavotākajam.
Improvizētu dizainu dažādībaGeigera skaitītāji
Geiger skaitītāju ir izstrādājuši un izgatavojuši daudzi dizaineri amatieri ar savām rokām. Ir daudz dizaina iespēju. Ir zināmas visizplatītākās mājās gatavotās attīstības shēmas:
- Radiometrs, izmantojot fluorescējošu vai neona starteri kā beta un gamma sensoru.
- Vienkāršs paštaisīts starojuma indikators, kura pamatā ir STS-5 sensors.
- Vienkāršākais dozimetrs ar sensoru SBM-20.
- Maza izmēra starojuma indikators, kura pamatā ir SBT-9 sensors.
- Jonizējošā starojuma indikators, pamatojoties uz sensoru no pusvadītāju ierīces - diodes.
- Vienkāršākais starojuma indikators ar paštaisītu izlādētāju, kas izgatavots no PET pudeles un kannas.
Dizainu priekšrocības un trūkumi
Pašu izgatavotu dozimetru un starojuma indikatoru dizains, izmantojot sensorus SBM-20, STS-5, SBT-9, ir diezgan vienkāršs un ar augstu jutību. Taču tiem ir ļoti būtisks trūkums – tie ir rūpnieciski jonizējošā starojuma sensori, kuriem ir grūti piekļūt un dārgi tos iegādāties.
Radiācijas indikators ar pusvadītāju ierīces sensoru ir lēts, taču pusvadītāju raksturlielumu nelinearitātes dēļ to ir grūti iestatīt, jutīgs pret temperatūras un barošanas sprieguma izmaiņām.
Ierīce ar paštaisītu sensoru no PET pudeles ir ārkārtīgi vienkārša, taču tai ir nepieciešama ķēde ar lauka efekta tranzistoru, kas ne vienmēr ir pieejams DIYer. Turklāt lauka efekta tranzistori ir pakļauti bojājumiem, ja ir spēcīgistarojums.
Visizdevīgākie ir modeļi ar startera sensoriem no bojātām dienasgaismas vai neona spuldzēm. Startera sensora, piemēram, neona lampas, trūkumi ietver jutīgumu pret temperatūras un barošanas sprieguma izmaiņām, nepieciešamību aizsargāt sensoru no gaismas un elektromagnētiskā starojuma. Priekšrocības ietver vieglu Geigera skaitītāja izgatavošanu un uzstādīšanu ar savām rokām.
Radiācijas indikatora shēma ar neona lampu kā sensoru
Geigera skaitītāja izgatavošana ar savām rokām jāsāk, izpētot ierīces shēmas shēmu. Šajā shēmā kā gamma un beta sensors tiek izmantota neona spuldze.
Apskatīsim shēmas shēmu.
Diode D1 tiek izmantota maiņstrāvas iztaisnošanai. Lai nodrošinātu pastāvīgu 100 V spriegumu, tika izmantota stabilizācijas ķēde, kuras pamatā ir Zener diode D2. Rezistora R1 parametri ir atkarīgi no barošanas sprieguma Vac un tiek aprēķināti, izmantojot formulu
R1=(Vac-100V)/(5 mA).
Mainīga pretestība R2 nosaka neona spuldzes spriegumu nedaudz zem aizdedzes sprieguma. Neona lampiņa gaidstāves režīmā nedrīkst degt. Kad radioaktīvās daļiņas izlido cauri stikla spuldzei, inertā gāze jonizējas un lampiņa mirgo.
Brīdī, kad mirgo lampiņa, pretestībā R3 notiks sprieguma kritums un iedegsies neona lampa.spriegums, mazāks par turēšanas spriegumu. Uz lampas nebūs strāvas plūsmas, līdz to aizdedzina jonizējoša daļiņa. Brīdī, kad caur lampu plūst īsa strāva, skaļrunī atskanēs skaļš klikšķis. Pēc Geigera skaitītāja salikšanas ar savām rokām no neona lampas varat sākt to iestatīt.
Ģēģera skaitītāja iestatīšana un kalibrēšana
Izstrādāto postapokaliptiskā Geigera skaitītāja modeli ir viegli uzstādīt ar savām rokām. Ar mainīgu pretestību R2 ierīce tiek pārslēgta gaidstāves režīmā, uz robežas, lai iedarbinātu sensoru no neona lampas. Tālāk eksperimentam putekļaina lupata tuvojas radioaktivitātes indikatoram, un ierīces jutību regulē regulējošais rezistors R2. Tā kā putekļi ir pilni ar radioaktīviem izotopiem, radioaktivitātes neona indikatoram periodiski vajadzētu mirgot, kad tas ir pareizi noregulēts, un skaļruņa galvai ir jāatskan čivināšana un klikšķi.
Lai veiktu precīzāku ierīces kalibrēšanu, ir jāizmanto pieejams starojuma avots. Tas var būt pārslēgšanas slēdzis no militārās radioiekārtas ar gaismas radioaktīvo luminoforu. Kalibrēšana tiek veikta, izmantojot parauga standarta dozimetru. Pašdarināta Geigera skaitītāja darbības biežums ir pielāgots rūpnieciskā dozimetra radiācijas līmeņa skaitīšanas biežumam. Kalibrēšanai var izmantot arī standarta starojuma avotu, kas parasti ir aprīkots ar militāro dozimetru.
Materiāli un instrumenti Geigera skaitītāja montāžai
Samontējot Geigera skaitītāju ar savām rokām, materiāliemvar izmantot jebkuru radioamatieru rīcībā esošo. Galvenais ir tas, ka radio komponentu reitingi atbilst iepriekšminētajai diagrammai. Ir nepieciešams pareizi izvēlēties neona lampu kā sensoru, lai aizdedzes spriegums aptuveni atbilstu 100 V. Šajā gadījumā radio komponenti var būt gan importēti, gan vietējie. Daļu parametri jāizvēlas, izmantojot uzziņu literatūru.
Ir svarīgi ņemt vērā, ka dotajā shēmas shēmā tiek izmantots maiņstrāvas barošanas spriegums no tīkla Vac \u003d 220 V saskaņā ar beztransformatora ķēdi, un tas ir bīstams ķermeņa elektriskās strāvas triecienam. Lai novērstu elektriskās traumas, instrumenta korpusam jābūt izgatavotam no elektriski izolējoša materiāla. Šim nolūkam ir piemēroti plexiglass, getinax, stiklašķiedras, polistirola un citi lamināti.
Samontējot Geigera skaitītāju ar savām rokām, tiek izmantots visdažādākais rīks:
- Radio detaļu lodēšanai ir nepieciešams 60 W elektriskais lodāmurs.
- Rakszāģis tiek plaši izmantots folijas stikla šķiedras griešanai, iespiedshēmu plates ražošanā. To izmanto plastmasas korpusa daļu griešanai un griešanai.
- Elektrisko urbi izmanto caurumu urbšanai iespiedshēmas platē, korpusa montāžai uz stūriem.
- Pincetes ir būtiskas darbam ar mazām detaļām, lodējot un montējot elektrisko ķēdi.
- Sānu griezēji ir ieteicami radio komponentu izvirzītu vadu griešanai.
- Ierīces nodošanai ekspluatācijā obligāti nepieciešams elementārs testeris, ar kuru būs nepieciešamsveikt pārbaudes punktos sprieguma mērījumus, kā arī citus elektriskos parametrus.
- Patiesi postapokaliptiska Geigera skaitītāja autonomai barošanai ieteicams pievienot 4,5–9 V akumulatoru, kam izmantot jebkuru vienkāršu sprieguma pārveidotāja ķēdi līdz 220 V maiņstrāvai.
Strādājot ar elektrību un radioaktīviem materiāliem, jāievēro drošība.
