Дозиметр

Всем доброго времени суток! В этом посте хочу показать редкий дозиметрический прибор, рассказать о нём, и задать пару вопросов касаемые его характеристик

Так выглядит прибор с обратной стороны:
Характеристики прибора:
Диапазон регистрируемых энергий от 50 кэВ до 1,25 МэВ.
Питание прибора осуществляется от 3-х батарей типа АА или аналогичных им аккумуляторов.
Прибор способен производить самодиагностику, и в случае неисправности в схеме, выдаст на дисплее надпись "def" .
За 5 часов до разряда элементов питания, на дисплее появится двоеточие " : ".
Прибор чувствителен только к гамма и рентгеновскому излучениям.
Предел измерения уровня мощности дозы указан чуть выше дисплея (до 10000 мкЗв/ч или же до 1 Р/ч).
В случае полного разряда элементов питания, на дисплее появится надпись "bar".
Предел накопленной дозы 999,9 mSv или же 99,9 Рентген.
Прибор полностью водо и пыленепроницаемый, класс защиты IP67.
На корпусе указано время работы прибора от обычных батареек при нормальном фоне - 400 часов.
Кстати прибор, как вы могли заметить, сделан в Финляндии, компанией rados.

У прибора есть приятная для глаз, жёлтая подсветка для работ в темное время суток, или в местах с недостатком освещённости.
У этого дозиметра есть звуковое сопровождение регистрируемых гамма квантов.

Я питаю свой прибор от 3-х обычных аккумуляторов с довольно высокой для меня ёмкостью.
С момента покупки - начало апреля 2020 года, прибор не разрядился, хоть я и пользуюсь им каждый день)
В воду его не окунал, т.к. боюсь за него, но ходил с ним под довольно сильным дождём и он работает, значит защита от воды всё-таки имеется у него на борту)

У этого прибора есть приятная для меня, а может и для других людей особенность: его счётчик находится в верхней части прибора и благодаря этому им можно пользоваться даже в труднодоступных местах, где большинство современных дозиметров просто проигрывают ему)
А на верхней крышке прибора обозначен геометрический центр счётчика

При покупке прибора не было документов и инструкции к нему, из-за чего я полез в интернет искать информацию о нём. Но информации как таковой и не было(
Цена прибора на разных интернет площадках примерно 7 - 9 тыс. рублей
Свой я брал за 7 тыс.
Если кто то обладает информацией о таком дозиметре, или даже имеет его у себя, пожалуйста напишите об этом в комментариях) мне очень интересно узнать модель счётчика, так как гуляя по просторам интернета, его не нашёл, и год его выпуска)

Всем спасибо огромное, кто дочитал пост до конца, надеюсь вам понравился мой первый рассказ о данном приборе)
Всем удачи и хорошего настроения! До новых встреч!)

Внимание: Это просто История, но из жизни-моя личная, огромная просьба обойтись без своих более профессиональных 5-ти копеек и дотошности, читаем и наслаждаемся...

Есть у меня друг, очень любит всякие штуки-приборы. Прям иногда радиолюбитель. Ну и гражданской обороной и личной безопасностью страдает. Любит походы, часто ходит. Начитался он статей, насмотрелся видео о том какие случаи бывают с радиацией в чистом поле на просторах РФ: вот поставишь палатку-ляжешь спать, а утром можно и не проснуться. Крайне редко, но бывает. Радиофилы-знают и ищут... Радиофобы-боятся и молчат. Но...

Купил как-то он дозиметр ради интереса, вот такой (не реклама, на самом деле плевать какой он, все почти идентичны данного уровня, но этот уж с крайне чувствительным датчиком):

Надо сказать, что аппарат довольно проффный и многофункциональный.

Игрался с ним он игрался, в итоге наигрался: измерял все-от вилок-ложек до камней на ЖД (к слову на железке кое-что да попадалось слегка и средне фонящее). Забросил он его. Лежал аппарат без дела, грустил...

И вот случилось так, что надо было по одному вопросу съездить в Челябинск. (Пускай челябинцы не кидают тапками, но внешняя слава у города сложилась как: грязный и суровый.)

В общем успех-удача, то что надо, взял друг этот аппарат, закинул в рюкзак и поехали.

На месте уже, как сделали все, что планировали, решили прогуляться и испытать аппаратик. И каково же было наше удивление: город оказался довольно чистым и даже местами интересным.

Одно сплошное разочарование для радиофила.

Делали замеры много где, но преимущественно в центре. Все было в норме.

И даже лучше: средний фон в 2 раза (В 2 Карл!) ниже чем в той же Уфе (куда так же ездили ранее). Только одно место более-менее было выше нормы раза в полтора-в центральном парке. Какую-то лужу после дождя нашли. По большому счету-мелочь. Но хоть что-то...

Так вот искали искали и ничего необычного больше не нашли. Решили обратно ехать на поезде дабы посмотреть красоты Урала. Поехали на ЖД вокзал.

Аппаратик (внимание) друг закинул себе в рюкзак, поставив его на режим отслеживания обстановки.

И вот подходим мы к вокзалу, уже видны ступеньки, начинаем подниматься, а вот она-массивная входная дверь, рукой подать. И ТУТ КАК ЗАОРЕТ благим матом аппарат в рюкзаке. Сработала сигнализация (есть такое в режиме слежения).

Мы в этот момент:

Друг быстро шарит в рюкзаке и достает дозиметр и видим мы на нем цифры в красной зоне: какие именно не важно, число трехзначное и без запятых-этого было достаточно, а еще он (прибор) хрипит и экран то тухнет, то мигает...

Переглянулись: Это как минимум очень ДОХУА и здоровью на пользу никак не пойдет, уже не идет!...Более чем 100-кратное превышение верхнего порога нормального фона.

Мы в этот момент (Да иди ты, джек пот...):

И как мыши в рассыпную. А люди ходят себе, смотрят как на идиотов. В следующие минут 5-10 облазили, обнюхали все в радиусе метров 5 (ступеньки, дверь, стены), думали пятно какое на входе в ЖД вокзал.

Это же охренеть как серьезно. И не редкость, но что бы так вот (бывало в промзонах)...Но дозиметр уже молчал, ему все было норм. Отошел от шока, прочихался и мигал вполне миролюбиво зеленым индикатором.

Что за нах? Переглянулись. Глюк что ли? Да не похоже. Крайне редко так подобные приборы глючат. Понятно одно, что-то точно не так...

Друг: Че делать-то? (Все мы все знаем и помним как что делать в нестандартной ситуации, а как же...)

Я: Дуй к начальству! Объясни, покажи, пускай по камерам посмотрят кто там тогда проходил, с рюкзаками ли (догадка). У них там инструкции же должны быть. Послушай че скажут. А я пока билеты выкуплю. Как бы скоро ехать.

Друг: Ок! (И ушел в закат.)

Выкупил я билеты, нет его минут 30. Я уже и очередь отстоял. Скоро уж поезд.

Смотрю: идет с какой-то дамой среднего возраста, грустный такой, а та ему что-то объясняет так уверенно...

И думаю себе: ну вот, опять не смог внятно объяснить...(ну не оратор он ни секунды) щас мы все сделаем-разрулим...

Подхожу к ним и начинаю:

"Здравствуйте, так и так, шли никого не трогали, есть вот такой аппарат и он показал такие-то показания, что значит то-то, а из этого выходит нехорошее Это и вообще давайте думайте что там вы должны делать в такой ситуации...скорее всего проходили (странно как они на ногах-то еще) некоторые личности, что приехали в город поездом, вероятно с большими рюкзаками, на камерах их должно быть видно...ну че стоим?..."

Дама оказалась аж целой начальницей вокзала вроде как и тут она задумавшись выдает:

"...На камерах были какие-то люди с рюкзаками, смотрели...Ну наверно у них там (в рюкзаках) оружие..."

Я в этот момент (в свое время насмотрелся специализированных каналов на ютубе):

А сам говорю: "...Если у них там оружие, то вам крайне желательно бежать уже сейчас и еще желательно-из города..."

Дама минуту постояла молча и ушла быстрым шагом в закат...Ну а мы что, переглянулись, поезд через 15 минут уже отправляется, гражданский долг как бы выполнен, а застрять в городе для дачи показаний кому-то там не очень хотелось. И пошли себе на перрон. Тем более что как таковой серьезной опасности уже не было, ушла...

Крайнее что расслышали в рации наряда проходившего мимо:

"...Внимание, где-то там гребанные сталкеры..." (вроде того)

P.S: Что там было, так и не прояснилось, новостей в газетах не проходило, уехали мы удачно и успешно вовремя. Лично я предполагаю (имхо): вероятней всего некие лица в рюкзаках везли неучтенные "калибровочные источники" крайне мощные и на одном из них открылась крышка или вовсе в рассыпном виде порошок (высокорадиоактивное вещество) из старого рентгеновского блока (для аппарата) транспортировали. Случаи подобные были в истории. Больше вопросов чем ответов.

P.S (для Челябинцев): А город-то у Вас реально чище многих по рад.фону. Аж удивлены. Ну кроме этого случая))) Суровость зашкаливает, в рюкзаках такое добро возить...

P.P.S: Есть еще несколько схожих историй. История-то реальная. Да и опасность хоть невидимая, но серьезная.

Доброго времени суток читатели и мои немногочисленные подписчики. После написания статьи появилась идея расширения функционала домашней метеостанции. Дополнительно создан еще один девайс для мониторинга радиационного фона местности, на которой я проживаю. Заранее отмечу, что я не являюсь радиофобом, а данный прибор создан лишь в домашних научных целях.

На просторах интернета много вариантов самодельных дозиметров, в том числе и на базе микроконтроллеров. Сегодня вашему вниманию предоставится ещё один такой вариант. Стоимость прибора не высока, никаких экзотических деталей не используется, все можно купить на различных интернет торговых площадках, известной всем китайской торговой площадке и/или городских радиомагазинах/радио рынках.

И так, начнем все по порядку и с теории. Вспомним из школьного курса физики и химии, что такое радиация, откуда она берется и источники излучения.

Сам термин "радиация" не совсем точен (но в свою очередь более обширен) и под этим термином нам следует понимать, что это ионизирующее излучение - потоки фотонов, элементарных частиц или атомных ядер, способные ионизировать вещество.

Ионизация - процесс образования ионов (+ или - заряженных частиц вещества) из нейтральных атомов или молекул.

Откуда вокруг нас радиация? Так сложилось, что все вокруг нас радиоактивно в большей или меньшей мере. В земной коре множество химических элементов и их изотопов, которые создают данное излучение. Дополнительно на планету обрушивается поток космического излучения. В сумме это все дает нам природную радиацию. Также, в процессе технического и индустриального прогресса мы имеем выбросы предприятий.

Ионизирующее излучение бывает разных видов. Это гамма- и рентгеновские лучи (электромагнитные волны), бета-частицы (электроны и их античастицы, позитроны), альфа-частицы (ядра атомов гелия), нейтроны и просто осколки ядер, летящие с огромной скоростью, достаточной для ионизации вещества.

Организм человека не имеет никаких сенсоров для обнаружения излучения. Его невозможно увидеть, почувствовать кожей или органолептически (вкус и запах).

Для организма человека ионизация его клеток имеет пагубное влияние. Происходит разрушения целостности белков и нуклеиновых кислот, что может привести к массовой гибели клеток или мутациям. Наиболее подвержены воздействию ионизирующего излучения активно делящиеся (эпителиальные, стволовые, также эмбриональные) клетки.

Для обнаружения ионизирующего излучения существуют специальные приборы. В частности и в масштабах проекта нас интересуют дозиметры/радиометры для детектирования бета- и гамма- излучения.

Альфа частицы от природных источников нам не интересны, ибо они сложно детектируются, имеют малую проникающую способность и легко останавливаются верхним слоем кожи человека.

Но не стоит недооценивать данный вид излучения. При попадании внутрь организма источника, который излучает альфа частицы, наносится очень серьезный вред организму. Также, опасность несет высокоэнергетическое альфа-излучение, которое может проникать в организм из вне, но в повседневной жизни с ним невозможно столкнуться, так как это возможно лишь на специальном оборудовании - ускорителе частиц.

Вот мы плавно подошли к технической части и самой сути. Для детектирования гамма- и бета- излучения будем использовать счётчик Гейгера — Мюллера типа СБМ-20. Почему он? Да потому что бюджетно (цена ~15$, а то и того меньше) и потому что их со времен СССР наштамповали столько, что не составит труда купить даже новый, в коробочке и с паспортом.

Бету можно детектировать на открытом датчике. Между источником излучения и детектором ничего не должно быть. Бета частицы могут легко задерживаться сравнительно тонким слоем металла и пластика.

В заводских дозиметрах предусмотрена снимающаяся крышка-фильтр с свинцовой пластиной внутри. Данный фильтр, когда установлен, отсекает бету и позволяет детектировать только гамму. Если фильтр снять, то детектируется гамма + бета условно.

Детектор СБМ-20 представляет собой газонаполненный (инертным газом) конденсатор, в котором происходит пробой при пролёте через него частицы (более подробно на википедии). Схематически его можно представить так:

Выглядит вживую так:

Для работы данного типа счетчиков необходимо высокое напряжение >+300V. Типичным напряжением питания во многих дозиметрах является ~+400V. Счётная характеристика СБМ-20 имеет ярко выраженное плато, в пределах которого скорость счёта очень слабо зависит от напряжения. Для своего счетчика, я эмпирическим путем определил данное плато 320-500V . При меньшем напряжении счетчик явно занижает количество импульсов, а больше 500V я и не стал поднимать, хотя где-то мне встречалась цифра, что стабильно работает до 600V.

Питаться схема будет от двух телефонных Li-Ion АКБ соединенных последовательно. Для зарядки используется модуль заряда TP5100. Данный модуль с помощью перемычки на плате может быть сконфигурирован на выходное напряжение 4.2V и 8.4V. Для работы в режиме 8.4V необходимо блок питания на напряжение не менее 9V.

Отлично! С питающим напряжением определились, но где взять высокое напряжение +400V? Как хорошо что мы живем в 21-м веке и имеем обширную элементную базу. Мы не будем использовать различные схемы на трансформаторах/блокинг-генераторах и не будем вручную мотать дроссели. Для получения такого напряжения мы будем использовать ШИМ контролер MAX1771 по типичной схеме включения step up.

Бегло пробежимся по первой части схемы. Вверху схемы видим набор фильтрующих конденсаторов (С1, С2, С3 и С4) и стабилизатор напряжения D1 (AMS1117 3.3V) для питания ESP.

Далее, видим саму микросхему ШИМа D3 (MAX1771), дроссель  L1 (100 uH), диод Шоттки VD1 (UF5408),  N-ch MOSFET транзистор VT1 (STD1NK80Z) и электролит С5 (4.7uF 450V). Конденсатор С7 на ноге REF  установлен согласно мануалу, а на резисторах R7 и R8  организован резистивный делитель напряжения для обратной связи ШИМа.

Дроссель L1 запасает энергию когда транзисторный ключ VT1 открыт. При этом ток протекает через сам транзистор и низкоомный шунт R6, за напряжением на котором следит микросхема ШИМ. При закрытие транзистора происходит короткий импульс ЭДС самоиндукции через фильтрующий диод Шоттки и накапливается в конденсаторе С5.

Напряжение на средней точке делителя R7-R8 должно быть 1.5V при необходимом нам выходном напряжении.

Делитель R7-R8 можно пересчитать исходя из имеющихся в наличии резисторов, но необходимо помнить, что резистор R7 должен иметь номинал не менее 10кОм.

Дроссель L1 можно использовать и большего номинала.

Транзистор подойдет любой N- chanel у которого параметры Vds > 600V, Vgs(th) <= 3V и

Vgs > ±20V

Напряжение на средней точке делителя R10-R11 должно быть не более чем 1V при условии, что имеем питающее напряжение в 9V (когда подключена зарядка). Средняя точка напрямую подключена к аналоговому (ADC) входу ESP. МК с помощью встроенного 10-битного АЦП производит расчет в % заряда батареи.

Делитель R10-R11 так же можно пересчитать исходя из имеющихся под рукой резисторов.

Конденсатор С6 (2.2uF 450V) и резистор R9 относятся к цепи бузера (динамика). Бузер щелкает каждый раз когда в детекторе происходит пробой.

Изменяя номинал резистора R9 можно выставить нужную громкость щелчков.

Резистор R3 и оптрон U1 (PC817) входят в цепь детектирования. Резистор выполняет нагрузочную роль и предотвращает горение дуги в детекторе, а с помощью оптрона осуществляется опторазвязка высоковольтной части детектора от низковольтной части МК, выполняющей подсчет пробоев в детекторе.

По первой части схемы вроде бы все сказал. Переходим ко второй части.

Резисторы R1, R2 и R4 необходимы для запуска МК согласно даташиту. Pin GPIO14 (pin D2 для wemos) программно установлен в высокий уровень и подтянут к питанию через резистор R5.

Pins GPIO4(D2) и GPIO5(D1) сконфигурированы для подключения 0.91` OLED 128х32 дисплея на на базе драйвера SSD1306. Выглядит дисплей так:

ESP8266 на рынке можно встретить в нескольких вариантах. Слева - это отладочная плата wemos, а справа сам модуль ESP-12F. После программирования через отладочную плату - модуль с неё снимается (отпаивается) и используется в дальнейших проектах, что, собственно, я и сделал. Это уменьшит габариты устройства.

Модуль на своем борту имеет синий светодиод. Его можно использовать для индикации пробоев в детекторе. Подключен он к пину GPIO2 (pin D4 для wemos). К данному пину можно припаять еще один светодиод и вывести на переднюю панель дозиметра.

После проектирования схемы и отладки кода настало время проектировать плату. Моделирование сделано в Altium Designer 17.0. Размер платы вышел 62х55.

Данная модель платы изначально предназначалась для стационарного прибора , но позже претерпела некоторые изменения, так как необходимо было организовать некоторую мобильность прибора, чтобы брать его с собой.

На представленной модели нет выводов под дополнительный светодиод, и нет резистивного делителя для контроля заряда АКБ. Всё это сделано навесом.

Дисплей подключается самодельным шлейфом на DuPont разъемах, вместе с бузером и дополнительным светодиодом выведен на переднюю панель прибора.

ВНИМАНИЕ! После сборки схемы и включении питания, не суйте руки к СБМ-20 и к высоковольтным контактам. Для некоторых людей это может быть смертельно. Если и не смертельно, то можно не плохо испугаться от удара током, да и пальцы щиплет хорошо. Если нужно производить манипуляции с платой, то необходимо разрядить конденсаторы С6 и С5 после выключения прибора. Сделать это можно замкнув пару раз выводы данных конденсаторов отверткой (держать отвертку следует за рукоятку).

Оговорюсь сразу, что изначально были прикинуты условные габариты платы и корпуса.

После всех разработок, травлений и пайки полученную плату необходимо запихнуть в корпус. В корпус был врезаны тумблер для отключения бузера (silent mode), светодиод (подключен на  GPIO02), гнездо зарядки, дисплей и естественно кнопка включения прибора.

Как было сказано ранее, данный прибор должен был быть стационарным. Позже выяснилось, что не плохо было бы иметь  мобильный (носимый) вариант. По факту схема у обоих вариантов прибора одинакова, за исключением того что был добавлен АКБ с модулем зарядки и светодиод на переднюю панель прибора. Основное отличие лежит в прошивке МК.

Прошивка для стационарного прибора, как и в прошлом проекте, имеет web-интерфейс, через который можно смотреть показания, настраивать параметры и обновлять прошивку по воздуху (если выйдет новая).

При включении прибор автоматически подключается к домашней сети (если имя и пароль задать в настройках прибора) или же создает собственную точку доступа и на дисплее выводит IP адрес.Так же предусмотрена возможность отправка данных на Narodmon.

В таком приборе не обязательно подключать дополнительный светодиод, бузер и даже дисплей. Все можно наблюдать через web-интерфейс. Время экспозиции указывается в настройках (чем дольше тем точнее будут показания) и в интерфейсе через это же время будет производится смена показаний.

В мобильной версии есть вариант с web и без него, но в угоду автономности прибора желательно не использовать Wi-Fi. Жрет энергии много, да и в полевых условиях не до Wi-Fi. Основное отличие от стационарной версии в алгоритме подсчета показаний. Так как в полевых условиях некогда сидеть и ждать минуту для получения данных, использован иной алгоритм подсчета. Он конечно будет менее точен, но быстрее происходит смена показаний прибора (после каждого импульса). Основан он не на подсчетах самих импульсов за временной интервал, а на частоте следования импульсов. Тем самым прибор как бы предугадывает что с "такой" частотой следования импульсов за минуту будут "вот такие" показания.

Так же данные на дисплее будут сменятся каждые 5 секунд. На одном "дисплее" указывается мощность эквивалентной дозы излучения, а на другом: время работы, количество импульсов за минуту, эквивалентная доза и процент заряда батареи.

В завершении статьи скажу, что тестировать прибор в условиях неблагоприятной радиационной обстановке не довелось. Собственно даже нет возможности где-то его "поверить". Из домашних вещей неплохо реагирует на хрустальную вазу и показывает 30-35мкР/ч. Самоделка не претендует на звание эталонного прибора за 20 баксов, но даже самый простой прибор без вывода числовых показаний может являться неплохим визуальным сигнализатором. Чем больше и чаще слышны щелчки тем меньше времени стоит задерживаться на этом месте.

Для желающих повторить девайс я выложил на github схему и три варианта прошивки.

Добрый день, Пикабу.

Для тех, кто не читал первый пост с основами материала об ионизирующем излучении - прошу, можете ознакомиться здесь.

Продолжаю тем временем развивать тему.

Дозиметрия ионизирующего излучения.

Как только человечество узнало про радиоактивный распад и стало тщательно изучать радиоактивные вещества, оно сразу же столкнулось с опасностью и вредом неконтролируемого ионизирующего излучения.

Первооткрыватель радиоактивности, Мария Склодовская-Кюри, стала одной из первых жертв обращения с радиоактивными веществами. Она погибла в 66 лет от вызванной облучением апластической анемии, это недостаточность выработки эритроцитов и гемоглобина, а также общее угнетение выработки всех клеток крови.

Её дочь, Ирен Жолио-Кюри, умерла в 58 лет из-за острой лейкемии, также вызванной облучением.

Для изучения влияния радиации на вещество, как живое, так и неживое, была создана наука дозиметрия. В рамках дозиметрии изучается также то, как зафиксировать и количественно оценить ионизирующее излучение. Радиационная безопасность, пределы доз населения и работников специальных предприятий - всё это тоже дозиметрия.

Как же измерить ионизирующее излучение?

Сначала ликбез про то, что забыл упомянуть в предыдущем посте.

Есть такое понятие, как "доза", поглощенная или, например, эквивалентная. Показывает сколько энергии передано веществу (и каким видом излучения, если это эквивалентная доза).

А вот чтобы понимать, сколько энергии передаётся веществу в единицу времени, используется понятие "мощность дозы". Мощность эквивалентной дозы измеряется, например, в зивертах в секунду. Или в минуту. Или в час. Я у себя на АЭС привык оценивать в микрозивертах в час (мкЗв/ч).

Как же измерить мощность дозы и саму полученную дозу? Есть на то специальные приборы с разными интересными датчиками.

Дозиметр, как и следует из названия, измеряет дозу излучения. Также измеряет мощность дозы излучения.

Современные дозиметры обычно измеряют поглощенную дозу. Для удобства оператора некоторые дозиметры умеют автоматически пересчитывать поглощенную дозу в эквивалентную.

Радиометр измеряет плотность потока излучаемых частиц (альфа и бета в основном). Показывает активность помещенного под датчик материала.

Дозиметр-радиометр это совмещенный прибор, может измерять как дозы излучения, так и подсчитывать активность радиоактивного материала.

Те приборы, которые вы можете купить для личного использования, обычно и есть дозиметры-радиометры. Например, обходи, обходи эту шелупонь РКС-20.03 «Припять» умеет измерять и мощность дозы гамма- и рентгеновского излучения, а также плотность потока бета-излучения.

Или же современный Радиаскан 701А умеет измерять как плотность потока альфа и бета частиц, так и мощность дозы гамма- и рентгеновских лучей.

К слову, такие приборы свободно продаются и стоят относительно недорого. При желании можно даже дешево купить советский армейский ДП-5 и измерять радиацию им, хотя лучше всё же пользоваться современными проверенными (и поверенными) приборами.

Как это всё работает?

Внутри дозиметра/радиометра стоит специальный детектор. Расскажу вам про некоторые из них.

Отдельный класс детекторов - газоразрядные. Ионизационная камера, пропорциональная камера, счетчик Гейгера - в общем смысле регистрируют изменение заряда в закрытом газовом объеме, вызванное ионизацией газа излучением.

Современные бытовые приборы в основном используют вариации счетчика Гейгера. Вот так, например, выглядит самый распространенный в России и недорогой счетчик Гейгера СБМ-20.

Такие или аналогичные датчики стоят в большинстве бытовых приборов. СБМ-20 недорог, при желании можно на его основе собрать собственный дозиметр. В интернете можно найти схему прибора, и если вы обладатель как минимум паяльника и прямых рук - то дерзайте.

А вот так выглядит ионизационная камера, которую использовал Пьер Кюри с 1895 по 1900 годы:

Как видите - ничего необычного и сверхнаучного. Металлическая банка с запорной арматурой для газа и с парочкой выводов для подключения электрической части.

Есть также сцинтилляционные детекторы - в них специальное вещество (сцинтиллятор) "превращает" полученную радиацию в световой поток, который на фотоэлектронном умножителе превращается в ток и усиливается. На выходе токовый сигнал, пропорциональный уровню излучения.

Вот фотография вещества-сцинтиллятора:

А вот так выглядит фотоэлектронный умножитель (ФЭУ), который "собирает" свет со сцинтиллятора и преобразует его в электричество:

Такие штуки используются всё же в специализированных лабораториях, в быту и в полях устройство на основе ФЭУ и сцинтиллятора будет громоздким и неудобным.

Полупроводниковые детекторы по своему принципу аналогичны газоразрядным, только вместо заполненной газом полости там используется объем полупроводника между двумя электродами.

Такие детекторы небольшие, поэтому современные прямопоказывающие дозиметры, которые носит персонал АЭС, обычно используют именно полупроводниковые детекторы для регистрации излучения. Вот такой выдают на моей станции:

Показывает полученную дозу, текущую мощность дозы, умеет устанавливать пределы дозы и мощности дозы, по достижению которых начинает истошно пищать. Вставляется в нагрудный карман и надёжно на нем крепится.

Для постоянного ношения у тех, кто работает с ионизирующим излучением, есть также личные, не прямопоказывающие дозиметры. Это небольшие устройства, которые "запоминают" полученную дозу. Периодически, обычно раз в квартал, эту дозу с прибора считывают и вносят в базу данных для учета.

Я лично ношу вот такую штуку, это термолюминесцентный дозиметр фирмы Harshaw:

Еще в истории дозиметрии есть такие интересные штуки, как пузырьковые камеры, камеры Вильсона, искровые камеры и так далее.

Очень интересно сделаны детекторы нейтронного потока. Нейтроны не имеют электрического заряда, поэтому прямой ионизации вещества не вызывают. Обычными детекторами нейтронное излучение не увидеть.

Для того, чтобы зафиксировать нейтроны, необходим особый детектор. Внутрь датчика ставится определенное вещество (радиатор, или конвертер), которое после взаимодействия с нейтроном даёт вторичное излучение (заряженные частицы или гамма-кванты), которое в дальнейшем и регистрируется стандартным путем.

Про бытовые приборы и детекторы - всё.

Следующим постом будет информация про природное, медицинское и техногенное облучение, и про получаемые при этом дозы. Он даже уже готов, но если выкладывать всё сразу - то получается слишком громоздко.

А пока - новая рубрика, ответы на вопросы, заданные в предыдущих постах.

Вопрос от товарища @Kivell:

Глубина проникновения альфа, бетта и гамма излучения, а также почему все таки свинец является защитным материалом от ионизирующего излучения

Альфа частицы, появившиеся в результате радиационного распада, имеют энергию в пределах от 1,8 до 15 мегаэлектронвольт.

В воздухе (ионизируя воздух и тормозя таким путем) такая частица может пройти путь до остановки примерно в 5-15 сантиметров.
В биологической ткани этот путь составляет сотые и десятые доли миллиметра.

От альфа-излучения обычных энергий, как видно, может защитить и обычная одежда и даже наружный слой кожи.

У бета-частиц, в зависимости от энергии, пробег в воздухе составляет единицы и десятки метров.

В биологическую ткань бета-излучение проникает глубже чем альфа-излучение. Глубина проникновения варьируется от долей миллиметра до единиц и даже десятков миллиметров для высокоэнергетичных частиц.

Таким образом, бета-излучение уже не останавливается одеждой. При работе с бета-излучателями желательно применять дополнительные слои стекла, плексигласа, металла между вами и источником излучения.

Гамма-излучение совсем плохо останавливается (поглощается) материалами.

Существует понятие: "слой половинного ослабления". Оно означает толщину слоя материала, при прохождении через который интенсивность излучения уменьшится в два раза. Чем лучше вещество ослабляет излучение, тем меньше величина этого слоя.

Для определенных энергий гамма-излучения слой половинного ослабления такой:
Для воздуха ~85 метров.

Для свинца ~0.8 сантиметров.
Для стали ~1.3 сантиметра.

Для бетона - от 4 до 7 сантиметров.

Для вольфрама толщина слоя половинного ослабления составляет ~0,33 см, а для обедненного урана ~0.28 см, но оба этих материала весьма и весьма дороги.

Для промышленной защиты от гамма-излучения обычно используются самые эффективные и дешевые материалы - свинец, сталь, бетон.

Для дополнительной защиты при проведении определенных работ применяется листовой свинец. Тяжелый, зараза. Один ты его еле поднимешь, и даже вдвоем еле унесешь.

Вопрос от товарища @prostorspb:

Интересно было бы почитать про радиоактивный распад. Например, чем задаётся (регулируется)период распада? Чем один атом отличается от соседнего, если они распадаются за разный период?

Отдельно взятое ядро радиоактивного материала может распасться в любой момент, и никаких закономерностей в его распаде мы зафиксировать не успеем.

Но когда мы наблюдаем какое-то количество ядер одного и того же распадающегося вещества, то по активности и скорости изменения этой активности от всего количества ядер мы можем выяснить свойства этих ядер. Как пример такого свойства - постоянная распада λ, характеризует вероятность распада ядра в единицу времени.

Число еще не распавшихся ядер N(t) связано с начальным количеством ядер N₀ и постоянной распада λ вот таким соотношением:

Соответственно, и период полураспада (время, за которое распадется половина ядер от начального количества) также задается только внутренними свойствами ядра. Как-то повлиять на него или изменить его мы не можем никак.

Часто ошибочно считается, что за два периода полураспада распадётся всё радиоактивное вещество, присутствующее изначально. Это не так.

После первого периода полураспада останется половина от начального количества. После второго - останется половина от половины, то есть одна четвертая часть. После третьего периода полураспада останется одна восьмая от начального количества, и так далее.

Всем привет. Я тут вспомнил что у меня завалялся дозиметр. И начал ходить по квартире и мерить фон.

Безопасным считается уровень не превышающий 30 мкР/ч. Тут все отлично, данные колебалась от 10 до 25 мкР/ч. И тут я начал думать, что бы найти такое, что заставило бы дозиметр стрекотать. Вспомнил, что в граже залежались радио детали и измерительные приборы. Вот например как этот авиационный бортовой вольтметр:

Циферблат покрыт радиоактивной светомассой из солей радия 226.

Но этот вольтметр со странной шкалой не фонил совершенно... В отличии от следующего вольтметра:

И вот тут дозиметр начал часто пищать, и выдал следующий результат :

Стоит также отметить, что такой результат имеем при замере вплотную в к вольтметру. На расстоянии в 20 см фон уже в норме. Любопытно, что циферблат фонящего вольтметра не светится в темноте.
Где бы Вы посоветовали замерить фон?

В предыдущей части мы узнали как собрать гамма-спектрометр . Научились правильно выбирать кристалл йодистого натрия и многие другие тонкости в этом спектрометрическом ремесле.

Первая часть

Дальше нам нужно построить свинцовый домик. Его задача изолировать спектрометр от внешнего природного фона.

Нам понадобится:

1. Вентиляционная оцинкованная труба диаметром 120 мм с заглушкой на одном из концов.

2. Латунная гильза калибром 76-мм для танковых пушек времен второй мировой войны. Год выпуска 1941. В идеале нам нужна медь, но, латунь имеет в своем составе минимум 60 процентов меди, все остальное это цинк и возможные примеси.

3. Две крепкие массивные ручки для транспортировки свинцового домика. Вес у него будет не маленький.

Сам свинец нам подкинул один хороший знакомый, такие мелкие грузики используют для балансировки колёс на шиномонтаже. Единственный минус такого продукта, липкие наклейки на одной из сторон. Потому одеваем штаны и выбираемся на природу, нужно выпалить все лишнее и растопить благородный металл. Чем хороши подобные вылазки на природу, тут можно неплохо бухнуть, собственно чем мы и занимались в течении всего процесса.

В это время у нас готовится супец из свинца. Тут нужно вовремя снимать пену и прочий шлак, который находится сверху. Чем чище изначальные слитки, тем меньше мусора придется вылавливать. Нагреваем металл с небольшим запасом, и начинаем его поэтапную заливку в вентиляционную трубу. Нижний слой должен быть высотой примерно в 3 сантиметра. Важно заниматься подобными вещами в сухую солнечную погоду, намеки дождя недопустимы, иначе свинец запросто может плюнуть вам в лицо. Усвоили!

Сейчас в трубу необходимо установить и отцентровать с помощью шурупов, танковую 76 миллиметровую гильзу, и продолжить заливку стенок изделия горячим свинцом. После нескольких довольно скучных и повторяющихся процедур свинец у нас закончился. Общий вес изделия получился 23 килограмма. Покидая всеми любимые пикники не забываем пись-пись на костер. Транспортировав болванку домой, с помощью ножовки по металлу отрезаем все лишнее.

Итак, давайте вспомним картину фоновых импульсов, которую мы видели в процессе работы гамма спектрометра. Теперь смотрим что изменится.

Из практики. Слой однородного свинца толщиной 2 сантиметра уменьшает гамма-фон ровно в 10 раз, и это хорошо видно в программе Becquerel Monitor. Для кристалла йодида натрия размером 30*40 мм, количество импульсов вне домика будет ровняться 60-ти, а в домике всего 6-ти.

Наверняка многие зададутся вопросом, зачем столько мороки со свинцом!?

Это пример обычного фона, снятого с и без защиты. На спектре кажется, что тут импульсов не в десяток, а в сотню раз больше.Что касаемо бытовых дозиметров. Радиоскан 701 показывает фоновое значение 11 микрорентген, 2 сантиметра свинца понижает это значение до 7-ми.

Это есть норма, на производстве этих Радиосканов показывали целый бункер из свинцовых кирпичей, мне бы такой...

Гамма-спектрометр собран и настроен. Фотоумножитель запитан высоким напряжением, а на выходе операционного усилителя видим импульсы. Примерно 99 процентов из них должны укладывается по амплитуде в один вольт. Изредка будут проскакивать импульсы большой амплитуды, это космические частицы высоких энергий, которые долетают к нашему детектору. Все осциллограммы которые мы наблюдали в блоке детектирования показаны на этой схеме. Тут и распиновка ФЭУ 85-го, и единорог, в общем все как вы любите.

Продуктом всей ранее проделанной работы является сигнал, который необходимо обработать на компьютере. C помощью специальной программы разложить его на амплитудный спектр, по которому можно судить о том или ином радиоактивном изотопе в исследуемом образце.

Пришло время подключать гамма спектрометр к компу. Вставляем разъем в микрофонный вход. Некоторые для этих целей используют внешние звуковые карты типа Orico, но нужно учесть что у него разъем отличается распайкой.

Программная часть. В начале начал, нам необходимо зайти в меню звука. В настройках микрофона находим раздел улучшения. В нём нужно отключить все звуковые эффекты, которые могут мешать в дальнейшей работе. Так же тут можно послушать звук, который приходит на микрофонный вход. Убедимся что все работает.

Сейчас нам понадобится свинцовый домик. Для надежности на дне гильзы разместим медную пластину. Для чего нужно, и как проявляется рентгеновская флюоресценция свинца на спектре, мы рассмотрим чуть позже. А сейчас нам нужно раздобыть радиоактивный источник.

Самое простое что можно использовать, это старые выключатели или часы со светомассой постоянного действия на основе радия-226. Хранение такого говна дома является не совсем законным, потому данный экземпляр будет нести чисто демонстрационный характер, после чего я его съем. Шутка. Кладем этот адский образец неокрепших умов того времени на дно нашего домика, и опускаем туда гамма-спектрометр.

Сейчас наша задача правильно настроить программу, в которой будем заниматься обработкой спектров. Называется она Becquerel Monitor.

На этом моменте хочу высказать особую благодарность Евгению Соловьеву, который помог в настройке софта и простым языком объяснил многие процессы, происходящие в этом непростом ремесле. Он мастер йода блин! Многие фрагменты этого выпуска были подчёркнуты из его богатого опыта, и были переданы мне, юному падавану. Теперь он это я, я это вы, а вы это он!

Итак, для начала нажмем в программе кнопку старт, и запустим сбор спектра. От радиевых часов на входе звуковой карты будет довольно много импульсов, значит аппаратная часть работает. Собирать спектр сейчас бессмысленно, так как ничего не настроено. Остановим процесс кнопкой стоп.

В разделе меню инструментов, нам необходимо зайти в раздел "изменение конфигурации устройства". Тут создадим имя нашему гамма спектрометру "ФЕУ-85А, натрий йод 30 на 40". Справа видим раздел "основные". Тут нас интересуют два параметра. Первое это время измерения, по умолчанию тут стоит 3600 секунд, то есть один час, добавляем ноль и увеличиваем время до 10 часов. Количество каналов вместо трех тысяч устанавливаем 4-ре. Шаг канала не трогаем и оставляем как есть. В разделе "основные" на этом все, сохраняем установленные параметры.

Переходим в "настройки устройства", этот раздел можно считать основным. Аудио устройство у меня Realtek High Definition, оно встроено в материнскую плату. Частота дискретизации, чем больше, тем лучше. Ставим 192 тыс. герц. Разрядность выбираем 24 бита. Уровень сигнала - cтавим галочку "Автонастройка", и ползунком слева уменьшаем уровень сигнала примерно до 13 процентов, у вас значение может быть другим. Полярность устройства не трогаем. Нижний предельный порог подбирается индивидуально, у меня это значение выходит 0.7, верхний предельный порог оставляем как есть, 100. Порог по форме импульса, оптимальное значение 60 процентов.

Теперь, внизу видим отдельное окно "настройка образцовой формы импульса". В начале тут выставим значение НПП, оно должно быть выше уровня шума, подбирается индивидуально, у меня это 1. ВПП оставляем как есть, 100. Нажимаем кнопку старт, и программа начнет запись образцовых импульсов.

Обратим внимание на их форму, они довольно узкие и острые. Попробуем растянуть импульс на ширину окна. Для этого нам нужно изменить параметр ширины выборки, установим значение 32, и положение пика, поставим 16. Нажав кнопку записи можно заметить как изменился рисунок, импульс растянулся на все окно.

Теперь, что будет если параметр НПП будет ниже уровня шума? В принципе ничего хорошего, сигнал станет похож на какую-то кракозябру. Увеличим параметр НПП до 0.5 и посмотрим что изменится. Форма импульса стала красивей, но всё равно видим некоторые искажения на вершине. Не годится. Приемлемый результат был при значении в единицу. Соберем примерно 2 тысячи образцовых импульсов и сохраним их в программу. Отлично. Обновим конфигурацию устройства.

Старое полотно не годится для зарисовки очередного шедевра, его следует очистить. Запустим сбор нового спектра, и посмотрим что тут видно.

Светомасса постоянного действия в часах довольно активная, она дает выше двухсот импульсов в секунду. Уже примерно через 2 минуты на спектре можно наблюдать отдельные энергетические пики, которые соответствуют СПД радия, но энергии на шкале распределены не верно, посмотрим какое значение покажет нам последний пик. Ага 780 кэв, это много, Этот бугор должен соответствовать исключительно энергии 609 кэв. Вот незадача...

Чтоб исправить данную ситуацию, нам необходимо открыть окно "калибровки энергий". В нем видим три коэффициента, А, Б и С. Уменьшим значение коэффициента Б до такой степени, пока пик с энергией в 609 кэв не будет соответствовать такой же энергии в программе. Растянем спектр чтобы более детально рассмотреть, что и куда у нас смещается.

Сейчас это грубая настройка, она необходима для того, чтобы примерно понять на сколько отличается значение двух важных параметров. При хорошей настройке, канал по цифре должен приближенно соответствовать энергии. Если он будет больше, спектр будет собираться дольше, если меньше, энергетические пики будут не такими детализированными. В общем играясь с уровнем входного сигнала можно двигать спектр в большую или меньшую сторону по отношению к каналу. Всё это подстраивается индивидуально для каждого гамма-спектрометра. У меня данная настройка заняла примерно пол часа.

Включим логарифмический масштаб и растянем картинку. Тут можно видеть область максимальных энергий, которые способна обработать программа. Они соответствуют примерно 3-м с лишним мегаэлетронвольт. Космические кванты собственной персоной!

Точная калибровка спектра. Её принято проводить по источникам, которые имеют одиночные энергетические пики, в классике применяют цезий-137. Но, предлагаю вариант интересней, использовать вместе с цезием еще и калий-40. У нас выйдет картина, по которой можно довольно точно откалибровать наш спектр по трём пикам. Как это сделать? В окне под коэффициентами видим кнопку "многоточечной калибровки". Сейчас нам предлагают выбрать канал. Пойдем от меньшего к большему. Первый пик это рентгеновская флюоресценция бария в исследуемом образце с цезием-137, второй пик соответствует самому радиоактивному изотопу цезия-137. Третий бугор это калий-40. Где взять такие источники расскажу чуть позже. А пока в списке сверху необходимо подкорректировать значения с энергиями.

Для рентгеновской флюоресценции бария это 32 кэв, для цезия 137 - 662 кэв, для калия 40 - 1461 кэв. Нажимаем кнопку выполнить калибровку, и весь спектр автоматически выравнивается согласно энергиям. Коэффициенты А, Б и С сами определили для себя необходимые значения. Теперь нужно сохранить параметры в конфигурацию устройства. Всё, программа настроена и откалибрована.

Что мы имеем в итоге!? Данное распределение представляет собой спектр амплитуд импульсов, получающийся при исследовании моноэнергетических излучений. Именно по параметрам таких пиков восстанавливается характеристика излучения. В конце амплитудного спектра импульсов присутствует пик, соответствующий полному поглощению частицы с определенной энергией детектором.

В идеале пик полного поглощения должен быть бесконечно узким, однако даже в случае идеального сцинтиллятора он будет иметь определенную полуширину, связанную с флуктуациями в детекторе.

Отношение ширины пика к его амплитуде называется энергетическим разрешением сцинтиллятора. Чем меньше эта величина, тем выше разрешающая способность сцинтилляционного детектора, в данном случае это 8 процентов. В основном разрешение принято измерять по пику цезия-137, но, пик висмута-210 в основе радия, который лежит в районе на 609 кэв тоже для это прекрасно подойдет.

Анализ полученных результатов. На сбор приемлемого спектра слабоактивных радиоизотопных образцов, иногда требуется целые сутки. Вот мы и подождали, у нас собралась непонятная гребёнка. Что оно такое и с чем её едят?

Разберём пример на основе радия-226. Каждый радиоактивный изотоп в своей жизни преодолевает полураспад с превращением в другой химический элемент с другим атомным весом. Каждый распад сопровождается выбросом альфа, бета или гамма частиц.

Вот цепочка полураспада радия-226. В процессе он превращается в радон, радон превращается в свинец-214, свинец в барий, и так до тех пор, пока в последней цепочке этого полураспада не образуется какой ни будь стабильный элемент, в данном случае свинец-206. Отсюда понятно, что мы имеем дело не только с радием-226 в часах, еще с целой кучей радиоактивных изотопов, которые рассматривать нужно по отдельности.

Тут нам может помочь ресурс NuDat. Вся эта мазня на рисунке - продвинутая таблица Менделеева. Среди всех возможных изотопов находим радий-226. Нажимаем на его. После загрузки программой необходимого элемента, внизу у нас появится небольшой список, нас интересует пункт "decay radiation".

Он откроет список возможных энергий при распаде. Внизу нас интересует раздел с гамма и рентгеновским излучением. Тут видим, что с большей долей вероятности, 3.64 процента у нас при распаде, выделится энергия соответствующая 186 килоэлектронвольтам. На спектре этот пик находится вот тут, и соответствует той самой нужной энергии 186 кэв. Отлично.

Рассмотрим радиоактивный изотоп цезий-137. Период его полураспада составляет 30 лет. Сам по себе цезий-137 является бета источником, претерпевая бета распад он превращается в изомер бария-137м, который живет всего 2 с половиной минуты и распадаясь плюется гамма квантом с энергией 662 килоэлектронвольт, завершая цепочку распадов и превращаясь в стабильный изотоп бария-137.

Но, на спектре еще видно три каких-то пика. Первый, что на 32 кэв, это рентгеновская флюоресценция бария, когда частица при распаде попадает в барий, в нем происходит рождение своего кванта с энергией в 32 кэв. То же касается и второго бугра, это рентгеновская флюоресценция свинца в свинцовом домике. Большой черный бугор, это эффект Комптона. Происходит он в результате того, что не все гамма кванты полностью поглощаются сцинтиллятором. Большая их часть теряет свою энергию по пути в результате столкновения с электронами веществ, и только после этого поглощаются сцинтиллятором. В общем Комптон на примере цезия, это наши 662 кэв растерявшие энергию по пути.

Уверен что сейчас у многих из вас возник вопрос, где достать легальные радиоактивные источники для исследований!? Всё очень просто. К примеру цезий-137, это обыкновенные белые грибы, употребляемые мною в пищу. Часть из них собраны в Малинском районе, часть привезено из Радынки, села Полесского района что находится в 30 километрах от Чернобыля.

Чтоб зафиксировать хоть какое то превышение по фону, грибы нужно полностью высушить и измельчить в кофемолке. В результате замера такого пакетика, Радиоскан 701 показал фон в 13 микрорентген, а сам спектр от неё, пришлось собирать в течении 10-ти часов.

Подобных источников вокруг нас достаточно много, если знать что искать. Это к примеру вольфрамовые электроды с двух процентным добавлением тория-232. Купить их можно в любом магазине торгующем сварочным оборудованием. Для удобства измерения образец поместим в небольшой пластиковый контейнер. Радиоскан с закрытой крышкой гамма фильтра, показывает порядка 30 микрорентген.

Уран-238 находиться в любом урановом стекле в виде растворенных там солей. Такие пуговицы были куплены в местном детском мире, найти подобную красоту можно с помощью ультрафиолетового фонарика.

Часы с радиевой светомассой постоянного действия. Этот образец был найден с помощью дозиметра на барахолке, продавец даже не подозревал про существование таких артефактов. Держать такое дома не советую, иначе вам понадобится адвокат.

Америций-241. Можно выковырять из пожарного дымоизвещателя, в котором он является частью ионизационной камеры. Такой источник показывает гамма фон порядка 87 микрорентген. Так и запишем на бумажке, 86 мкР.

Калий-40. Это обыкновенная калиевая селитра, которую продают в цветочных магазинах, и применяют в качестве удобрения. Показания равны 13-ти микрорентген. Почти все выше

перечисленные образцы доступны в свободной продаже, и различаются своим разнообразием спектров которые можно изучать и анализировать на практике. Радиоактивность тут "крайне мала", и, чтобы разглядеть хоть какой-то результат того же цезия, потребуется куча времени.

Гамма-спектрометрия это по большей части путешествие в мир загадок, тут придётся разбираться в карявках на экране монитора в надежде узнать что за изотопы излучают те или иные энергии.

Дабы упростить себе задачу, можно сделать библиотеку спектров самых распространенных изотопов, как это показано на этом примере. Сейчас видим линейный масштаб, тут энергия пропорциональна по всей шкале. Включив логарифмический масштаб, мы увидим спектр которой пропорционален определенному логарифму отношения величин, в нем легко разглядеть высокоэнергетическую гамму, которая обычно прилетает в сцинтиллятор с меньшей вероятностью. На этой прекрасной ноте, мы плавно переходим от самой нудной, к самой интересной части. Эксперименты, наблюдения, интриги и расследования...

Температура. Для повышения точности производимых спектрометром измерений, нужно учитывать некоторые моменты. Кристалл йодида натрия при изменении температуры окружающей среды сдвигает спектр. Особенно это хорошо видно утром и вечером, когда температура в помещении отличается на пару градусов. Следовательно, чем больше будет этот разброс за время измерения, тем больше будет дрейф, тем больше размажется спектр по шкале, тем больше процентов будет итоговое разрешение, что есть не хорошо!

Положение спектрометра в свинцовом домике. Желательно проводить все измерения в одном и том же положении, для этого рекомендую сделать метки. Пермаллой хоть и защищает ФЭУ от разных магнитных полей, но это не всегда дает желаемый результат. Спектр так же может съехать в ту или иную сторону.

Много измерений на начальных стадиях проводились через соединение длинного, экранированного провода. Если укоротить его до одного метра, и хорошо заэкранировать спектрометр, то при условии поддержания стабильной температуры в помещении, на спектре можно будет наблюдать улучшение разрешения по цезию, лучшее что получал это 7 процентов, но источник тут слабоактивный. Не уверен что показания корректные. Придерживаясь простых рекомендация, можно из кучки электронных компонентов сделать профессиональный сцинтилляционный измерительный прибор, который позволяет определять изотопный состав радиоактивных материалов.

Теперь, кто-то может спросить, так зачем все таки нужна медь между спектрометром и свинцом!? Проведем простой эксперимент. Измеряем фон в домике с и без свинца. На спектре можно наблюдать повышенную рентгеновскую флюоресценцию свинца в районе 80 кэв, если наложить одну картинку на другую, то разница очень хорошо заметна. Медь помогает подавить этот паразитный эффект.

Много времени заняло понимание отличительных признаков сцинтилляторов. Кристалл как говорится он и в Африке кристалл. Но, йодид натрия активированный таллием это нечто не простое.

Немного о желтом кристалле. Все измерения проводились при одинаковом напряжении на ФЭУ в 600 Вольт. Грубо говоря просто менялся кристалл без всяких регулировок. Наблюдая за картиной, даже невооруженным взглядом было видно, что все импульсы какие то маленькие по амплитуде, если верить в ранее высказанную теорию продавца про пожелтевший только у стенок кристалл, то там вероятней всего происходит следующее.

Тот фотон света который родился в недрах прозрачности, поглощается на где-то недрах желтости, в результате к фотоэлектронному умножителю долетает мало фотонов. Какое-никакое умножение происходит, но на выходе мы получаем пригодный только для счета сигнал.

В счетном режиме действительно регистрируется большее количество распадов природного фона. В программе видим аж 90 частиц в секунду.

Разрешение по пику цезия-137 тут 14 процентов, в этом случае можно действительно разглядеть силуэт цезия на спектре. С радием всё не так просто, эти моно бугры и дезориентировали меня 2 года назад, заставив прекратить работу в данном направлении. Подозрения были на неисправную схему преобразователя и фотоэлектронный умножитель. В итоге пришлось покупать еще один ФЭУ, еще один кристалл, тратить ресурсы и время на понимания того, что произошло.

А произошло следующее, меня попросту обманули. Естественно мне захотелось вернуть деньги, или хотя бы поменять желтый сцинтиллятор на нормальный, я набрал продавца и рассказал ему всю историю, на что он мне ответил:

— Прозрачность (желтизна и белизна) очень субъективная оценка, некоторые люди говорят что все ок, всё работает. Кто-то говорит ну не получится спектрометр, возьму на счётные режим.

Для понимания что такое счётный режим. Существует сцинтилляционный радиометр СРП-88. Принцип его работы состоит в том, чтобы любой импульс пришедший с ФЭУ, усилить до определенного уровня, скажем до 5-ти вольт, и подать на его счетную часть схемы. Такому радиометру грубо горя плевать на амплитуду выходного сигнала с фотоэлектронного умножителя. Его основная задача считать! Отсюда вывод, для счета пойдет даже кристалл с помойки. Тут больше возникает вопрос сколько квантов света потеряются на пути к ФЭУ.

Продолжение разговора:

— Понимаете, человек, когда берёт 85, 86, 87 года кристалл, понятное дело что он не будет соответствовать тем характеристикам, которые есть в новом кристалле 2000- х годов;

— То есть все они с желтизной!?

— Ну вот они в такой степени прозрачности, можно так сказать;

— Да ладно! Вот кристалл 1976 года, он не разу не желтит и с ним проводились все работы во время подготовки этого выпуска. Вы говорите что желтые кристаллы у вас покупают для спектрометрических задач!?

— Покупают ...

— Я первый, кто говорит что жёлтый кристалл не годится для этих дел!?

— Да, первый человек ...

Я обратился в группу спектрометристов с вопросом: "Попадались ли кому хорошие кристаллы данного продавца?". На что все дружно ответили: "НЕТ!"

— Я бы на вашем месте не отчаивался...

— Я и не отчаиваюсь, всё нормально, откуда еще набраться опыта, кроме как не в попытках разобраться что к чему.

Для справки. Съемки этого выпуска заняли рекордные три года. Не все хомяки смогли увидеть конечный результат исследований в этом направлении. Отдельно хочу поблагодарить Евгения Соловьева, Дмитрия Новикова, Сергея Матюшенко, Василия Чечюлинского и многих других, кто тем или иным способом помогал в подготовке этого проекта. Тут много технической информации. Если в процессе где-то допущены ошибки, милости прошу в комментарии!

Я не спектрометрист, а всего лишь хрен с дороги.

Как сказал Мастер Йода:
Тебя послушать - так сложно все. Слышишь, что сказал я?
― Учитель, двигать камни - это одно. А тут - совсем другое дело!
― Нет! Не другое! Другое в голове лишь.