U našem dobu katastrofa koje je izazvao čovjek, neophodno je da se zaštitimo od njihovih posljedica u vidu radioaktivne kontaminacije. A za to se mora detektirati jonizujuće zračenje. Stoga, u nedostatku industrijskih uređaja, svaki radio-amater može pokušati napraviti Geigerov brojač vlastitim rukama.
Šta je Geigerov brojač?
Za mjerenje radioaktivne pozadine, naučnici i inženjeri su razvili uređaje - Geigerove brojače. Kao senzor za alfa, beta i gama zračenje koristi se zatvorena cijev za pražnjenje plina punjena mješavinom inertnih plinova, nazvana po izumiteljima Geiger-Muller brojača. Ali profesionalni uređaji nisu lako dostupni modernim laicima i prilično su skupi.
Razvijeno je nekoliko varijanti takvih struktura. DIY Geigerov brojač od neonske lampe može napraviti čak i najnespremnijeg stalkera za preživljavanje u postapokaliptičnom svijetu.
Različiti improvizovani dizajniGeigerovi brojači
Geigerov brojač su razvili i proizveli mnogi dizajneri amateri vlastitim rukama. Postoji mnogo opcija dizajna. Poznate su najčešće domaće razvojne šeme:
- 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 baziran na SBT-9 senzoru.
- Indikator jonizujućeg zračenja na osnovu senzora iz poluprovodničkog uređaja - diode.
- Najjednostavniji indikator zračenja sa 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 su prilično jednostavni i imaju visoku osjetljivost. Ali oni imaju veoma važan nedostatak - oni su industrijski senzori jonizujućeg zračenja, koji su teško dostupni i skupi za kupovinu.
Indikator zračenja sa senzorom poluprovodničkog uređaja je jeftin, ali zbog nelinearnosti poluprovodničkih karakteristika, teško ga je postaviti, osjetljiv je na promjene temperature i napona napajanja..
Uređaj sa domaćim senzorom iz PET boce je izuzetno jednostavan, ali zahteva kolo sa tranzistorom sa efektom polja, što nije uvek dostupno majstorima. Osim toga, tranzistori s efektom polja su skloni kvaru pod jakimradijacija.
Najpovoljniji su dizajni sa senzorima baziranim na starterima od neispravnih fluorescentnih ili neonskih lampi. Nedostaci senzora sa startera, poput neonske lampe, uključuju osjetljivost na promjene temperature i napona napajanja, potrebu da se senzor zaštiti od svjetlosti i elektromagnetnog zračenja. Prednosti uključuju jednostavnost izrade i postavljanja Geigerovog brojača vlastitim rukama.
Šema indikatora zračenja sa neonskom lampom kao senzorom
Izrada Geigerovog brojača vlastitim rukama trebala bi početi proučavanjem dijagrama sklopa uređaja. Ovo kolo koristi neonsku sijalicu kao gama i beta senzor.
Razmotrimo dijagram strujnog kola.
Dioda D1 se koristi za ispravljanje naizmjenične struje. Da bi se osigurao konstantan napon od 100 V, korišteno je stabilizacijsko kolo bazirano na zener diodi D2. Parametri otpornika R1 zavise od napona napajanja Vac i izračunavaju se pomoću formule
R1=(Vac-100V)/(5 mA).
Promjenljivi otpor R2 postavlja napon na neonskoj sijalici malo ispod napona paljenja. Neonska lampa u režimu mirovanja ne bi trebalo da svetli. Kada radioaktivne čestice prolete kroz staklenu sijalicu, inertni gas jonizuje i lampa treperi.
U trenutku kada lampica treperi, na otporu R3 će doći do pada napona i neonska lampa ćenapon, manji od napona zadržavanja. Neće biti struje na lampi sve dok se ne zapali od jonizujuće čestice. 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 početi sa postavljanjem.
Postavljanje i kalibracija Geigerovog brojača
Razvijeni model postapokaliptičkog Geigerovog brojača lako je postaviti vlastitim rukama. Sa promjenjivim otporom R2, uređaj se stavlja u stanje pripravnosti, na ivici aktiviranja senzora iz neonske lampe. Nadalje, za eksperiment, prašnjava krpa se približava indikatoru radioaktivnosti, a osjetljivost uređaja se podešava regulacijskim otpornikom R2. Pošto je prašina puna radioaktivnih izotopa, neonski indikator radioaktivnosti bi trebao periodično treptati kada se pravilno podesi, glava zvučnika treba da proizvodi cvrkutanje i škljocanje.
Za precizniju kalibraciju uređaja, morate koristiti raspoloživi izvor zračenja. To može biti prekidač za vojnu radio opremu na koju se nanosi svijetleći radioaktivni fosfor. Kalibracija se vrši pomoću uzornog standardnog dozimetra. Frekvencija rada domaćeg Geigerovog brojača prilagođena je frekvenciji brojanja nivoa zračenja industrijskog dozimetra. Za kalibraciju se može koristiti i 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 radio-amateru. Glavna stvar je da ocjene radio komponenti odgovaraju gore navedenom dijagramu. Potrebno je pravilno odabrati neonsku lampu kao senzor tako da napon paljenja približno odgovara 100 V. U ovom slučaju radio komponente mogu biti i uvozne i domaće. Parametri dijelova moraju biti odabrani korištenjem referentne literature.
Važno je napomenuti da se u datoj dijagramu strujnog kruga koristi naizmjenični napon napajanja iz mreže Vac=220 V prema kolu 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 su pogodni pleksiglas, getinax, fiberglas, polistiren i drugi laminati.
Prilikom sastavljanja Geigerovog brojača vlastitim rukama koristi se najraznovrsniji alat:
- A 60W električno lemilo potrebno je za lemljenje radio komponenti.
- Nozna testera se široko koristi za rezanje folijskih staklenih vlakana, u proizvodnji štampanih ploča. Koristi se za rezanje i rezanje plastičnih delova karoserije.
- Električna bušilica se koristi za bušenje rupa na štampanoj ploči, sastavljanje kućišta na uglovima.
- Pinceta je neophodna za rad sa malim dijelovima prilikom lemljenja i montaže električnog kola.
- Bočni noževi se preporučuju za rezanje izbočenih vodova radio komponenti.
- Za puštanje u rad uređaja apsolutno je neophodan elementarni tester uz koji će vam trebatiizvršite mjerenja napona na ispitnim tačkama, kao i druge električne parametre.
- Za autonomno napajanje istinski postapokaliptičnog Geigerovog brojača, poželjno je priključiti bateriju od 4,5-9 V, za koju koristite bilo koje jednostavno kolo pretvarača napona do 220 V AC.
Sigurnost se mora poštovati pri radu sa električnom energijom i radioaktivnim materijalima.
