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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Indicatore di radioattività di piccole dimensioni. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Tecnologia di misurazione L'indicatore descritto è stato sviluppato da pezzi di scarto nel 1986 dopo Chernobyl. L'obiettivo era quello di creare un indicatore di piccole dimensioni, semplice ma piuttosto sensibile dell'inquinamento ambientale e alimentare. È noto che una persona è costantemente esposta a radiazioni radioattive, sia cosmiche che terrestri, le cui fonti sono il gas radon rilasciato dalla crosta terrestre, vari minerali radioattivi presenti nel suolo, materiali da costruzione, orologi e strumenti con lancette e quadranti luminosi , soprattutto quelli prodotti nella prima metà del secolo scorso, quando in essi veniva utilizzato il radio. Ancora oggi vengono utilizzate sorgenti di radiazioni radioattive, ad esempio nei rilevatori di fumo. Questo problema è descritto in dettaglio in [1]. Molti indicatori di radioattività fatti in casa, descritti ad esempio in [2], consentono di notare solo un eccesso abbastanza significativo del livello di radiazione rispetto allo sfondo naturale, che è estremamente irregolare. A bassi livelli di radiazione, gli indicatori luminosi o i clic sonori si verificano a intervalli casuali, da frazioni di secondo a unità e persino decine di secondi. Pertanto, quando li si conta “nella propria testa”, è difficile non perdersi e sottovalutare o sovrastimare il pericolo del livello di esposizione osservato. Per affidabilità, è necessario ripetere la procedura più volte, osservandone accuratamente la durata utilizzando un cronometro. È vero, un leggero eccesso di sfondo è praticamente sicuro per gli esseri umani sotto l'influenza esterna. Tuttavia, quando una sostanza radioattiva penetra all'interno, il quadro cambia radicalmente. Particolarmente dannose sono le particelle alfa emesse da una tale sostanza, che entrano ad esempio nei polmoni con la polvere. Distruggono intensamente i tessuti circostanti. L'indicatore proposto è in grado di registrare piccolissimi eccessi del fondo. Ha permesso, ad esempio, di rilevare in alcuni campioni di tè, tisane essiccate e latte condensato una contaminazione radioattiva che non poteva essere determinata contando i flash dei LED. Il diagramma dell'indicatore è mostrato in figura. È costituito da una sorgente ad alta tensione, un rilevatore di particelle radioattive (contatore Geiger), un contatore di impulsi, un espansore di impulsi, un timer e indicatori LED.
L'apparecchio utilizza un contatore Geiger SBT-11 (BD1), poiché tra tutti quelli di piccole dimensioni che avevo, solo questo, grazie alla sottile mica (20...25 micron) che ricopre la finestra sensibile, è in grado di registrare particelle con bassa energia. La sorgente di alta tensione per alimentare il contatore Geiger è assemblata utilizzando un circuito generatore di blocco utilizzando transistor VT1, trasformatore di impulsi T1 e un raddrizzatore con raddoppio della tensione sui diodi VD2, VD3 e condensatori C3, C4. Gli impulsi di corrente che appaiono nel contatore Geiger quando particelle radioattive o quanti di radiazioni gamma lo attraversano causano impulsi di tensione sul resistore R5. Il diodo VD4 limita l'ampiezza di questi impulsi. Vanno all'ingresso 10 del contatore DD1 e attraverso il diodo VD5 all'espansore di impulsi sul transistor ad effetto di campo VT2, provocando lampi chiaramente visibili del LED HL1. Un aumento significativo della frequenza media di questi lampi segnala livelli pericolosi di radiazioni radioattive. Il chip K176IE5 (DD1) implementa due nodi: un contatore di impulsi generati da un contatore Geiger e un timer. Dopo l'accensione della tensione di alimentazione, i contatori del microcircuito DD1 vengono impostati a zero da un impulso generato al suo ingresso R durante la carica del condensatore C7. Quindi inizia un conteggio separato degli impulsi che arrivano all'ingresso 10 e degli impulsi del generatore interno del microcircuito, i cui elementi di impostazione della frequenza sono i condensatori C8 e C9 e i resistori R12 (sintonizzazione) e R13. Il generatore, insieme al secondo contatore del microcircuito DD1, forma un timer, segno della scadenza dell'intervallo di tempo contato entro il quale è l'inclusione del LED HL2 collegato all'uscita 9 del microcircuito. Il LED HL3, collegato all'uscita 15 del primo contatore, si accende quando in questo contatore si sono accumulati più di 128 impulsi del contatore Geiger. A un livello di radiazione di fondo normale, il LED HL2 dovrebbe accendersi prima di HL3 e, se viene superato, viceversa. Ciò si ottiene regolando la frequenza del generatore con il resistore di regolazione R12. Quanto più breve è l'intervallo di tempo tra l'accensione dell'indicatore tramite l'interruttore SA1 e l'accensione del LED HL3, tanto più intensa è la radiazione. Quando la sua intensità è elevata, il LED HL3 lampeggia e la frequenza di lampeggio aumenta in proporzione all'intensità, quindi i lampi si fondono in una luce continua. Il resistore R9 serve a scaricare completamente il condensatore C5 quando l'alimentazione è spenta. L'indicatore è assemblato in una custodia metallica con dimensioni di 120x40x30 mm, tutte le parti si trovano sul circuito. Per installare il contatore Geiger SBM-11, viene fornito un pannello normale per un tubo radio a sette pin di tipo finger. La finestra sensibile del misuratore è coperta da un coperchio protettivo incernierato. L'interruttore e i LED si trovano all'estremità dell'alloggiamento. L'indicatore è alimentato da una batteria Krona, anch'essa situata all'interno del suo corpo. Il trasformatore di impulsi T1 è avvolto su un anello di dimensioni K17,5x8,2x5 realizzato in ferrite da 2000NM. Avvolgimento I - 8 giri di filo PEV-2 con un diametro di 0,3 mm, avvolgimento II - 3 giri dello stesso filo e avvolgimento III - 250 giri di filo PEV-2 con un diametro di 0,12 mm. L'avvolgimento III viene prima avvolto sull'anello di ferrite. Deve essere ben isolato (ad esempio con nastro fluoroplastico) dall'anello e dagli avvolgimenti I e II avvolti sopra di esso. È necessario osservare rigorosamente la fasatura degli avvolgimenti I e II indicata nello schema. Se il generatore di blocco non è eccitato, è necessario invertire i terminali di uno di questi avvolgimenti. I diodi KD510A possono essere sostituiti con qualsiasi diodo a impulsi, ad esempio KD522B. Il resistore R6 è KIM-0,125 o importato, il resistore di sintonizzazione R12 è SP-38a, il resto è MLT-0,125. I condensatori C3 e C4 sono tubolari ceramici del gruppo KT-1 H70, C5 è qualsiasi ossido, i restanti condensatori sono ceramici o a film. I LED mostrati nello schema possono essere sostituiti con quelli moderni di maggiore luminosità. Interruttore SA1 - cursore PD9-1. La configurazione dell'indicatore si riduce all'impostazione di un'alta tensione di 390 V (limiti consentiti 320...460 V) selezionando i resistori R1 e R2 e impostando il tempo di misurazione con il resistore di regolazione R12. L'alta tensione deve essere misurata con un voltmetro con un'elevata resistenza di ingresso - 10 MOhm o più. Il tempo di misurazione dovrebbe essere tale che, in assenza di sorgenti di radiazioni vicino al dispositivo (ad eccezione dello sfondo naturale), il LED HL2 si accenda leggermente prima di HL3. Va tenuto presente che lo sfondo non è costante, quindi questa regolazione dovrà essere effettuata ripetutamente. Nella modalità di conteggio, l'indicatore consuma una corrente di 0,8 ... 0,9 mA. Letteratura
Autore: G. Zakomorny
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