V naší době katastrof způsobených člověkem je nutné se chránit před jejich následky v podobě radioaktivní kontaminace. A k tomu musí být detekováno ionizující záření. Proto při absenci průmyslových zařízení může každý radioamatér zkusit vyrobit Geigerův počítač vlastníma rukama.
Co je Geigerův počítač?
Pro měření radioaktivního pozadí vyvinuli vědci a inženýři zařízení – Geigerovy počítače. Jako senzor pro záření alfa, beta a gama se používá utěsněná výbojka naplněná směsí inertních plynů, pojmenovaná po vynálezcích Geiger-Mullerova počítače. Profesionální zařízení však nejsou snadno dostupná pro moderního laika a jsou poměrně drahá.
Bylo vyvinuto několik druhů takových struktur. Kutilský Geigerův pult z neonové lampy dokáže i toho nejnepřipraveného stalkera přežít v postapokalyptickém světě.
Různé improvizované návrhyGeigerovy počítače
Geigerův počítač byl vyvinut a vyroben mnoha amatérskými konstruktéry vlastníma rukama. Existuje mnoho možností designu. Nejběžnější domácí vývojová schémata jsou známá:
- Radiometr využívající fluorescenční nebo neonový startér jako beta a gama senzor.
- Jednoduchý domácí indikátor záření založený na senzoru STS-5.
- Nejjednodušší dozimetr se senzorem SBM-20.
- Malý indikátor radiace založený na senzoru SBT-9.
- Ukazatel ionizujícího záření na základě senzoru z polovodičového zařízení - diody.
- Nejjednodušší indikátor záření s podomácku vyrobeným výbojem vyrobeným z PET lahve a plechovky.
Výhody a nevýhody designů
Návrhy vlastnoručně vyrobených dozimetrů a indikátorů záření využívající senzory SBM-20, STS-5, SBT-9 jsou poměrně jednoduché a mají vysokou citlivost. Mají ale velmi důležitou nevýhodu – jsou to průmyslové senzory ionizujícího záření, které jsou obtížně dostupné a drahé na nákup.
Indikátor záření se snímačem polovodičového zařízení je levný, ale kvůli nelinearitě polovodičových charakteristik je obtížně nastavitelný, citlivý na změny teploty a napájecího napětí.
Zařízení s podomácku vyrobeným senzorem z PET lahve je extrémně jednoduché, ale vyžaduje obvod s tranzistorem s efektem pole, který není pro kutila vždy dostupný. Kromě toho jsou tranzistory s efektem pole náchylné k poruchám při silném zatíženízáření.
Nejdostupnější jsou provedení se startovacími senzory z vadných zářivek nebo neonových výbojek. Mezi nevýhody snímače ze startéru, jako je neonová lampa, patří citlivost na změny teploty a napájecího napětí, nutnost odstínění snímače před světlem a elektromagnetickým zářením. Mezi výhody patří snadná výroba a nastavení Geigerova počítače vlastníma rukama.
Schéma indikátoru záření s neonovou lampou jako senzorem
Výroba Geigerova počítače vlastníma rukama by měla začít prostudováním schématu zapojení zařízení. Tento obvod používá neonovou žárovku jako gama a beta senzor.
Uvažujme schéma zapojení.
Dioda D1 se používá k usměrnění střídavého proudu. Pro zajištění konstantního napětí 100 V byl použit stabilizační obvod na bázi zenerovy diody D2. Parametry rezistoru R1 jsou závislé na napájecím napětí Vac a jsou vypočteny pomocí vzorce
R1=(Vac-100V)/(5 mA).
Proměnný odpor R2 nastavuje napětí na neonové žárovce mírně pod zapalovací napětí. Neonová lampa v pohotovostním režimu by neměla svítit. Když radioaktivní částice prolétají skleněnou baňkou, inertní plyn se ionizuje a lampa bliká.
V okamžiku, kdy lampa bliká, dojde k poklesu napětí na odporu R3 a neonová lampa se rozsvítínapětí, menší než přídržné napětí. Na lampě nebude protékat proud, dokud nebude zapálena ionizující částicí. V okamžiku, kdy lampou projde krátký proud, se v reproduktoru ozve hlasité cvaknutí. Po složení Geigerova počítače vlastníma rukama z neonové lampy jej můžete začít nastavovat.
Nastavení a kalibrace Geigerova počítače
Vyvinutý model postapokalyptického Geigerova čítače lze snadno nastavit vlastníma rukama. S proměnným odporem R2 se zařízení přepne do pohotovostního režimu, na hranici spuštění senzoru z neonové lampy. Dále se pro experiment přiblíží zaprášený hadr k indikátoru radioaktivity a citlivost zařízení se nastaví regulačním odporem R2. Protože je prach plný radioaktivních izotopů, neonový indikátor radioaktivity by měl při správném nastavení pravidelně blikat, hlava reproduktoru by měla vydávat cvrlikání a cvakání.
Pro přesnější kalibraci zařízení musíte použít dostupný zdroj záření. Může to být páčkový spínač z vojenského rádiového zařízení s aplikovaným světelným radioaktivním fosforem. Kalibrace se provádí pomocí příkladného standardního dozimetru. Frekvence provozu podomácku vyrobeného Geigerova počítače je přizpůsobena frekvenci počítání úrovně radiace průmyslového dozimetru. Pro kalibraci lze použít i standardní zdroj záření, který bývá vybaven vojenským dozimetrem.
Materiály a nástroje pro sestavení Geigerova počítače
Při sestavování Geigerova počítače vlastníma rukama, materiálylze použít jakýkoli, který má radioamatér k dispozici. Hlavní věc je, že hodnocení rádiových komponent odpovídá výše uvedenému schématu. Je nutné správně vybrat neonku jako snímač tak, aby zapalovací napětí přibližně odpovídalo 100 V. V tomto případě mohou být rádiové komponenty jak dovážené, tak domácí. Parametry dílů musí být vybrány pomocí referenční literatury.
Je důležité poznamenat, že v daném schématu zapojení je použito střídavé napájecí napětí ze sítě Vac \u003d 220 V podle beztransformátorového obvodu, což je nebezpečné pro zásah elektrickým proudem do těla. Aby se zabránilo úrazu elektrickým proudem, měl by být kryt nástroje vyroben z elektricky izolačního materiálu. Pro tento účel jsou vhodné plexisklo, getinax, sklolaminát, polystyren a další lamináty.
Při sestavování Geigerova počítače vlastníma rukama se používá nejrozmanitější nástroj:
- K pájení rádiových součástek je nutná 60W elektrická páječka.
- Pila je široce používána pro řezání fólií ze skelných vláken při výrobě desek plošných spojů. Používá se pro řezání a řezání plastových částí těla.
- Elektrická vrtačka se používá k vrtání otvorů do desky s plošnými spoji a montáži pouzdra na rohy.
- pinzety jsou nezbytné pro práci s malými součástmi při pájení a montáži elektrického obvodu.
- Postranní řezáky se doporučují pro řezání vyčnívajících vodičů rádiových komponent.
- Pro zprovoznění zařízení je naprosto nezbytný elementární tester, se kterým budete potřebovatproveďte měření napětí v testovacích bodech a také další elektrické parametry.
- Pro autonomní napájení skutečně postapokalyptického Geigerova čítače je vhodné připojit baterii 4,5-9 V, pro kterou použijte libovolný jednoduchý obvod měniče napětí až do 220 V AC.
Při práci s elektřinou a radioaktivními materiály je třeba dodržovat bezpečnost.
