In onze tijd van door de mens veroorzaakte rampen is het noodzakelijk om onszelf te beschermen tegen de gevolgen ervan in de vorm van radioactieve besmetting. En daarvoor moet ioniserende straling worden gedetecteerd. Daarom kan elke radioamateur bij afwezigheid van industriële apparaten proberen om met zijn eigen handen een geigerteller te maken.
Wat is een geigerteller?
Om de radioactieve achtergrond te meten, hebben wetenschappers en ingenieurs apparaten ontwikkeld: geigertellers. Als sensor voor alfa-, bèta- en gammastraling wordt gebruik gemaakt van een afgesloten gasontladingsbuis gevuld met een mengsel van inerte gassen, genoemd naar de uitvinders van de Geiger-Mullerteller. Maar professionele apparaten zijn niet gemakkelijk toegankelijk voor de moderne leek en zijn vrij duur.
Er zijn verschillende varianten van dergelijke structuren ontwikkeld. DIY-geigerteller van een neonlamp kan zelfs de meest onvoorbereide stalker maken om te overleven in een post-apocalyptische wereld.
Rassen van geïmproviseerde ontwerpenGeigertellers
De geigerteller is door veel amateurontwerpers met hun eigen handen ontwikkeld en vervaardigd. Er zijn veel ontwerpmogelijkheden. De meest voorkomende zelfgemaakte ontwikkelschema's zijn bekend:
- Radiometer, met behulp van een fluorescerende of neon starter als bèta- en gammasensor.
- Een eenvoudige zelfgemaakte stralingsindicator op basis van de STS-5-sensor.
- De eenvoudigste dosismeter met een sensor SBM-20.
- Kleine stralingsindicator op basis van SBT-9-sensor.
- Indicator van ioniserende straling op basis van een sensor van een halfgeleiderapparaat - een diode.
- De eenvoudigste stralingsindicator met een zelfgemaakte ontlader gemaakt van een PET-fles en een blikje.
Voor- en nadelen van ontwerpen
De ontwerpen van zelfgemaakte dosimeters en stralingsindicatoren met sensoren SBM-20, STS-5, SBT-9 zijn vrij eenvoudig en hebben een hoge gevoeligheid. Maar ze hebben een heel belangrijk nadeel: het zijn industriële sensoren van ioniserende straling, die moeilijk toegankelijk zijn en duur om te kopen.
Een stralingsindicator met een halfgeleiderapparaatsensor is goedkoop, maar vanwege de niet-lineariteit van de halfgeleiderkarakteristieken is het moeilijk in te stellen, gevoelig voor veranderingen in temperatuur en voedingsspanning.
Het apparaat met een zelfgemaakte sensor uit een PET-fles is uiterst eenvoudig, maar vereist een circuit met een veldeffecttransistor, wat niet altijd beschikbaar is voor een doe-het-zelver. Bovendien zijn veldeffecttransistors gevoelig voor defecten onder sterkestraling.
De meest betaalbare zijn ontwerpen met op starters gebaseerde sensoren van defecte fluorescentie- of neonlampen. De nadelen van een sensor van een starter, zoals een neonlamp, zijn onder meer gevoeligheid voor veranderingen in temperatuur en voedingsspanning, de noodzaak om de sensor af te schermen tegen licht en elektromagnetische straling. De voordelen zijn onder meer het gemak van het maken en instellen van een geigerteller met uw eigen handen.
Schema van een stralingsindicator met een neonlamp als sensor
Het maken van een geigerteller met je eigen handen moet beginnen met het bestuderen van het schakelschema van het apparaat. Deze schakeling gebruikt een neonlamp als gamma- en bètasensor.
Laten we eens kijken naar het schakelschema.
Diode D1 wordt gebruikt om wisselstroom te corrigeren. Om een constante spanning van 100 V te leveren, werd een stabilisatieschakeling op basis van een zenerdiode D2 gebruikt. De parameters van de weerstand R1 zijn afhankelijk van de voedingsspanning Vac en worden berekend met de formule
R1=(Vac-100V)/(5 mA).
Variabele weerstand R2 stelt de spanning op de neonlamp iets onder de ontstekingsspanning in. De neonlamp in de standby-modus mag niet branden. Wanneer radioactieve deeltjes door een glazen bol vliegen, ioniseert het inerte gas en gaat de lamp knipperen.
Op het moment dat de lamp knippert, zal er een spanningsval optreden op de weerstand R3 en een neonlamp zalspanning, minder dan houdspanning. Er zal geen stroom door de lamp lopen totdat deze wordt ontstoken door een ioniserend deeltje. Op het moment dat er een korte stroom door de lamp gaat, klinkt er een luide klik in de luidspreker. Nadat je een geigerteller met je eigen handen hebt samengesteld uit een neonlamp, kun je beginnen met het opzetten ervan.
De geigerteller instellen en kalibreren
Het ontwikkelde model van de post-apocalyptische geigerteller is eenvoudig met je eigen handen in te stellen. Met een variabele weerstand R2 wordt het apparaat in de standby-modus gezet, op het punt een sensor van een neonlamp te activeren. Verder nadert voor het experiment een stoffige doek de indicator van radioactiviteit en wordt de gevoeligheid van het apparaat aangepast door de regelweerstand R2. Aangezien het stof vol radioactieve isotopen zit, zou de neonindicator van radioactiviteit periodiek moeten knipperen als deze correct is afgesteld, de luidsprekerkop moet tjilpende geluiden en klikken maken.
Voor een nauwkeurigere kalibratie van het apparaat moet u een beschikbare stralingsbron gebruiken. Het kan een tuimelschakelaar zijn van militaire radioapparatuur waarop een lichtgevende radioactieve fosfor is aangebracht. Kalibratie wordt uitgevoerd met behulp van een voorbeeldige standaard dosimeter. De werkingsfrequentie van een zelfgemaakte geigerteller is aangepast aan de frequentie van het tellen van het stralingsniveau van een industriële dosimeter. Voor kalibratie kan ook een standaard stralingsbron worden gebruikt, die meestal is uitgerust met een militaire dosismeter.
Materialen en gereedschappen voor het samenstellen van een geigerteller
Bij het monteren van een geigerteller met uw eigen handen, materialenalles wat beschikbaar is voor een radioamateur kan worden gebruikt. Het belangrijkste is dat de classificaties van de radiocomponenten overeenkomen met het bovenstaande diagram. Het is noodzakelijk om een neonlamp als sensor correct te selecteren, zodat de ontstekingsspanning ongeveer overeenkomt met 100 V. In dit geval kunnen radiocomponenten zowel geïmporteerd als binnenlands zijn. De parameters van de onderdelen moeten worden geselecteerd met behulp van de referentieliteratuur.
Het is belangrijk op te merken dat in het gegeven schakelschema een wisselstroomvoedingsspanning van het lichtnet Vac \u003d 220 V wordt gebruikt volgens een transformatorloos circuit, en dit is gevaarlijk voor elektrische schokken voor het lichaam. Om elektrisch letsel te voorkomen, moet de behuizing van het instrument gemaakt zijn van elektrisch isolerend materiaal. Voor dit doel zijn plexiglas, getinax, glasvezel, polystyreen en andere laminaten geschikt.
Bij het met uw eigen handen monteren van een geigerteller, wordt het meest uiteenlopende gereedschap gebruikt:
- Voor het solderen van radiocomponenten is een elektrische soldeerbout van 60 W vereist.
- Hacksaw wordt veel gebruikt voor het snijden van glasvezelfolie, bij de vervaardiging van printplaten. Het wordt gebruikt voor het snijden en snijden van kunststof lichaamsdelen.
- De elektrische boor wordt gebruikt voor het boren van gaten in de printplaat, waarbij de behuizing op de hoeken wordt gemonteerd.
- Een pincet is essentieel voor het werken met kleine onderdelen bij het solderen en monteren van een elektrisch circuit.
- Zijsnijders worden aanbevolen voor het doorknippen van uitstekende kabels van radiocomponenten.
- Voor de inbedrijfstelling van het apparaat is een elementaire tester absoluut noodzakelijk, die u nodig heeftvoer spanningsmetingen uit op testpunten, evenals andere elektrische parameters.
- Voor een autonome stroomvoorziening van een echt post-apocalyptische geigerteller, is het raadzaam om een batterij van 4,5-9 V aan te sluiten, waarvoor een eenvoudig spanningsomvormercircuit tot 220 V AC wordt gebruikt.
Veiligheid moet worden gevolgd bij het werken met elektriciteit en radioactieve materialen.
