Сторож-Р – прилад безперервного радіаційного контролю. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Дозиметри

 Коментарі до статті

На техногенне забруднення довкілля нерідко дивляться як у неминучу " плату " ті зручності цивілізованого життя, які нам надає науково-технічний прогрес. Але якщо про забруднення, що хоч якось себе проявляють, ми можемо судити і самі, можемо так чи інакше мінімізувати їх вплив на себе, то стосовно речовин, полів, середовищ, недоступних нашим органам почуттів, ми опиняємося в іншому становищі: не тільки вживати будь-яких заходів самозахисту, а й просто дізнатися про появу такої небезпеки, навіть тривале її існування ми не можемо.

У таких випадках залишається цілком і повністю покладатися на ті чи інші служби централізованого контролю, усвідомлюючи, що за характером своєї діяльності, за фізичними своїми можливостями вони в кращому разі стежитимуть лише за середньостатистичним благополуччям кожного з нас та його відповідністю нормам своїх відомств.

Все це повною мірою відноситься і до радіаційного забруднення навколишнього середовища - до радіоізотопів, до їхнього проникаючого випромінювання: невидимого, нечутного, невловимого, що не має ні запаху, ні смаку навіть у безумовно неприпустимих дозах. Щоправда, монопольне право на радіаційний контроль у нашій країні відомчі служби нещодавно втратили – у населення з'явилися персональні дозиметри.

Але "вимір небезпеки" - цієї першооснови відомчого контролю, що прийшла до нас разом з персональними дозиметрами (здебільшого - спрощеними моделями професійних), - лише на перший погляд здається чимось цілком заміняє органолептичний контроль. У тому, що жоден з органів чуття людини не може бути віднесений до категорії вимірювачів, можна, звичайно, бачити лише особливості еволюції живого, які ні до чого не зобов'язують нас. Але те, що втрата будь-якого з них не компенсується навіть найдосконалішим твором нинішньої електронної техніки, змушує поставитися до органолептичної орієнтації - до її ідеології, її шкали цінностей - з належною увагою. Як, відповідно, і до приладів, здатних подібним чином орієнтувати людину в потенційно небезпечних для неї нових середовищах.

Техніка персональної орієнтації людини у продуктах та відходах сучасної цивілізації покликана вирішувати завдання, непосильні для фахівців-професіоналів, незалежно від їх числа, кваліфікації та оснащення. Завжди – як це незмінно з'ясовувалося – недостатніх.

Але якими можуть бути функції у приладів " органолептичного " контролю радіаційної обстановки? Чим, власне, вони мають відрізнятись від звичайних дозиметрів? І взагалі - чи маємо ми для цього достатні кошти?

Органолептичний прилад радіаційного контролю - радіаційний технорецептор - відрізняється від дозиметричного перш за все своїм призначенням: він зобов'язаний своєчасно повідомити свого власника про його зближення з джерелом радіації, про появу поки що потенційної для нього небезпеки.

Технічне забезпечення такого режиму роботи приладу позначається майже всіх його параметрах. Так, якщо енергоекономічність дозиметра є для нього показником досить другорядним, то для технорецептора він - з найважливіших: прилад, не здатний працювати безперервно, що вимагає постійної турботи про своє енергозабезпечення, взагалі не може бути віднесений до цієї категорії. З іншого боку, майже втрачає сенс питання точності технорецептора. Принаймні у виборі між можливістю "бачити" широкий спектр радіаційних випромінювань і точністю кількісної оцінки лише якогось його різновиду - лише гамма-випромінювання, наприклад, - безумовний пріоритет матиме спектральна широкосмуговість приладу.

Розрізняються ці прилади і формою подання інформації. Радіаційний технорецептор повинен включати її до рецепторного простору людини. Тобто, він повинен мати здатність інформувати свого власника про радіаційну обстановку та її зміну без будь-якого запиту з його боку. Звичайні у вимірювальній техніці табло та шкали тут, очевидно, нічим допомогти не можуть.

Мал. 68. Радіаційний індикатор "Сторож-Р" (натисніть , щоб збільшити)

Особливі вимоги пред'являються до надійності технорецептора. Вона повинна бути не тільки високою, а й постійно перевіряється - відмова приладу має виявлятися негайно.

Органолептичний прилад радіаційного контролю повинен мати і високу радіаційну чутливість, принаймні - бути здатним контролювати природний радіаційний фон і практично миттєво реагувати на скільки-небудь помітні його зміни.

І, нарешті, все це мало чого коштувало, якби коштувало дорого...

З урахуванням вищевикладеного і був спроектований "Сторож-Р" - радіаційний сторож - прилад безперервного радіаційного контролю.

Основні параметри

Принципова схема пристрою показана на рис. 68. Як датчик іонізуючої радіації BD1 використовується лічильник Гейгера типу СБМ20*. Висока напруга на його аноді формує блокінг-генератор: імпульси напруги з підвищує обмотки I трансформатора Т1 через діоди VD1, VD2 заряджають конденсатор фільтра С1. Навантаженням лічильника служить резистор R1 та елементи, пов'язані з входом 8 мікросхеми DD1.

На елементах DD1.1, DD1.2, C3 і R4 зібраний одновібратор, що перетворює імпульс, що надходить з лічильника Гейгера і має затягнутий спад, прямокутний, тривалістю 5...7 мс.

Фрагмент схеми, що включає елементи DD1.3, DD1.4, С4 і R5, являє собою керований по входу 6 DD1 звуковий генератор, що збуджується на частоті F@1/2·R5·C4@1 кГц, до парафазного виходу якого (виходи 3 і 4 DD1) підключений п'єзовипромінювач НА1. Акустичний імпульс-клацання збуджується в ньому "пачкою" електричних імпульсів.

На елементах VD4, R8 ... R10, С8 і С9 зібраний інтегратор, що керує роботою порогового підсилювача, виконаного на мікросхемі DD2.

Рис. 69. Друкована плата "Вартова-Р"

Напруга на конденсаторі С9 залежить від середньої частоти збудження лічильника Гейгера; після досягнення ним потенціалу відмикання польового транзистора, що входить у DD2, включається світлодіод HL1: частота та тривалість його спалахів зростатимуть зі збільшенням рівня радіації.

Прилад монтують на друкованій платі, виготовленій із двостороннього склотекстоліту завтовшки 1,5 мм (рис. 69, а). Фольга зворотної сторони використовується лише як нульова шина (вона з'єднана з "-" джерела живлення), у місцях пропуску провідників у ній витравлені кружки діаметром 1,5...2 мм.

Двоцокольний лічильник СБМ20 кріплять на друкованій платі жорсткими дужками (сталевий дріт діаметром 0,8...0,9 мм). Їх надягають внатяг на висновки лічильника і впаюють у призначені для них отвори. Лічильник з м'якими висновками (інше оформлення лічильника СБМ20) кріплять за корпус тонкими дужками, що охоплюють його (монтажний провід діаметром 0,4...0,6 мм), отвори для їх розпаювання - "а-б" і "в-г".

Трансформатор Т1 намотують на кільцевому осерді М3000НМ типорозміру К16х10х4,5, XNUMX мм. Гострі ребра сердечника попередньо загладжують шкіркою і покривають весь сердечник електрично та механічно міцною ізоляцією, наприклад, обмотують лавсановою або фторопластовою стрічкою.

Першою намотують обмотку I, вона містить 420 витків Проводу ПЕВ-2-0,07. Обмотку ведуть майже виток до витка, в один бік, залишаючи між її початком і кінцем проміжок 1...2 мм. Обмотку також покривають ізоляцією. Далі намотують обмотку II-8 витків дроту діаметром 0,15...0,2 мм у довільній ізоляції, і поверх неї - обмотку III-3 витка тим самим дротом. Ці обмотки також повинні бути розподілені по сердечнику, можливо, рівномірніше. Розташування обмоток та його висновків має відповідати малюнку друкованої плати, які фазування - зазначеної на принципової схемою (синфазні кінці обмоток позначені точками).

Готовий трансформатор рекомендується покрити шаром гідроізоляції – обмотати, наприклад, вузькою смужкою липкої пластикової стрічки. На плату трансформатор кріплять гвинтом МОЗ між двома еластичними шайбами, що не продавлюють обмоток.

При складанні приладу рекомендується використовувати такі типи конденсаторів: С1 – К73-9-630В, С2 – КД-26-500В, С8 та С9 – К10-17-26, С5 – К53-30 або К53-19; С7, С10 – К50-40 або К50-35.

При можливих замінах слід пам'ятати, що завищені витоку конденсаторів С1 і С2 (як і зворотний струм діодів VD1 і VD2) можуть різко збільшити енергоспоживання приладу. Воно може бути помітно збільшено та невдалим вибором конденсатора С5.

Резистори: R1 - КІМ-0,125 або C3-14-0,125, решта - МЛТ-0,125, С2-23-ОД25 або С2-33-ОД25.

Як DD1 можна, звичайно, взяти мікросхему К561ЛА7. Діод КД510А – замінити будь-яким кремнієвим зі струмом в імпульсі не менше 0,5 А. Світлодіод годиться практично будь-який, критерій тут – достатня яскравість.

П'єзовипромінювач барабанного типу ЗП-1 може бути замінений випромінювачем з акустичним резонатором - ЗП-12 або ЗП-22. Можливе застосування та інших п'єзовипромінювачів. Критерій тут – достатня гучність.

Повністю змонтовану друковану плату, п'єзовипромінювач та вимикач встановлюють на передній панелі приладу, яку виготовляють із ударостійкого полістиролу товщиною 2,5 мм (рис. 69 б). Корпус приладу, що має форму відкритої коробки, виготовляють із полістиролу завтовшки 1,5...2 мм; по краю, з внутрішнього боку вибирають паз глибиною 2,5 мм для фіксації в ньому передньої панелі приладу по всьому її периметру. Кришку скріплюють з передньою панеллю гвинтом М2, місце кріплення - приплив на відсіку живлення із запресованим у ньому металевим вкладишем, що має різьблення під гвинт М2. Оскільки джерело живлення в приладі змінюють дуже рідко, кришку зсуву біля відсіку живлення можна не робити.

Так як полістирол може відчутно послабити іонізуюче випромінювання (див. додатки 6 і 7), у стінці корпусу, що примикає до лічильника Гейгера, роблять наскрізний виріз, який можна перекрити лише рідкісними ґратами. Такими ж гратами перекривають і акустичні вирізи в передній панелі та в кришці приладу.

У "Вартові-Р" можна використовувати не тільки лічильники Гейгера типу СБМ20. Підходять, без помітних змін споживчих властивостей та будь-яких переробок приладу, лічильники типу СТС5, СБМ32 та СБМ32К.

Але існують лічильники Гейгера, здатні значно збільшити загальну та спектральну чутливість приладу. Наприклад, СБТ7, СБТ9, СБТ10А, СБТ11, СІ8Б, СІ13Б, СІ14Б. Всі вони мають тонкі слюдяні "вікна" і мають високу чутливість не тільки до гамма-і жорсткого бета-, але і до м'якого бета-випромінювання (а СБТ11 - і до альфа-випромінювання). Правда, їх конфігурація вимагатиме внесення суттєвих змін у конструкцію корпусу приладу, у загальне його компонування. Для деяких із них знадобиться і корекція порога тривожної сигналізації. Інформація про лічильники Гейгера вітчизняного виробництва, які можуть бути використані в саморобних приладах радіаційного контролю, наведена у додатку 4.

Ніщо, окрім зростаючих габаритів та вартості, не може завадити ставити в "Сторож-Р" і кілька лічильників Гейгера (їх включають паралельно) - для збільшення загальної та спектральної чутливості приладу.

Прилад не вимагає налагодження – правильно зібраний, він починає працювати одразу. Але є в ньому два резистори, номінали яких потрібно, можливо, уточнити. Це резистор R5, за допомогою якого частоту звукового генератора виводять на частоту механічного резонансу п'єзовипромінювача (їх значне розбіжність позначається на гучності клацання). І резистор R8, що визначає поріг тривожної сигналізації (поріг підвищується зі збільшенням опору R8). Корекція порога може знадобитися не тільки при використанні лічильника, що істотно відрізняється від СБМ20 радіаційної чутливістю, але і при перенастроюванні приладу для роботи в умовах підвищеного радіаційного фону, в умовах, наприклад, радіаційного забруднення місцевості, що вже відбулося.

"Сторож-Р" простий у зверненні і вимагає від власника будь-якої спеціальної підготовки. Рідкісне клацання акустичних імпульсів, що йдуть один за одним без видимого порядку, відсутність тривожної сигналізації (спалахів світлодіода) говорять про те, що прилад знаходиться в умовах природного радіаційного фону. Це фонове клацання майже залежить від часу доби; сезону та розташування приладу, дещо сповільнюючись лише глибоко під землею та прискорюючись у високогір'ї.

Збільшення швидкості рахунку при переміщенні приладу, а тим більше поява тривожної сигналізації, дуже ймовірно означає, що прилад входить у поле джерела радіації штучного походження. Рефлекторне прагнення людини залишити це місце – цілком доречна тут реакція (видалення від джерела – найкращий вид радіаційного захисту, видалення джерела – найкраща дезактивація).

Але це можна зробити і трохи пізніше, попередньо встановивши місце розташування джерела, його зв'язок з тим чи іншим видимим предметом. Оскільки "Сторож-Р" має максимальну чутливість із боку свого "вікна" - вирізу в стінці корпусу, що примикає до лічильника Гейгера, ця процедура нагадує радіопеленгацію. Напрямок на джерело може бути встановлений і наближенням до нього: джерело знаходиться у напрямку, на якому швидкість рахунку зростає максимально швидко.

При пошуку джерел, що мають значно менші розміри, ніж сам лічильник Гейгера, рекомендується проводити сканування підозрілих місць: переміщати прилад, змінюючи напрямок його руху та орієнтацію. Таким чином, положення невидимої простим оком "гарячої" Частки, наприклад, визначається з точністю до 2...3 мм.

Проте це може здатися недостатнім. Хотілося б знати – небезпечно виявлене чи ні. Внесемо ясність: це питання не відповідають, що неспроможні відповісти і, можливо, не зможуть це зробити ніколи дозиметричні прилади будь-яких типів. Рецепта відділення "небезпечного" від "безпечного" у скільки-небудь складних випадках - а взаємини живого з радіоізотопами забруднень відносяться до найскладніших - може не бути взагалі, принаймні - рецепта простого, реалізацію якого можна було б перевірити приладу.

Але і це – якщо "безпечна" радіація існує хоча б у принципі. На жаль, у багаторічних пошуках її так і не було виявлено. Можна було говорити лише про більшу чи меншу її шкоду. І в цивілізованих країнах від ідеї існування підпорогової радіації – радіації, вплив якої цілком компенсувався б якимись захисними механізмами організму, – відмовилися. Відмовилися давно, у США, наприклад, 1946 року.

Мінімізація опромінення людини – етична норма у поводженні з джерелами іонізуючого випромінювання. До різних відомчих норм, що приймають як допустимі рівні, що значно перевищують природний радіаційний фон, слід ставитися як до спроб знайти баланс, зваживши на універсальних вагах господарника вартість захисних заходів - з одного боку - і втрати суспільства від радіаційного ураження - з іншого.

"Сторож-Р" відрізняється від більшості тепер уже численних різновидів побутових дозиметричних приладів насамперед тим, що практично повністю усуває небезпеку випадкового опромінення свого власника. Працюючи в безперервному режимі, майже не заважаючи іншим заняттям (будь-яке тло, як ознака стабільності ситуації, легко "іде" в підсвідомість людини), він миттєво звертає його увагу на скільки-небудь помітну зміну радіаційної обстановки (інша, настільки ж фундаментальна особливість нашого сприйняття навколишнього).

Особливо ефективний "Сторож-Р" у виявленні компактних радіаційних утворень – початкової фази майже будь-якого радіаційного забруднення. На жаль, у цій фазі свого існування (найбільш доступною, до речі, для дезактивації) вони потрапляють у поле зору служб радіаційного контролю лише як виняток: навіть найдосконаліша, але апаратура, що знаходиться на віддалі, фізично не в змозі виявити такого роду джерела.

Поріг тривожної сигналізації в приладі виставлений так, щоб під ним виявилося б природне радіаційне тло з багатьма можливими його відхиленнями від середнього значення. Лише небагато причин, не пов'язані з джерелами радіації штучного походження, можуть вивести "Сторож-Р" в режим тривожної сигналізації**.

Але "Сторож-Р" може бути корисним і в умовах радіаційного забруднення місцевості, що вже відбулося. Виявлення точкових джерел та високоактивних "плям" на новому, техногенному фоні може виявитися справою навіть актуальнішою: досвід показує, що радіаційні забруднення в таких місцях відрізняються надзвичайною нерівномірністю.

"Сторож-Р" - у багатьох своїх прототипах і модифікаціях випробовувався і знаходив застосування в різних регіонах нашої країни і за кордоном протягом останніх сорока років. З його допомогою легко виявлялися викинуті "світяться" елементи старих приладів і радіоактивні ампули пожежних датчиків, "гарячі" частинки Чорнобиля на предметах побуту і радіоактивні освіти, що вже циркулюють в кровотоку людини, високоактивні мінерали і скам'янілості в музеях і колекціях і продукти харчування, що пройшли як стверджувалося) казенний контроль, що "висвітлюють" перехожих прискорювачі НДІ та радіоактивний "бруд" у медичних установах. І багато багато іншого...

Але куди частіше "Сторож-Р" знімав необґрунтовані страхи та підозри - те, що з часткою зневаги називають радіофобією, а насправді є нормальною реакцією людини на безособове, "середньостатистичне" до нього ставлення.

Або, що те саме, СБМ-20. У заводському маркуванні дефіс нерідко відсутня (це стосується і лічильників інших типів).

Публікація: cxem.net

Дивіться інші статті розділу Дозиметри.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Земля має ще один супутник 21.06.2016 Ми звикли вважати Місяць єдиним природним супутником Землі, проте гравітаційне поле нашої планети здатне на деякий час захоплювати астероїди, що пролітають повз, роблячи їх тимчасовими супутниками. Астероїд 2016 HO3 вперше був помічений 27 квітня 2016 року телескопом спостереження за астероїдами Pan-STARRS 1 (система телескопів панорамного огляду та швидкого реагування), розташованого на вулкані Халікала (острів Маука). Ця система дозволяє виявляти 99% астероїдів, що перетинають земну орбіту, розміром більше 300 м. Провівши аналіз орбіти знайденого астероїда, астрономи Лабораторії реактивного руху в Пасадені (штат Каліфорнія, США) виявили, що одночасно із рухом навколо Сонця він також звертається навколо Землі. Астероїд досить далеко, щоб вважатися справжнім супутником нашої планети, тому його назвали квазі-супутником. Більше 10 років тому астрономи деякий час спостерігали астероїд 2003 YN107 з аналогічним малюнком орбіти, але з того часу він уже залишив навколоземну область простору. Новий астероїд спійманий у пастку набагато надійніше. Розрахунки показують, що 2016 HO3 буде стабільним квазі-супутником Землі протягом майже століття, а компаньйоном Землі залишатиметься ще протягом багатьох століть. У своєму річному русі разом із Землею навколо Сонця, астероїд 2016 HO3 приблизно половину часу знаходиться ближче до Сонця, ніж Земля, і проходить попереду нашої планети, і приблизно половину часу далі і позаду. Його орбіта трохи нахилена до площини орбіти Землі, тому він один раз на рік виринає над нею, а потім пірнає під неї. Ці "жаб'ячі" стрибки триватимуть протягом сотень років. Орбіта астероїда навколо Землі здійснює також повільний поворот ззаду-вперед із періодом кілька десятиліть. Її петлі дрейфують трохи попереду чи ззаду, не віддаляючись на велику відстань, але й не наближаючись досить близько. Максимальне видалення приблизно в 100 разів більше відстані від Землі до Місяця (близько 40 млн км). У своїй найближчій до Землі точці орбіти астероїд знаходиться на відстані приблизно в 38 разів далі за Місяць (близько 15 млн. км). За образним виразом одного з дослідників цей маленький астероїд немов танцює із Землею. Розмір знайденого астероїда поки що твердо не встановлений, але він, мабуть, більше, ніж 40 метрів і менше, ніж 100 метрів.

Інші цікаві новини:

▪ Морське повітря не таке чисте

▪ Тонометр працює від дотику

▪ DC-DC-перетворювач EL7566

▪ Осики, вовки та нервові олені

▪ Досягнення Intel у сфері кремнієвої фотоніки

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ розділ сайту Акустичні системи. Добірка статей

▪ стаття Проблема контролю викиду в атмосферу забруднюючих речовин промисловими підприємствами. Основи безпечної життєдіяльності

▪ статья Яким було прокляття Тутанхамона? Детальна відповідь

▪ стаття Санки з лиж. Поради туристу

▪ стаття Сторож автомобіля. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Мікрофони електретні. Схеми включення. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024