Nella nostra epoca di disastri causati dall'uomo, è necessario proteggersi dalle loro conseguenze sotto forma di contaminazione radioattiva. E per questo devono essere rilevate le radiazioni ionizzanti. Pertanto, in assenza di dispositivi industriali, qualsiasi radioamatore può provare a realizzare un contatore Geiger con le proprie mani.
Cos'è un contatore Geiger?
Per misurare il fondo radioattivo, scienziati e ingegneri hanno sviluppato dispositivi: i contatori Geiger. Come sensore per radiazioni alfa, beta e gamma, viene utilizzato un tubo a scarica di gas sigillato riempito con una miscela di gas inerti, dal nome degli inventori del contatore Geiger-Muller. Ma i dispositivi professionali non sono facilmente accessibili ai profani moderni e sono piuttosto costosi.
Sono state sviluppate diverse varietà di tali strutture. Il contatore Geiger fai-da-te di una lampada al neon può rendere anche lo stalker più impreparato alla sopravvivenza in un mondo post-apocalittico.
Varietà di design improvvisatiContatori Geiger
Il contatore Geiger è stato sviluppato e prodotto da molti designer dilettanti con le proprie mani. Ci sono molte opzioni di progettazione. I più comuni schemi di sviluppo fatti in casa sono noti:
- Radiometro, che utilizza uno starter fluorescente o neon come sensore beta e gamma.
- Un semplice indicatore di radiazione fatto in casa basato sul sensore STS-5.
- Il dosimetro più semplice con un sensore SBM-20.
- Indicatore di radiazione di piccole dimensioni basato sul sensore SBT-9.
- Indicatore di radiazioni ionizzanti basato su un sensore di un dispositivo a semiconduttore - un diodo.
- L'indicatore di radiazione più semplice con uno scaricatore fatto in casa fatto da una bottiglia in PET e una lattina.
Vantaggi e svantaggi dei design
I progetti di dosimetri e indicatori di radiazione fatti in casa che utilizzano i sensori SBM-20, STS-5, SBT-9 sono abbastanza semplici e hanno un'elevata sensibilità. Ma hanno uno svantaggio molto importante: sono sensori industriali di radiazioni ionizzanti, a cui è difficile accedere e costosi da acquistare.
Un indicatore di radiazione con un sensore a semiconduttore è economico, ma a causa della non linearità delle caratteristiche del semiconduttore, è difficile da configurare, sensibile alle variazioni di temperatura e tensione di alimentazione.
Il dispositivo con un sensore fatto in casa da una bottiglia in PET è estremamente semplice, ma richiede un circuito con un transistor ad effetto di campo, che non è sempre disponibile per un fai-da-te. Inoltre, i transistor ad effetto di campo sono soggetti a guasti in condizioni di forte intensitàradiazioni.
I più convenienti sono i modelli con sensori basati su starter di lampade fluorescenti o neon difettose. Gli svantaggi di un sensore di avviamento, come una lampada al neon, includono la sensibilità alle variazioni di temperatura e tensione di alimentazione, la necessità di schermare il sensore dalla luce e dalle radiazioni elettromagnetiche. I vantaggi includono la facilità di creare e impostare un contatore Geiger con le proprie mani.
Schema di un indicatore di radiazione con una lampada al neon come sensore
La creazione di un contatore Geiger con le tue mani dovrebbe iniziare studiando lo schema elettrico del dispositivo. Questo circuito utilizza una lampadina al neon come sensore gamma e beta.
Consideriamo lo schema del circuito.
Il diodo D1 viene utilizzato per rettificare la corrente alternata. Per fornire una tensione costante di 100 V, è stato utilizzato un circuito di stabilizzazione basato su un diodo zener D2. I parametri della resistenza R1 dipendono dalla tensione di alimentazione Vac e sono calcolati con la formula
R1=(Vac-100V)/(5 mA).
La resistenza variabile R2 imposta la tensione sulla lampadina al neon leggermente al di sotto della tensione di accensione. La lampada al neon in modalità standby non deve essere accesa. Quando le particelle radioattive volano attraverso un bulbo di vetro, il gas inerte si ionizza e la lampada lampeggia.
Nel momento in cui la lampada lampeggia, si verificherà una caduta di tensione sulla resistenza R3 e si accenderà una lampada al neontensione, inferiore alla tensione di mantenimento. Non ci sarà flusso di corrente sulla lampada finché non viene accesa da una particella ionizzante. Al momento di un breve flusso di corrente attraverso la lampada, viene emesso un forte clic nell' altoparlante. Dopo aver assemblato un contatore Geiger con le tue mani da una lampada al neon, puoi iniziare a configurarlo.
Impostazione e calibrazione del contatore Geiger
Il modello sviluppato del contatore Geiger post-apocalittico è facile da configurare con le tue mani. Con una resistenza variabile R2, il dispositivo viene messo in modalità standby, sul punto di attivare un sensore da una lampada al neon. Inoltre, per l'esperimento, uno straccio polveroso si avvicina all'indicatore di radioattività e la sensibilità del dispositivo viene regolata dal resistore di regolazione R2. Poiché la polvere è piena di isotopi radioattivi, l'indicatore di radioattività al neon dovrebbe lampeggiare periodicamente se regolato correttamente, la testa dell' altoparlante dovrebbe emettere suoni e clic.
Per una calibrazione più accurata del dispositivo, è necessario utilizzare una sorgente di radiazioni disponibile. Può essere un interruttore a levetta da apparecchiature radio militari a cui è applicato un fosforo radioattivo luminoso. La calibrazione viene eseguita utilizzando un dosimetro standard esemplare. La frequenza di funzionamento di un contatore Geiger fatto in casa è adattata alla frequenza di conteggio del livello di radiazione di un dosimetro industriale. Per la calibrazione può essere utilizzata anche una sorgente di radiazioni standard, che di solito è dotata di un dosimetro militare.
Materiali e strumenti per assemblare un contatore Geiger
Quando si assembla un contatore Geiger con le proprie mani, i materialiqualsiasi disponibile per un radioamatore può essere utilizzato. La cosa principale è che le valutazioni dei componenti radio corrispondono al diagramma sopra. È necessario selezionare correttamente una lampada al neon come sensore in modo che la tensione di accensione corrisponda a circa 100 V. In questo caso, i componenti radio possono essere sia importati che domestici. I parametri delle parti devono essere selezionati utilizzando la letteratura di riferimento.
È importante notare che nello schema elettrico indicato, viene utilizzata una tensione di alimentazione alternata dalla rete Vac \u003d 220 V secondo un circuito senza trasformatore, e questo è pericoloso per scosse elettriche al corpo. Per prevenire lesioni elettriche, la custodia dello strumento deve essere realizzata in materiale elettricamente isolante. A tale scopo sono adatti plexiglass, getinax, fibra di vetro, polistirene e altri laminati.
Quando si assembla un contatore Geiger con le proprie mani, viene utilizzato lo strumento più vario:
- Per saldare i componenti della radio è necessario un saldatore elettrico da 60 W.
- Il seghetto è ampiamente utilizzato per il taglio di fogli di fibra di vetro, nella produzione di circuiti stampati. Viene utilizzato per tagliare e tagliare parti del corpo in plastica.
- Il trapano elettrico viene utilizzato per praticare fori nel circuito stampato, assemblando la custodia agli angoli.
- Le pinzette sono essenziali per lavorare con piccole parti durante la saldatura e il montaggio di un circuito elettrico.
- Le taglierine laterali sono consigliate per tagliare i cavi sporgenti dei componenti radio.
- Per la messa in servizio del dispositivo è assolutamente necessario un tester elementare, con il quale sarà necessarioeseguire misurazioni della tensione nei punti di prova, nonché altri parametri elettrici.
- Per un'alimentazione autonoma di un contatore Geiger davvero post-apocalittico, si consiglia di collegare una batteria da 4,5-9 V, per la quale utilizzare un qualsiasi semplice circuito convertitore di tensione fino a 220 V AC.
La sicurezza deve essere rispettata quando si lavora con elettricità e materiali radioattivi.
