Testul dozimetrului: pe care să alegi? Indicator simplu de radiație care se conectează la Arduino

Într-o zi, ministrul Finanțelor, palid ca moartea, a apărut la televizor și a spus:

Criza financiară nu ne va afecta. Deoarece. Vă spun sigur.
Populația, care știe multe despre declarațiile oficialilor, a înjurat în liniște și s-a dus să cumpere sare, chibrituri și zahăr. M. Zhvanetsky

Recent, subiectul viitorului al treilea război mondial a fost popular în mass-media americană (și nu numai). Unii chiar cred că va fi atomic ( exemplu tipic Statele Unite și Rusia se pregătesc pentru Ziua Apocalipsei) și se va întâmpla în următoarele șase luni sau cam asa ceva. Dacă ați verificat deja trusa de prim ajutor, ați cumpărat cereale, săpun, sare, chibrituri și zahăr, atunci este timpul să vă gândiți la un atribut atât de important al întâlnirii Doomsday ca dozimetru. Circuitul dozimetrului propus se caracterizează printr-o sensibilitate ridicată și ușurință în fabricare datorită absenței necesității de a bobina un transformator de înaltă tensiune. De asemenea, avantajele designului includ utilizarea de piese utilizate pe scară largă și capacitatea de a lucra din diferite surse de energie (sper că toată lumea își amintește cum să facă baterii din cartofi), astfel încât repararea și operarea într-o lume post-apocaliptică nu va fi prea dificil.

*Intensimetru - dozimetrul densității fluxului energetic al particulelor ionizante.

Dozimetrul este construit pe patru contoare Geiger-Muller (denumite în continuare „tub” sau, nu în întregime, „contor”) - tuburi SBM-20 populare și accesibile. Când cumpărați, trebuie să acordați atenție datei de fabricație.

Tubul este sensibil la lași limitată β , și nu sunt sensibile la α - radiatii.

Caracteristicile SBM-20

SBM-20 este realizat sub forma unui tub metalic ondulat cu pereți subțiri etanș, din care aerul este pompat, iar în schimb se adaugă un gaz inert la presiune scăzută, cu adăugarea unei impurități (Ne + Br 2 + Ar). ). Un fir subțire este întins de-a lungul axei tubului, iar un cilindru metalic este situat coaxial cu acesta. Atât tubul, cât și firul sunt electrozi: tubul este catodul, iar firul este anodul. Un minus de la o sursă de tensiune constantă este conectat la catod, iar un plus de la o sursă de tensiune constantă este conectat la anod printr-o rezistență constantă foarte mare. Când o particulă încărcată intră în contor, o anumită cantitate de gaz este ionizată și, sub influența tensiunii dintre catod și anod, ionii și electronii încep să se miște - un curent de scurtă durată apare în tub. Tensiunea de la anodul tubului scade pentru scurt timp - obținem un impuls inversat.

SBM-20 are contacte pentru conectarea la bază. Nu lipiți-le sub nicio circumstanță.. Pentru a conecta SBM-20, sunt potrivite contacte flexibile pentru o placă de circuit imprimat, proiectate pentru siguranțe tubulare cu un diametru de 6,3 mm.

Circuitele vechilor dozimetre ale armatei se bazează, în primul rând, pe cerințele de rezistență a echipamentului la efectele unui impuls electromagnetic de la o explozie nucleară din apropiere, alimentate cu baterii utilizate pe scară largă (două dimensiuni carbon-zinc sau alcaline D ( LR20)). Indicarea radioactivității - fie audibilă în căști, fie în căști și în același timp pe un microampermetru cu o scală cu mai multe intervale și verificarea sursei de alimentare. Inițial, dozimetrele (IBG-58T) au folosit un convertor de tensiune de vibrație, iar apoi a fost folosit un generator bazat pe un tranzistor și un transformator de ferită o lampă - un stabilizator corona - pentru a stabiliza tensiunea.

Schema schematică a indicatorului de radioactivitate al armatei cehoslovace IBG-58T

Majoritatea circuitelor de pe Internet sunt construite pe un convertor de tensiune folosind un transformator pe un miez de ferită, ceea ce oprește adesea pe cei care doresc să facă un dozimetru. Și tensiunea de alimentare este de obicei crescută la 12 volți.

Principalele mele cerințe pentru circuit au fost:

• în aplicarea tensiunilor utilizate în circuite cu microcontrolere - 5 volți sau mai puțin;
• inductori sau transformatoare ușor accesibile;
• scalabilitate și capacitatea de a utiliza alte contoare Geiger-Muller prin ajustarea tensiunii în intervalul de cel puțin 200-460 volți;
• constând din blocuri funcționale separate conectate în serie;
• structura poate fi reparată cu ușurință.

Circuit dozimetru cu ieșire logică către un microcontroler. „Blocuri” funcționale sunt evidențiate cu un fundal galben și alb.

Primul bloc este un generator de oscilații cu o frecvență constantă de aproximativ 1,5 kHz și un ciclu de lucru de aproximativ 1:1. Generatorul este construit pe un cronometru de 555 (în versiunea CMOS - alimentat de 3 volți). Trimmer-ul vă permite să reglați frecvența în intervalul de la 1,1 la 5,2 kHz, astfel încât este posibil să reglați stabilizarea tensiunii în cel mai larg interval. În mod implicit, rezistența de tuns este setată la mare, ceea ce corespunde unei frecvențe scăzute generate.

A doua unitate este un convertor boost cu un inductor miniatural de 33 mH ușor disponibil (Matsutami 09P-333J). A cărui ieșire, înaintea multiplicatorului de tensiune, este de aproape 300 de volți. Din acest motiv, a fost selectat un tranzistor 2N6517 cu o tensiune maximă (VV) de 350 volți. Tensiunea în timpul funcționării este prezentată mai jos în oscilogramă:

Oscilogramă

Multiplicatorul de tensiune folosește condensatori cu film metalic de 22N 400V. La condensatorul electrolitic de ieșire de 1 uF, tensiunea poate fi de 450 volți dacă conectați un lanț de diode zener BZX83V075 (75V x5) în paralel, fără de care tensiunea poate ajunge la 600 volți și în acest caz este necesar să folosiți un 630 condensator de volți. La măsurarea tensiunii înalte trebuie să se țină cont de faptul că noul condensator electrolitic are scurgeri mai mari și trebuie modelat. În 15 minute de funcționare a noului condensator, tensiunea se stabilizează.

Vedere a dispozitivului asamblat pe o placă

Tensiunea de pe tub este stabilizată la 375 volți. Acesta este mai mic decât 400 de volți recomandat de producător și alte instrucțiuni pentru fabricarea dozimetrelor. Am încercat să măsoare sensibilitatea tubului pe măsură ce tensiunea se modifică, iar în intervalul 330-460 de volți, modificarea tensiunii nu duce la o modificare semnificativă a sensibilității, iar la aproximativ 300 de volți există o scădere ușoară. Funcționarea tubului se schimbă dramatic la o tensiune de aproximativ 270 de volți.

Convertorul de tensiune este o sursă destul de blândă, iar conectarea unui voltmetru de 10 MΩ duce la o cădere de tensiune vizibilă. Efectul voltmetrului va fi neglijabil dacă rezistența acestuia este de aproximativ 100 MOhm. Un astfel de voltmetru improvizat poate fi realizat prin conectarea unui voltmetru de 10 MΩ prin nouă (9) rezistențe de 10 MΩ conectate în serie. Tensiunea măsurată trebuie înmulțită cu 10.

Sensibilitatea SBM-20 la diferite tensiuni anodice.

Rezistorul anodic al unui contor Geiger este format din cinci rezistențe de 1 MΩ. Un rezistor de 100 kOhm este inclus în circuitul contracatodului, din care impulsurile de ieșire inversate sunt îndepărtate și apoi aduse la un nivel logic de 5V de către un tranzistor. Impulsurile au o durată de aproximativ 250 de microsecunde. Aceste impulsuri sunt procesate de intrarea microcontrolerului ( poate fi procesat cu un smartphone prin adăugarea unui condensator de cuplare - ca în publicația MaxFactor „Cum să faci un dozimetru și să-l conectezi la Android”).

Dacă scopul este doar de a indica intensitatea radiației fără procesare ulterioară, atunci vom furniza un alt cip de 555, a cărui durată a impulsurilor de ieșire este stabilită de un rezistor de tăiere în intervalul 2,5 ms - 25 ms. La niveluri scăzute de intensitate a luminii, LED-ul intermitent este mult mai vizibil. De asemenea, mai vizibil decât „trosnitul” obișnuit este tonul sonor al difuzorului activ (buzzer) KPE222A, cu o frecvență naturală a semnalului de 3,2 kHz.

Unitate suplimentară de indicare a luminii și a sunetului.

Tensiunea de pe tubul de 375 volți rămâne constantă atunci când tensiunea de alimentare se modifică în intervalul de la 3,8 până la 5,5 V. Consumul convertorului este de 12 mA la 5 volți, ceea ce nu va fi o problemă pentru a-l alimenta de la sursa de alimentare a microcontrolerului . Ca dispozitiv separat, dozimetrul poate funcționa din 4 elemente nichel-hidrură metalică, 3 elemente Ni-Zn sau de la un stabilizator de 5 V de la orice sursă cu o tensiune de până la 24 V.

La crearea primei versiuni a dispozitivului pe o placă, s-a dovedit că este necesar să se acorde atenție curățării temeinice a plăcii de flux. De exemplu, resturile de pastă de lipit Pro"sKit au cauzat curenți de scurgere care au redus tensiunea la ieșirea convertizorului de tensiune la 120 de volți. Colofonia clasică este mult mai bună, dar în acest caz, curățarea plăcii este adecvată.

Dacă tubul de contor Geiger-Muller este situat departe de placă, atunci ar trebui să acordați atenție cablului deoarece Nu toate caracteristicile sunt potrivite pentru 400 de volți. Am întâlnit o defecțiune pe vechiul cablu coaxial, care s-a reflectat în măsurarea impulsurilor. Capacitatea cablului este de asemenea importantă; tubul în sine are o capacitate de 4pF, iar cablul afectează timpul necesar pentru recuperarea tubului după trecerea unei particule și, în consecință, afectează liniaritatea și limita superioară a măsurătorilor. Este de dorit ca cablul să aibă o capacitate cât mai mică.

Carcasă metalică pentru contor Geiger-Muller

Tuburile pot fi amplasate direct pe placa sau in interiorul carcasei. Ei vor măsura nivelurile de radiație în spațiu, dar este puțin probabil să poată studia o sursă punctuală de radiație și, de asemenea, își vor pierde o mare parte din sensibilitatea la sursele slabe de radiație, care este foarte dependentă de distanța minimă de la sursă la tub. .

Pentru separare laȘi β -radiatii la care contorul este sensibil, se poate folosi o carcasa din aluminiu cu diafragma, ca in fotografia anterioara. laȘi β trece liber prin fante, și numai la pătrunde prin carcasa de aluminiu de 5 mm. Când este instalat în carcasă, tubul trebuie să fie orientat corect, carcasa să fie împământătă, iar firul este izolat. Pentru experimentele noastre, este suficient să folosim doar un tub cu cabluri izolate.

Dozimetrul asamblat și pornit a înregistrat un fundal de aproximativ 20 de impulsuri pe minut. Răspuns fiabil la o minge de sticlă de uraniu aplicată pe tub și chiar la o rețea strălucitoare (Torium-232) de la o distanță de 10 cm. Sursele de radiații mai slabe, cum ar fi cenușa sau praful de spălat, nu sunt de obicei foarte bine recunoscute la ureche, dar sunt convingător. determinată prin înregistrarea grafică a rezultatelor măsurătorilor . În continuare, vom conecta un dozimetru sensibil la Arduino și vom „investiga” radiațiile radioactive de la articolele de uz casnic.

Conectarea la Arduino

În viitorul apropiat, scopul nostru va fi finalizarea creării unui dispozitiv de măsurare convenabil cu afișaj, cu recalcularea dozei de expunere la radiații în timpul observației pe termen lung, cu afișare grafică sau control al nivelurilor de intensitate a radiațiilor prestabilite și o alarmă atunci când nivelurile sunt depășite. Deocamdată ne vom concentra pe afișajele grafice simple. Sensibilitatea ridicată și filtrarea mai mare a zgomotului ne vor permite să efectuăm experimente cu surse mai slabe de radiații radioactive.

Și așadar conectați ieșirea dispozitivului de la Arduino Uno la pinul D2. Impulsurile unice sunt însumate într-o variabilă prin procesarea întreruperii, iar numărul de impulsuri pe minut este afișat grafic. Pentru a începe să experimentăm cu un astfel de program, acest lucru este suficient pentru noi. Chiar și un tub poate măsura destul de precis, dar va dura destul de mult timp pentru a efectua măsurători. Este necesar să petreceți zeci de minute pe cicluri, iar o măsurătoare din mai multe cicluri poate dura câteva ore. O altă modalitate de a face același lucru pe care îl putem vedea în dispozitivele de producție în serie este creșterea numărului de contoare Geiger-Muller conectate în paralel, ceea ce va crește numărul de particule captate. Această diagramă arată cum să conectați mai multe telefoane:

Conectarea în paralel a mai multor receptoare

//Măsurători de radiații beta / gamma int pocet; // variabilă pentru numărarea particulelor nesemnate de lungă durată; // timpul de observare void setup() ( pinMode(2, INPUT); // pin 2 intrare de la contorul Geiger attachInterrupt(0, nacti, RISING); // setarea întreruperii Serial.begin(9600); // setarea rata de transfer de date prin interfața serială Serial.println(" "); // Linie nouă la resetare) void nacti() ( poet = pocet++; // procesare int0 ) void loop() ( poet = 0; // nou timp de măsurare = millis() + 60000 // ora de încheiere a măsurării în timp ce (time > millis()) () // așteptați 1 minut dacă (pocet);< 10) Serial.print(" "); // форматировать согласно количества цифр if (pocet < 100) Serial.print(" "); if (pocet < 1000) Serial.print(" "); Serial.print(pocet); // написать количество распадов/мин Serial.print(" "); for (int i = 0; i < pocet; i++) { // графический вывод Serial.print("#"); } Serial.println(" "); // окончание строки }
Figura următoare arată rezultatul măsurării radiației lentilei de la un proiector vechi de mare putere. Sticla optică are o activitate foarte scăzută în comparație cu sticla cu uraniu. La „ascultare”, s-a notat o anumită activitate, dar a fost dificil de evaluat cât de mult a fost.

Măsurarea activității lentilelor optice

În înregistrare, un semn hash (#) corespunde unui impuls. Fondul radioactiv a fost înregistrat în primele 20 de minute. Cel mai mic număr de impulsuri înregistrate a fost de 13, maximul de 36. Linia roșie arată valoarea medie, în acest caz, 23 de impulsuri pe minut.

Înregistrarea măsurătorilor activității lentilelor optice

După 16 minute de înregistrare cu obiectivul sprijinit pe tub, valoarea medie a devenit 46 de impulsuri pe minut. Exact de două ori mai mult. Putem concluziona că lentila optică a contribuit cu 23 de impulsuri pe minut, deși acest rezultat este doar aproximativ și nu este complet de încredere statistic. Putem încerca chiar să măsurăm surse slabe de radiații precum praful de spălat, cenușa, fructele tropicale, aliajele metalice, magneții sau orice altceva. În mod similar, putem încerca să detectăm prezența surselor de radiații la distanțe scurte, dar poate și la 10, 30 sau 100 cm Un rezultat similar pe care îl oferă obiectivul menționat și prin măsurarea unui tahometru vechi la o distanță de 0,5 metri sau verificarea vechiului. haldele miniere de lângă Mniszech -sub-Brdi.

Efectuând un ciclu de măsurare timp de 5 minute și efectuând 10 cicluri fără sursă (măsurare de fundal) și apoi 10 cicluri cu o sursă, este posibilă detectarea activității în banane. Din păcate, nu am putut determina în mod specific originea bananelor, a căror activitate depinde destul de mult de aceasta. Numai o măsurătoare care durează 100 de minute nu este orientativă - creșterea numărului de impulsuri față de fundal este de aproximativ 20%. Și aceasta ar putea fi redusă la o eroare statistică, dar luând patru măsurători la rând (două măsurători ale fundalului, sursei și două măsurători în ordine inversă) devine destul de evident că „există ceva acolo” și putem chiar estimați cât de intens este. Contribuția medie a bananelor a fost de 4 particule detectate pe minut, ceea ce ar corespunde cu 8

Fie că ne place sau nu, radiațiile au intrat ferm în viața noastră și nu vor dispărea. Trebuie să învățăm să trăim cu acest fenomen, care este atât util, cât și periculos. Radiațiile se manifestă ca radiații invizibile și imperceptibile, iar fără dispozitive speciale este imposibil să le detectezi.

O mică istorie a radiațiilor

Raze X au fost descoperite în 1895. Un an mai târziu, a fost descoperită radioactivitatea uraniului, tot în legătură cu razele X. Oamenii de știință și-au dat seama că se confruntă cu fenomene naturale complet noi, nevăzute până acum. Este interesant că fenomenul radiațiilor a fost observat cu câțiva ani mai devreme, dar nu i s-a acordat nicio importanță, deși Nikola Tesla și alți lucrători ai laboratorului Edison au primit arsuri de la raze X. Daunele aduse sănătății erau atribuite oricărui lucru, dar nu razelor, pe care ființele vii nu le întâlniseră niciodată în asemenea doze. La începutul secolului al XX-lea au început să apară articole despre efectele nocive ale radiațiilor asupra animalelor. Nici acestui lucru nu i s-a acordat nicio importanță până la povestea senzațională cu „fetele de la radio” - muncitori ai unei fabrici care producea ceasuri luminoase. Ei doar uda periile cu vârful limbii. Soarta cumplită a unora dintre ei nici măcar nu a fost publicată, din motive etice, și a rămas un test doar pentru nervii puternici ai medicilor.

În 1939, fizicianul Lise Meitner, care, împreună cu Otto Hahn și Fritz Strassmann, aparține oamenilor care au fost primii din lume care au împărțit nucleul de uraniu, a scos din neatenție posibilitatea unei reacții în lanț și, din acel moment, un A început reacția în lanț de idei despre crearea unei bombe, și anume o bombă, și deloc „atomul pașnic”, pentru care politicienii însetați de sânge ai secolului al XX-lea, desigur, nu ar fi dat un ban. Cei care erau „în știință” știau deja la ce va duce acest lucru și a început cursa înarmărilor atomice.

Cum a apărut contorul Geiger-Müller?

Fizicianul german Hans Geiger, care a lucrat în laboratorul lui Ernst Rutherford, în 1908, a propus principiul funcționării unui contor de „particule încărcate” ca o dezvoltare ulterioară a camerei de ionizare deja cunoscută, care era un condensator electric umplut cu gaz la nivel scăzut. presiune. A fost folosit de Pierre Curie în 1895 pentru a studia proprietățile electrice ale gazelor. Geiger a avut ideea să-l folosească pentru a detecta radiațiile ionizante tocmai pentru că aceste radiații au avut un efect direct asupra gradului de ionizare a gazului.

În 1928, Walter Müller, sub conducerea lui Geiger, a creat mai multe tipuri de contoare de radiații menite să înregistreze diferite particule ionizante. Crearea contoarelor era o nevoie foarte urgentă, fără de care era imposibil să se continue studiul materialelor radioactive, deoarece fizica, ca știință experimentală, este de neconceput fără instrumente de măsură. Geiger și Müller au lucrat intenționat pentru a crea contoare care să fie sensibile la fiecare dintre tipurile de radiații care au fost descoperite: α, β și γ (neutronii au fost descoperiți abia în 1932).

Contorul Geiger-Muller s-a dovedit a fi un detector de radiații simplu, fiabil, ieftin și practic. Deși nu este instrumentul cel mai precis pentru studierea anumitor tipuri de particule sau radiații, este extrem de potrivit ca instrument pentru măsurarea generală a intensității radiațiilor ionizante. Și în combinație cu alți detectoare, este folosit de fizicieni pentru măsurători precise în timpul experimentelor.

Radiații ionizante

Pentru a înțelege mai bine funcționarea unui contor Geiger-Muller, este util să înțelegeți radiațiile ionizante în general. Prin definiție, acestea includ orice poate provoca ionizarea unei substanțe în starea sa normală. Acest lucru necesită o anumită cantitate de energie. De exemplu, undele radio sau chiar lumina ultravioletă nu sunt radiații ionizante. Granița începe cu „ultravioletul dur”, cunoscut și sub numele de „raze X moi”. Acest tip este un tip de radiație fotonică. Fotonii de înaltă energie sunt de obicei numiți cuante gamma.

Ernst Rutherford a fost primul care a împărțit radiațiile ionizante în trei tipuri. Acest lucru a fost realizat într-o configurație experimentală folosind un câmp magnetic în vid. Mai târziu s-a dovedit că acesta este:

α - nuclee ale atomilor de heliu
β - electroni de înaltă energie
γ - cuante gamma (fotoni)

Mai târziu au fost descoperiți neutroni. Particulele alfa sunt ușor blocate chiar și de hârtia obișnuită, particulele beta au o putere de penetrare puțin mai mare, iar razele gamma au cea mai mare putere de penetrare. Neutronii sunt cei mai periculoși (la o distanță de până la multe zeci de metri în aer!). Datorită neutralității lor electrice, ele nu interacționează cu învelișurile de electroni ale moleculelor substanței. Dar odată ce ajung în nucleul atomic, a cărui probabilitate este destul de mare, duc la instabilitatea și degradarea acestuia, cu formarea, de regulă, de izotopi radioactivi. Și cei, la rândul lor, în descompunere, formează ei înșiși întregul „buchet” de radiații ionizante. Cel mai rău lucru este că un obiect iradiat sau un organism viu devine în sine o sursă de radiații pentru multe ore și zile.

Designul unui contor Geiger-Muller și principiul său de funcționare

Un contor de descărcare de gaze Geiger-Muller este realizat de obicei sub forma unui tub etanș, din sticlă sau metal, din care aerul este evacuat, iar în schimb se adaugă un gaz inert (neon sau argon sau un amestec al ambelor) la presiune scăzută. , cu un amestec de halogeni sau alcool. Un fir subțire este întins de-a lungul axei tubului, iar un cilindru metalic este situat coaxial cu acesta. Atât tubul, cât și firul sunt electrozi: tubul este catodul, iar firul este anodul. Un minus de la o sursă de tensiune constantă este conectat la catod, iar un plus de la o sursă de tensiune constantă este conectat la anod printr-o rezistență constantă mare. Electric se obține un divizor de tensiune, la mijlocul căruia (joncțiunea rezistenței și anodul contorului) tensiunea este aproape egală cu tensiunea la sursă. Acesta este de obicei de câteva sute de volți.

Când o particulă ionizantă zboară prin tub, atomii gazului inert, aflati deja într-un câmp electric de mare intensitate, experimentează coliziuni cu această particulă. Energia emisă de particule în timpul unei coliziuni este suficientă pentru a separa electronii de atomii de gaz. Electronii secundari rezultați sunt ei înșiși capabili să formeze noi ciocniri și, astfel, se obține o întreagă avalanșă de electroni și ioni. Sub influența unui câmp electric, electronii sunt accelerați spre anod, iar ionii de gaz încărcați pozitiv sunt accelerați spre catodul tubului. Astfel, apare un curent electric. Dar din moment ce energia particulei a fost deja cheltuită în ciocniri, total sau parțial (particula a zburat prin tub), se termină și furnizarea de atomi de gaz ionizat, ceea ce este de dorit și este asigurat de câteva măsuri suplimentare, despre care vom vorbi despre la analiza parametrilor contoarelor.

Când o particulă încărcată intră într-un contor Geiger-Muller, din cauza curentului rezultat, rezistența tubului scade și, odată cu aceasta, tensiunea la mijlocul divizorului de tensiune, despre care a fost discutat mai sus. Apoi, rezistența tubului, datorită creșterii rezistenței sale, este restabilită, iar tensiunea devine din nou aceeași. Astfel, obținem un impuls de tensiune negativ. Numărând impulsurile, putem estima numărul de particule care trec. Intensitatea câmpului electric este deosebit de mare în apropierea anodului datorită dimensiunilor sale mici, ceea ce face ca contorul să fie mai sensibil.

Modele de contoare Geiger-Muller

Contoarele moderne Geiger-Muller sunt disponibile în două versiuni principale: „clasic” și plat. Tejgheaua clasică este realizată dintr-un tub metalic cu pereți subțiri și ondulat. Suprafața ondulată a contorului face tubul rigid, rezistent la presiunea atmosferică exterioară și nu îi permite să se încrețe sub influența sa. La capetele tubului sunt izolatoare de etanșare din sticlă sau plastic termorigid. Acestea conțin și capace terminale pentru conectarea la circuitul dispozitivului. Tubul este marcat și acoperit cu un lac izolant durabil, fără a număra, desigur, bornele sale. Este indicată și polaritatea bornelor. Acesta este un contor universal pentru toate tipurile de radiații ionizante, în special beta și gamma.

Contoarele sensibile la radiația β moale sunt realizate diferit. Datorită gamei scurte de particule beta, acestea trebuie să fie plate, cu o fereastră de mica care blochează slab radiația beta, una dintre opțiunile pentru un astfel de contor este un senzor de radiații BETA-2. Toate celelalte proprietăți ale contoarelor sunt determinate de materialele din care sunt fabricate.

Contoarele concepute pentru a înregistra radiațiile gamma conțin un catod din metale cu un număr mare de încărcare sau sunt acoperite cu astfel de metale. Gazul este extrem de slab ionizat de fotonii gamma. Dar fotonii gamma sunt capabili să elimine mulți electroni secundari din catod dacă este ales în mod corespunzător. Contoarele Geiger-Muller pentru particule beta sunt realizate cu ferestre subțiri pentru a transmite mai bine particulele, deoarece sunt electroni obișnuiți care tocmai au primit mai multă energie. Ei interacționează foarte bine cu materia și pierd rapid această energie.

În cazul particulelor alfa situația este și mai gravă. Deci, în ciuda unei energii foarte decente, de ordinul mai multor MeV, particulele alfa interacționează foarte puternic cu moleculele din calea lor și pierd rapid energie. Dacă materia este comparată cu o pădure, iar un electron este comparat cu un glonț, atunci particulele alfa vor trebui comparate cu un tanc care se prăbușește printr-o pădure. Cu toate acestea, un contor convențional răspunde bine la radiația α, dar numai la o distanță de până la câțiva centimetri.

Pentru o evaluare obiectivă a nivelului radiațiilor ionizante dozimetre Contoarele de uz general sunt adesea echipate cu două contoare care funcționează în paralel. Unul este mai sensibil la radiațiile α și β, iar al doilea la razele γ. Această schemă de utilizare a două contoare este implementată într-un dozimetru RADEX RD1008 iar într-un dozimetru-radiometru RADEKS MKS-1009, în care este instalat contorul BETA-2Și BETA-2M. Uneori, o bară sau o placă dintr-un aliaj care conține un amestec de cadmiu este plasată între blaturi. Când neutronii lovesc o astfel de bară, se generează radiația γ, care este înregistrată. Acest lucru se face pentru a putea detecta radiația neutronică, la care contoarele Geiger simple sunt practic insensibile. O altă metodă este de a acoperi carcasa (catodul) cu impurități care pot conferi sensibilitate la neutroni.

La gaz se adaugă halogeni (clor, brom) pentru a stinge rapid descărcarea. Vaporii de alcool servesc, de asemenea, același scop, deși alcoolul în acest caz este de scurtă durată (aceasta este, în general, o caracteristică a alcoolului), iar contorul „întrerupt” începe în mod constant „să sune”, adică nu poate funcționa în modul dorit. . Acest lucru se întâmplă undeva după ce au fost detectate 1e9 pulsuri (un miliard), ceea ce nu este atât de mult. Contoarele cu halogeni sunt mult mai durabile.

Parametrii și modurile de funcționare ale contoarelor Geiger

Sensibilitatea contoarelor Geiger.

Sensibilitatea contorului este estimată prin raportul dintre numărul de microroentgen de la sursa de referință și numărul de impulsuri cauzate de această radiație. Deoarece contoarele Geiger nu sunt proiectate pentru a măsura energia particulelor, estimarea precisă este dificilă. Contoarele sunt calibrate folosind surse de izotopi de referință. Trebuie remarcat faptul că acest parametru poate varia foarte mult pentru diferite tipuri de contoare, mai jos sunt parametrii celor mai comune contoare Geiger-Muller:

Contor Geiger-Muller Beta-2- 160 ÷ 240 imp/µR

Contor Geiger-Muller Beta-1- 96 ÷ 144 imp/µR

Contor Geiger-Muller SBM-20- 60 ÷ 75 imp/µR

Contor Geiger-Muller SBM-21- 6,5 ÷ 9,5 imp/µR

Contor Geiger-Muller SBM-10- 9,6 ÷ 10,8 imp/μR

Zona ferestrei de la intrare sau zona de lucru

Zona senzorului de radiații prin care zboară particulele radioactive. Această caracteristică este direct legată de dimensiunile senzorului. Cu cât suprafața este mai mare, cu atât contorul Geiger-Muller va prinde mai multe particule. De obicei, acest parametru este indicat în centimetri pătrați.

Contor Geiger-Muller Beta-2- 13,8 cm 2

Contor Geiger-Muller Beta-1- 7 cm 2

Această tensiune corespunde aproximativ la mijlocul caracteristicii de funcționare. Caracteristica de funcționare este partea plată a dependenței numărului de impulsuri înregistrate de tensiune, motiv pentru care este numită și „podis”. În acest moment se atinge cea mai mare viteză de funcționare (limita superioară de măsurare). Valoarea tipică este 400 V.

Lățimea caracteristicii de funcționare a contorului.

Aceasta este diferența dintre tensiunea de spargere a scânteii și tensiunea de ieșire pe partea plată a caracteristicii. Valoarea tipică este 100 V.

Panta caracteristicii de funcționare a contorului.

Panta este măsurată ca procent de impulsuri pe volt. Caracterizează eroarea statistică a măsurătorilor (numărarea numărului de impulsuri). Valoarea tipică este 0,15%.

Temperatura de funcționare admisă a contorului.

Pentru uz general contoare -50 ... +70 grade Celsius. Acesta este un parametru foarte important dacă contorul funcționează în camere, canale și alte locuri ale echipamentelor complexe: acceleratoare, reactoare etc.

Resursa de lucru a contorului.

Numărul total de impulsuri pe care le înregistrează contorul înainte ca citirile sale să înceapă să devină incorecte. Pentru dispozitivele cu aditivi organici, auto-stingerea este de obicei 1e9 (de la zece la a noua putere, sau un miliard). Resursa este numărată numai dacă contorului este aplicată tensiune de funcționare. Dacă contorul este pur și simplu stocat, această resursă nu este consumată.

Contor timp mort.

Acesta este timpul (timpul de recuperare) în care contorul conduce curent după ce a fost declanșat de o particule care trece. Existența unui astfel de timp înseamnă că există o limită superioară a frecvenței pulsului și aceasta limitează domeniul de măsurare. O valoare tipică este 1e-4 s, adică zece microsecunde.

Trebuie remarcat faptul că din cauza timpului mort, senzorul poate fi „în afara scalei” și poate rămâne tăcut în cel mai periculos moment (de exemplu, o reacție spontană în lanț în producție). S-au întâmplat astfel de cazuri, iar pentru a le combate, ecranele de plumb sunt folosite pentru a acoperi o parte din senzorii sistemelor de alarmă de urgență.

Fundal personalizat pentru contor.

Măsurat în camere de plumb cu pereți groși pentru a evalua calitatea contoarelor. Valoarea tipică este 1 ... 2 impulsuri pe minut.

Aplicarea practică a contoarelor Geiger

Industria sovietică și acum rusă produce multe tipuri de contoare Geiger-Muller. Iată câteva mărci comune: STS-6, SBM-20, SI-1G, SI21G, SI22G, SI34G, contoare din seria Gamma, contoare finale ale seriei Beta„și sunt multe altele. Toate acestea sunt utilizate pentru monitorizarea și măsurarea radiațiilor: la instalațiile din industria nucleară, în instituțiile științifice și de învățământ, în apărarea civilă, medicină și chiar în viața de zi cu zi. După accidentul de la Cernobîl, dozimetre de uz casnic, anterior necunoscute populației chiar și după nume, au devenit foarte populare. Au apărut multe mărci de dozimetre de uz casnic. Toate folosesc un contor Geiger-Muller ca senzor de radiație. În dozimetrele de uz casnic, sunt instalate unul până la două tuburi sau contoare de capăt.

UNITĂȚI DE MĂSURĂ A CANTITĂȚILOR DE RADIAȚII

Multă vreme, unitatea de măsură P (roentgen) a fost comună. Cu toate acestea, la trecerea la sistemul SI, apar și alte unități. O radiografie este o unitate a dozei de expunere, o „cantitate de radiație”, care este exprimată ca numărul de ioni produși în aerul uscat. La o doză de 1 R, în 1 cm3 de aer se formează 2,082e9 perechi de ioni (care corespunde unei unități de sarcină a SGSE). În sistemul SI, doza de expunere este exprimată în coulombs pe kilogram, iar cu raze X aceasta este legată de ecuația:

1 C/kg = 3876 R

Doza de radiație absorbită este măsurată în jouli pe kilogram și se numește Gray. Acesta este un înlocuitor pentru unitatea rad învechită. Rata de doză absorbită este măsurată în gri pe secundă. Rata dozei de expunere (EDR), măsurată anterior în roentgens pe secundă, este acum măsurată în amperi pe kilogram. Doza de radiație echivalentă la care doza absorbită este de 1 Gy (gri) și factorul de calitate a radiației este 1 se numește Sievert. Rem (echivalentul biologic al unei radiografii) este o sutime dintr-un sievert, considerat acum învechit. Cu toate acestea, chiar și astăzi toate unitățile învechite sunt utilizate foarte activ.

Principalele concepte în măsurarea radiațiilor sunt doza și puterea. Doza este numărul de sarcini elementare în procesul de ionizare a unei substanțe, iar puterea este rata de formare a dozei pe unitatea de timp. Și în ce unități este exprimat acest lucru este o chestiune de gust și comoditate.

Chiar și o doză minimă este periculoasă în ceea ce privește consecințele pe termen lung pentru organism. Calculul pericolului este destul de simplu. De exemplu, dozimetrul dumneavoastră arată 300 de miliroentgen pe oră. Dacă stai în acest loc o zi, vei primi o doză de 24 * 0,3 = 7,2 roentgens. Acest lucru este periculos și trebuie să pleci de aici cât mai curând posibil. În general, dacă detectați chiar și radiații slabe, trebuie să vă îndepărtați de ea și să o verificați chiar și de la distanță. Dacă ea „te urmărește”, poți fi „felicitat”, ai fost lovit de neutroni. Dar nu orice dozimetru poate răspunde la ele.

Pentru sursele de radiații, se folosește o cantitate care caracterizează numărul de dezintegrare pe unitatea de timp, care se numește activitate și este măsurată și prin multe unități diferite: curie, becquerel, rutherford și altele. Cantitatea de activitate, măsurată de două ori cu o separare suficientă în timp, dacă scade, ne permite să calculăm timpul, conform legii dezintegrarii radioactive, când sursa devine suficient de sigură.

Dozimetrele de uz casnic produse în Rusia și alte țări CSI ocupă poziții de lider pe piața mondială, așa că numai astfel de dispozitive au fost selectate pentru testul editorial. Au fost testate în condiții de laborator (surse alfa, beta și gamma), precum și la unul dintre locurile de contaminare radioactivă (radiu-226, 0,92 μSv/h) și în condiții domestice (îngrășăminte cu potasiu, electrozi de sudare cu adaos de toriu si detectoare de fum cu ionizare). Pentru control, am folosit un spectrometru gamma Exploranium GR-130. Toate dozimetrele au măsurat nivelul de radiație gamma (cu excepția celor soft) în cadrul erorii specificate, dar pentru alte tipuri de radiații discrepanțele au fost semnificative. Majoritatea dozimetrelor testate folosesc contorul clasic Geiger-Muller SBM-20 fabricat de Elektrokhimpribor. Din păcate, sensibilitatea sa lasă de dorit, iar la niveluri scăzute de radiație numărătoarea durează câteva minute. Dozimetrele de mărimea ceasurilor de mână folosesc contorul SBM-21, care este și mai puțin sensibil (de aproximativ 10 ori). Dozimetrele mai avansate folosesc contoare finale. Testul nostru a implicat un dozimetru cu un contor de tip Beta-1 fabricat de Consensus, care este de aproximativ de două ori mai sensibil la radiațiile gamma decât SBM-20, dar și mai scump.

Radex RD1503+

Senzor: SBM-20 fără filtru. Măsurătorile: Supraestimează citirile la energii gamma scăzute și iradierea mixtă gamma-beta. Pe unele surse, dispozitivul a ieșit din scară - limita sa superioară a intervalului a fost cea mai mică dintre toți participanții la test. Fondul natural este supraestimat de aproximativ o dată și jumătate. Nu este potrivit pentru căutarea focarelor mici de infecție din cauza sensibilității scăzute a senzorului. concluzii: dispozitivul are o interfață ușor de utilizat; Singurul lucru nefericit este repornirea frecventă nemotivată a ciclului de măsurare, care poate întârzia obținerea unor rezultate precise.

Radex RD1706

Senzor: 2xSBM-20 fără filtre. Măsurătorile: supraestimează citirile atunci când sunt iradiate cu radiații gamma moi și cu iradiere mixtă gamma-beta. Exagerează fondul natural de aproximativ o dată și jumătate. Nu este ideal pentru a căuta focare mici de infecție, dar este potrivit: doi senzori îi accelerează răspunsul la modificările nivelului de radiație. Concluzii: interfață plăcută plus viteză dublă de măsurare. În plus, acest dispozitiv este mult mai puțin predispus la repornirea nemotivată a măsurătorilor.

Soex-01M

Senzor: SBM-20 fără filtru. Măsurătorile: supraestimează citirile atunci când sunt iradiate cu radiații gamma moi și iradiere mixtă gamma-beta. Exagerează fondul natural de aproximativ o dată și jumătate. Nu este potrivit pentru căutarea focarelor mici de infecție din cauza sensibilității scăzute a senzorului. Concluzii: foarte compact, ușor, cu un afișaj color și posibilitatea de a se conecta la un computer prin USB. Paleta de culori și fonturile nu contribuie întotdeauna la o bună lizibilitate. Afișează o evaluare calitativă a nivelului de fundal și o diagramă a modificărilor citirilor de-a lungul timpului. Dacă producătorul actualizează firmware-ul, eliminând animațiile complet inutile la pornire și închidere și optimizând culorile și fonturile pentru o mai bună lizibilitate, veți obține unul dintre cele mai bune aparate electrocasnice.

MKS-05 Terra-P

Senzor: SBM-20 cu filtru. Măsurătorile: în general, citirile nu depășesc eroarea pașaportului. Datorită filtrului său detașabil, Terra-P permite măsurători aproximative ale densității fluxului de radiație beta. Fondul natural este supraestimat de aproximativ o dată și jumătate. Nu este potrivit pentru căutarea focarelor mici de infecție din cauza sensibilității scăzute a senzorului. concluzii: Dispozitivul pare potrivit pentru utilizare pe teren, și nu doar pentru uz casnic. Filtrul contribuie foarte mult la precizia și comoditatea măsurătorilor. Din păcate, dispozitivul nu își amintește setările pragului de alarmă și le resetează la 0,3 µSv/h.

Belvar RKS-107

Senzor: 2xSBM-20 cu filtre. Măsurătorile: măsoară foarte precis radiația de la cesiu-137, dar supraestimează radiația gamma moale de aproape o dată și jumătate. Un mod separat pentru măsurarea densității fluxului de particule beta vă permite să nu utilizați factori de conversie aproximativi. Supraestimează fondul natural de aproximativ o dată și jumătate. Este absolut nepotrivit pentru căutarea focarelor de infecție, deoarece nu poate face măsurători continue și nu vocalizează înregistrarea particulelor. Concluzii: moștenire dură a trecutului sovietic. Acest dispozitiv nu poate face altceva decât să numere numărul de impulsuri într-un anumit timp. Instrucțiunile invită în mod liber utilizatorul să efectueze toate procesele matematice folosind un creion și hârtie. Pe de altă parte, acesta este un dispozitiv înregistrat care este supus unor teste individuale, dar, în același timp, costă la fel ca un dozimetru de uz casnic obișnuit.

DP-5V

Senzor: SBM-20 pentru măsurarea nivelurilor ridicate, medii și ridicate de radiații, SI3BG pentru măsurarea nivelurilor uriașe de radiații. Echipat cu un filtru și o sursă de control pe bază de stronțiu-90. Măsurătorile: la mai puțin de 0,5 µSv/h, acul fluctuează lent, îngreunând măsurătorile. La niveluri ridicate de radiație, citirile dispozitivului sunt destul de stabile pe o gamă largă de energii ale radiațiilor gamma. Sensibilitatea scăzută a senzorului este parțial compensată de plasarea sa pe o tijă de glisare, astfel încât căutarea punctelor de radiație folosind DP-5 este mai ușoară decât utilizarea majorității celorlalți participanți la test. Concluzii: militară și, prin urmare, o moștenire și mai gravă a trecutului sovietic. În unele cazuri, un astfel de dispozitiv poate fi obținut pentru un preț simbolic. Dar acesta este mai mult un articol de colecție sau o recuzită.

Polimaster DKG-RM1603A

Senzor: SBM-21 fără filtru. Măsurătorile: Dozimetrul supraestimează radiația gamma moale de aproximativ două ori. Nu este sensibil la radiațiile beta. Crește nivelul natural de radiație cu aproximativ un sfert. Contaminarea locală poate fi detectată doar întâmplător - dispozitivul răspunde la modificările nivelurilor de radiație foarte lent. Concluzii: Nu sunt foarte mulțumit de reacția inhibată la modificările ratei dozei.

SNIIP Aunis MKS-01SA1M

Senzor: contor final Beta-1, filtru glisant. Măsurătorile: Singurul participant la test s-a dovedit a fi capabil să măsoare în mod adecvat densitatea fluxului de particule beta din cesiu-137 și să măsoare densitatea fluxului de particule alfa. Supraestimează nivelul natural de radiație de aproximativ o dată și jumătate. Datorită senzorului, cel mai sensibil la radiații gamma și în special beta, este cel mai potrivit dispozitiv dintre toate testate pentru căutarea petelor radioactive. Concluzii: Cu siguranta cel mai bun dispozitiv. Un sistem foarte convenabil pentru indicarea erorii statistice relative cu rafinarea continuă a rezultatului.

Contor Geiger-Muller

D Pentru a determina nivelul de radiație, se folosește un dispozitiv special -. Și pentru astfel de dispozitive de uz casnic și majoritatea dispozitivelor profesionale de monitorizare a radiațiilor, este utilizat elementul de detectare Contor Geiger . Această parte a radiometrului vă permite să determinați cu exactitate nivelul de radiație.

Istoria contorului Geiger

ÎN Primul, un dispozitiv pentru determinarea ratei de dezintegrare a materialelor radioactive, sa născut în 1908, a fost inventat de germani. fizicianul Hans Geiger . Douăzeci de ani mai târziu, împreună cu un alt fizician Walter Müller dispozitivul a fost îmbunătățit și a fost numit în onoarea acestor doi oameni de știință.

ÎN În perioada de dezvoltare și înființare a fizicii nucleare în fosta Uniune Sovietică, au fost create și dispozitive corespunzătoare care au fost utilizate pe scară largă în forțele armate, la centralele nucleare și în grupurile speciale de control al radiațiilor de apărare civilă. Începând cu anii șaptezeci ai secolului trecut, astfel de dozimetre includeau un contor bazat pe principiile Geiger, și anume SBM-20 . Acest contor este exact ca celălalt analog al său STS-5 , este utilizat pe scară largă până în zilele noastre și face, de asemenea, parte din mijloace moderne de monitorizare a radiațiilor .

Fig.1. Contor de descărcare de gaze STS-5.

Fig.2. Contor de descărcare de gaze SBM-20.

Principiul de funcționare al unui contor Geiger-Müller

ȘI Ideea de înregistrare a particulelor radioactive propusă de Geiger este relativ simplă. Se bazează pe principiul apariției impulsurilor electrice într-un mediu de gaz inert sub influența unei particule radioactive foarte încărcate sau a unui cuantum de oscilații electromagnetice. Pentru a ne concentra mai detaliat asupra mecanismului de funcționare al contorului, să ne oprim puțin asupra designului său și asupra proceselor care au loc în el atunci când o particulă radioactivă trece prin elementul sensibil al dispozitivului.

R Dispozitivul de înregistrare este un cilindru sau recipient etanș care este umplut cu un gaz inert, poate fi neon, argon etc. Un astfel de recipient poate fi realizat din metal sau sticlă, iar gazul din el este sub presiune scăzută, acest lucru se face special pentru a simplifica procesul de înregistrare a unei particule încărcate. În interiorul containerului există doi electrozi (catod și anod) cărora li se furnizează o tensiune DC mare printr-un rezistor special de sarcină.

Fig.3. Dispozitiv și schema de circuit pentru pornirea unui contor Geiger.

P Când contorul este activat într-un mediu cu gaz inert, nu are loc nicio descărcare pe electrozi din cauza rezistenței mari a mediului, situația se schimbă însă dacă o particulă radioactivă sau un cuantum de oscilații electromagnetice intră în camera elementului sensibil al dispozitiv. În acest caz, o particulă având o încărcătură de energie suficient de mare elimină un anumit număr de electroni din mediul imediat, adică. din elementele carcasei sau fizic electrozii înșiși. Astfel de electroni, odată aflați într-un mediu de gaz inert, sub influența tensiunii înalte dintre catod și anod, încep să se deplaseze spre anod, ionizând moleculele acestui gaz pe parcurs. Ca rezultat, ei scot electronii secundari din moleculele de gaz, iar acest proces crește la scară geometrică până când apare o defalcare între electrozi. Într-o stare de descărcare, circuitul se închide pentru o perioadă foarte scurtă de timp, iar acest lucru determină un salt de curent în rezistorul de sarcină, iar acest salt face posibilă înregistrarea trecerii unei particule sau cuantum prin camera de înregistrare.

T Acest mecanism face posibilă înregistrarea unei particule, totuși, într-un mediu în care radiațiile ionizante sunt destul de intense, este necesară o întoarcere rapidă a camerei de înregistrare la poziția inițială pentru a putea determina particule radioactive noi . Acest lucru se realizează în două moduri diferite. Prima dintre ele este de a opri alimentarea cu tensiune electrozilor pentru o perioadă scurtă de timp, în acest caz, ionizarea gazului inert se oprește brusc, iar pornirea camerei de testare vă permite să începeți înregistrarea de la început. Acest tip de contor se numește dozimetre care nu se autosting . Al doilea tip de dispozitiv, și anume dozimetrele cu autostingere, principiul lor de funcționare este acela de a adăuga în mediul gazos inert aditivi speciali pe bază de diverse elemente, de exemplu, brom, iod, clor sau alcool. În acest caz, prezența lor duce automat la încetarea descărcării. Cu această structură a camerei de testare, rezistențele uneori de câteva zeci de megaohmi sunt folosite ca rezistență de sarcină. Acest lucru face posibilă reducerea drastică a diferenței de potențial la capetele catodului și anodului în timpul descărcării, ceea ce oprește procesul de conducție a curentului și camera revine la starea inițială. Este de remarcat faptul că o tensiune pe electrozi mai mică de 300 de volți încetează automat menținerea descărcării.

Întregul mecanism descris face posibilă înregistrarea unui număr mare de particule radioactive într-o perioadă scurtă de timp.

Tipuri de radiații radioactive

H pentru a înțelege exact ce se înregistrează Contoare Geiger–Muller , merită să ne gândim la ce tipuri există. Merită menționat imediat că contoarele de descărcare de gaze, care fac parte din majoritatea dozimetrelor moderne, sunt capabile doar să înregistreze numărul de particule sau cuante încărcate radioactive, dar nu pot determina nici caracteristicile energetice ale acestora, nici tipul de radiație. În acest scop, dozimetrele sunt mai multifuncționale și mai orientate, iar pentru a le compara corect, capabilitățile lor ar trebui înțelese mai precis.

P Conform conceptelor moderne ale fizicii nucleare, radiațiile pot fi împărțite în două tipuri, primul sub formă câmp electromagnetic , al doilea în formă fluxul de particule (radiații corporale). Primul tip include flux de particule gamma sau radiații cu raze X . Caracteristica lor principală este capacitatea de a se propaga sub formă de undă pe distanțe foarte mari, în timp ce trec destul de ușor prin diverse obiecte și pot pătrunde cu ușurință într-o mare varietate de materiale. De exemplu, dacă o persoană trebuie să se ascundă de un flux de raze gamma din cauza unei explozii nucleare, atunci refugiindu-se în subsolul unei case sau al unui adăpost pentru bombe, cu condiția ca acesta să fie relativ ermetic închis, se poate proteja numai de acest lucru. tipul de radiație cu 50 la sută.

Fig.4. Cuante de raze X și radiații gamma.

T Acest tip de radiație este pulsat în natură și se caracterizează prin propagarea în mediu sub formă de fotoni sau cuante, adică. rafale scurte de radiații electromagnetice. O astfel de radiație poate avea caracteristici de energie și frecvență diferite, de exemplu, radiația de raze X are o frecvență de mii de ori mai mică decât razele gamma. De aceea Razele gamma sunt mult mai periculoase pentru corpul uman și impactul lor este mult mai distructiv.

ȘI radiațiile bazate pe principiul corpuscular sunt particule alfa și beta (corpusculi). Ele apar ca urmare a unei reacții nucleare în care unii izotopi radioactivi sunt transformați în alții, eliberând o cantitate colosală de energie. În acest caz, particulele beta reprezintă un flux de electroni, iar particulele alfa sunt formațiuni semnificativ mai mari și mai stabile, constând din doi neutroni și doi protoni legați unul de celălalt. De fapt, nucleul unui atom de heliu are această structură, astfel încât se poate argumenta că fluxul de particule alfa este un flux de nuclee de heliu.

Se acceptă următoarea clasificare , particulele alfa au cea mai puțină capacitate de penetrare pentru a se proteja de ele, cartonul gros este suficient pentru ca o persoană să aibă o capacitate de penetrare mai mare pentru a se proteja de fluxul unei astfel de radiații; protecție metalică grosime de câțiva milimetri (de exemplu, tablă de aluminiu). Practic, nu există protecție împotriva cuantelor gamma și se propagă pe distanțe considerabile, estompând pe măsură ce se îndepărtează de epicentru sau sursă și respectând legile de propagare a undelor electromagnetice.

Fig.5. Particule radioactive de tip alfa și beta.

LA Cantitatea de energie pe care o posedă toate cele trei tipuri de radiații este, de asemenea, diferită, iar fluxul de particule alfa are cel mai mare dintre ele. De exemplu, Energia deținută de particulele alfa este de șapte mii de ori mai mare decât energia particulelor beta , adică capacitatea de penetrare a diferitelor tipuri de radiații este invers proporțională cu capacitatea lor de penetrare.

D Pentru corpul uman, este considerat cel mai periculos tip de radiație radioactivă cuante gamma , datorită puterii mari de penetrare, iar apoi în ordine descrescătoare, particulele beta și particulele alfa. Prin urmare, este destul de dificil să se determine particulele alfa, chiar dacă este imposibil de spus cu un contor convențional Geiger-Müller, deoarece aproape orice obiect este un obstacol pentru ei, ca să nu mai vorbim de un recipient din sticlă sau metal. Este posibil să se detecteze particule beta cu un astfel de contor, dar numai dacă energia lor este suficientă pentru a trece prin materialul containerului contor.

Pentru particulele beta cu energie scăzută, un contor convențional Geiger-Müller este ineficient.

DESPRE Situația este similară cu radiațiile gamma, există posibilitatea ca acestea să treacă prin recipient fără a începe reacția de ionizare. Pentru a face acest lucru, un ecran special (din oțel dens sau plumb) este instalat în contoare, ceea ce face posibilă reducerea energiei razelor gamma și, astfel, activarea descărcarii în camera de contor.

Caracteristici de bază și diferențe ale contoarelor Geiger–Müller

CU De asemenea, merită evidențiate câteva caracteristici de bază și diferențe între diferitele dozimetre echipate contoare Geiger-Muller cu descărcare în gaz. Pentru a face acest lucru, ar trebui să comparați unele dintre ele.

Cele mai comune contoare Geiger–Müller sunt echipate cilindric sau senzori de capăt. Cilindricele sunt similare cu un cilindru alungit sub forma unui tub cu o rază mică. Camera de ionizare de capăt are o formă rotundă sau dreptunghiulară de dimensiuni mici, dar cu o suprafață de lucru semnificativă la capăt. Uneori există varietăți de camere de capăt cu un tub cilindric alungit cu o fereastră mică de intrare pe partea de capăt. Diferite configurații de contoare, și anume camerele în sine, sunt capabile să înregistreze diferite tipuri de radiații sau combinații ale acestora (de exemplu, combinații de raze gamma și beta, sau întregul spectru alfa, beta și gamma). Acest lucru devine posibil datorită designului special conceput al carcasei contorului, precum și materialului din care este realizat.

E O altă componentă importantă pentru utilizarea prevăzută a contoarelor este zona elementului sensibil la intrare și zona de lucru . Cu alte cuvinte, acesta este sectorul prin care vor intra și vor fi înregistrate particulele radioactive de interes pentru noi. Cu cât această zonă este mai mare, cu atât contorul va putea capta mai multe particule și va fi mai mare sensibilitatea sa la radiații. Datele pașaportului indică suprafața de lucru, de obicei în centimetri pătrați.

E Un alt indicator important care este indicat în caracteristicile dozimetrului este magnitudinea zgomotului (măsurată în impulsuri pe secundă). Cu alte cuvinte, acest indicator poate fi numit valoarea propriului fundal. Poate fi determinat într-un cadru de laborator prin plasarea dispozitivului într-o cameră sau cameră bine protejată, de obicei cu pereți groși de plumb, și înregistrând nivelul de radiație pe care dispozitivul însuși îl emite. Este clar că dacă un astfel de nivel este suficient de semnificativ, atunci aceste zgomote induse vor afecta direct erorile de măsurare.

Fiecare profesionist și radiație are o caracteristică precum sensibilitatea la radiații, măsurată și în impulsuri pe secundă (imp/s) sau în impulsuri pe micro-roentgen (imp/μR). Acest parametru, sau mai degrabă utilizarea sa, depinde direct de sursa de radiații ionizante la care este reglat contorul și față de care vor fi efectuate măsurători ulterioare. Adesea, reglarea se face folosind surse care includ materiale radioactive precum radiu - 226, cobalt - 60, cesiu - 137, carbon - 14 și altele.

E Un alt indicator prin care merită să comparați dozimetrele este eficiența detectării radiațiilor ionice sau particule radioactive. Existența acestui criteriu se datorează faptului că nu vor fi înregistrate toate particulele radioactive care trec prin elementul sensibil al dozimetrului. Acest lucru se poate întâmpla în cazul în care cuantumul radiației gamma nu a provocat ionizare în camera de contor sau numărul de particule care au trecut și au cauzat ionizarea și descărcarea este atât de mare încât dispozitivul nu le numără în mod adecvat și din alte motive. . Pentru a determina cu precizie această caracteristică a unui anumit dozimetru, acesta este testat folosind anumite surse radioactive, de exemplu, plutoniu-239 (pentru particule alfa) sau taliu - 204, stronțiu - 90, ytriu - 90 (emițător beta), precum și alte materiale radioactive.

CU Următorul criteriu pe care să ne concentrăm este gama de energii înregistrate . Orice particulă radioactivă sau cuantum de radiație are o caracteristică energetică diferită. Prin urmare, dozimetrele sunt concepute pentru a măsura nu numai un anumit tip de radiație, ci și caracteristica energetică corespunzătoare. Acest indicator este măsurat în megaelectronvolți sau kiloelectronvolți (MeV, KeV). De exemplu, dacă particulele beta nu au suficientă energie, atunci ele nu vor putea elimina un electron din contracamera și, prin urmare, nu vor fi detectate, sau numai particulele alfa de înaltă energie vor putea străpunge materialul. a carcasei contorului Geiger-Müller și scoate electronul.

ȘI Pe baza tuturor celor de mai sus, producătorii moderni de dozimetre de radiații produc o gamă largă de dispozitive pentru diverse scopuri și industrii specifice. Prin urmare, merită să luați în considerare tipuri specifice de contoare Geiger.

Diverse variante de contoare Geiger–Muller

P Prima versiune a dozimetrelor sunt dispozitive concepute pentru a înregistra și detecta fotonii gamma și radiațiile beta de înaltă frecvență (hard). Aproape toate cele produse anterior și cele moderne, atât cele de uz casnic, de exemplu: cât și dozimetrele profesionale de radiații, de exemplu: , sunt proiectate pentru acest domeniu de măsurare. O astfel de radiație are suficientă energie și putere mare de penetrare pentru ca camera de contor Geiger să le înregistreze. Astfel de particule și fotoni pătrund cu ușurință în pereții contorului și provoacă procesul de ionizare, iar acest lucru este ușor de înregistrat prin umplerea electronică corespunzătoare a dozimetrului.

D Contoare populare precum SBM-20 , având un senzor sub forma unui tub de balon cilindric cu un catod și un anod de sârmă coaxială. În plus, pereții tubului senzorului servesc atât ca catod, cât și ca carcasă și sunt fabricați din oțel inoxidabil. Acest contor are următoarele caracteristici:

• aria zonei de lucru a elementului sensibil este de 8 centimetri pătrați;
• sensibilitatea radiațiilor la radiațiile gamma este de aproximativ 280 impulsuri/s, sau 70 impulsuri/μR (testarea a fost efectuată pentru cesiu - 137 la 4 μR/s);
• fondul propriu al dozimetrului este de aproximativ 1 puls/s;
• Senzorul este proiectat să înregistreze radiația gamma cu o energie în intervalul de la 0,05 MeV la 3 MeV și particulele beta cu o energie de 0,3 MeV la limita inferioară.

Fig.6. Dispozitiv de contor Geiger SBM-20.

U Au existat diverse modificări ale acestui contor, de exemplu, SBM-20-1 sau SBM-20U , care au caracteristici similare, dar diferă în proiectarea fundamentală a elementelor de contact și a circuitului de măsurare. Alte modificări ale acestui contor Geiger-Müller, și acestea sunt SBM-10, SI29BG, SBM-19, SBM-21, SI24BG, au, de asemenea, parametri similari, multe dintre ele se găsesc în dozimetrele de radiații de uz casnic, care pot fi găsite astăzi în magazine. .

CU Următorul grup de dozimetre de radiații este proiectat să înregistreze fotoni gamma și raze X . Dacă vorbim despre acuratețea unor astfel de dispozitive, trebuie înțeles că fotonii și radiațiile gamma sunt cuante de radiații electromagnetice care se mișcă cu viteza luminii (aproximativ 300.000 km/s), așa că înregistrarea unui astfel de obiect pare a fi destul de dificilă. sarcină.

Eficiența de funcționare a unor astfel de contoare Geiger este de aproximativ unu la sută.

H Pentru a o mări, este necesară o creștere a suprafeței catodului. De fapt, razele gamma sunt înregistrate indirect, datorită electronilor pe care îi elimină, care participă ulterior la ionizarea gazului inert. Pentru a promova acest fenomen cât mai eficient posibil, materialul și grosimea pereților contracamerei, precum și dimensiunile, grosimea și materialul catodului sunt special selectate. Aici, o grosime și o densitate mare a materialului pot reduce sensibilitatea camerei de înregistrare, iar prea mic va permite radiației beta de înaltă frecvență să pătrundă cu ușurință în cameră și, de asemenea, va crește cantitatea de zgomot de radiație natural pentru dispozitiv, care va îneca acuratețea determinării cuantelor gamma. Desigur, proporțiile exacte sunt selectate de producători. De fapt, pe acest principiu, dozimetrele sunt fabricate pe baza Contoare Geiger–Muller pentru determinarea directă a radiațiilor gamma pe sol, în timp ce un astfel de dispozitiv exclude posibilitatea de a determina orice alte tipuri de radiații și expunere radioactivă, ceea ce face posibilă determinarea cu precizie a contaminării cu radiații și a nivelului de impact negativ asupra oamenilor numai de radiațiile gamma.

ÎN În dozimetrele casnice, care sunt echipate cu senzori cilindrici, sunt instalate următoarele tipuri: SI22G, SI21G, SI34G, Gamma 1-1, Gamma - 4, Gamma - 5, Gamma - 7ts, Gamma - 8, Gamma - 11 și multe altele . În plus, în unele tipuri, este instalat un filtru special pe fereastra de intrare, de capăt, sensibilă, care servește în mod special pentru a tăia particulele alfa și beta și, în plus, mărește aria catodului pentru o determinare mai eficientă a razelor gamma. Astfel de senzori includ Beta - 1M, Beta - 2M, Beta - 5M, Gamma - 6, Beta - 6M și alții.

H Pentru a înțelege mai clar principiul funcționării lor, merită să aruncați o privire mai atentă la unul dintre aceste contoare. De exemplu, un contor final cu un senzor Beta – 2M , care are o fereastră de lucru rotunjită de aproximativ 14 centimetri pătrați. În acest caz, sensibilitatea la radiații la cobalt-60 este de aproximativ 240 de impulsuri/μR. Acest tip de contor are un autozgomot foarte scăzut , care nu este mai mult de 1 puls pe secundă. Acest lucru este posibil datorită camerei de plumb cu pereți groși, care, la rândul său, este proiectată să înregistreze radiația fotonică cu energii în intervalul de la 0,05 MeV la 3 MeV.

Fig.7. Contor gamma final Beta-2M.

Pentru a determina radiația gamma, este foarte posibil să se utilizeze contoare pentru impulsuri gamma-beta, care sunt concepute pentru a înregistra particule beta dure (de înaltă frecvență și energie înaltă) și cuante gamma. De exemplu, modelul SBM - 20. Dacă în acest model de dozimetru doriți să excludeți înregistrarea particulelor beta, atunci pentru a face acest lucru este suficient să instalați un ecran de plumb sau un scut din orice alt material metalic (un ecran de plumb este mai efectiv). Aceasta este cea mai comună metodă folosită de majoritatea dezvoltatorilor atunci când creează contoare gamma și cu raze X.

Înregistrarea radiațiilor beta „moale”.

LA După cum am menționat deja, înregistrarea radiațiilor beta moale (radiații cu caracteristici energetice scăzute și o frecvență relativ scăzută) este o sarcină destul de dificilă. Pentru a face acest lucru, este necesar să se asigure posibilitatea unei pătrunderi mai ușoare în camera de înregistrare. În aceste scopuri, este realizată o fereastră de lucru subțire specială, de obicei din mica sau peliculă polimerică, care practic nu creează obstacole în calea pătrunderii radiației beta de acest tip în camera de ionizare. În acest caz, corpul senzorului însuși poate acționa ca catod, iar anodul este un sistem de electrozi liniari care sunt distribuiți uniform și montați pe izolatori. Fereastra de înregistrare este realizată în versiunea finală, iar în acest caz doar o peliculă subțire de mica intervine în calea particulelor beta. În dozimetrele cu astfel de contoare, radiațiile gamma sunt înregistrate ca o aplicație și, de fapt, ca o caracteristică suplimentară. Și dacă doriți să scăpați de înregistrarea razelor gamma, atunci este necesar să minimizați suprafața catodului.

Fig.8. Dispozitiv al unui contor Geiger montat la capăt.

CU Este de remarcat faptul că contoarele pentru determinarea particulelor beta moi au fost create cu destul de mult timp în urmă și au fost utilizate cu succes în a doua jumătate a secolului trecut. Printre aceștia, cei mai des întâlniți au fost senzori precum SBT10 Și SI8B , care avea ferestre de lucru din mica cu pereți subțiri. O versiune mai modernă a acestui dispozitiv Beta-5 are o suprafață de lucru a ferestrei de aproximativ 37 mp/cm, de formă dreptunghiulară din material mica. Pentru astfel de dimensiuni ale elementului sensibil, dispozitivul este capabil să înregistreze aproximativ 500 de impulsuri/μR, dacă este măsurat cu cobalt - 60. În același timp, eficiența de detectare a particulelor este de până la 80 la sută. Alți indicatori ai acestui dispozitiv sunt următorii: zgomotul propriu este de 2,2 impulsuri/s, domeniul de detectare a energiei este de la 0,05 la 3 MeV, în timp ce pragul inferior pentru determinarea radiației beta moale este de 0,1 MeV.

Fig.9. Încheiați contorul beta-gamma Beta-5.

ȘI Desigur, merită menționat Contoare Geiger–Muller, capabil să detecteze particule alfa. Dacă înregistrarea radiației beta moale pare a fi o sarcină destul de dificilă, atunci detectarea unei particule alfa, chiar și a uneia cu indicatori de energie înalți, este o sarcină și mai dificilă. Această problemă poate fi rezolvată doar prin reducerea adecvată a grosimii ferestrei de lucru la o grosime care va fi suficientă pentru trecerea unei particule alfa în camera de înregistrare a senzorului, precum și prin aducerea aproape completă a ferestrei de intrare mai aproape de sursă de radiație a particulelor alfa. Această distanță ar trebui să fie de 1 mm. Este clar că un astfel de dispozitiv va detecta automat orice alte tipuri de radiații și cu o eficiență destul de ridicată. Există atât o latură pozitivă, cât și o parte negativă:

Pozitiv – un astfel de dispozitiv poate fi utilizat pentru cea mai largă gamă de analiză a radiațiilor radioactive

Negativ – datorită sensibilității crescute, va apărea o cantitate semnificativă de zgomot, ceea ce va complica analiza datelor de înregistrare primite.

LA În plus, o fereastră de lucru cu mica prea subțire, deși crește capacitățile contorului, este, totuși, în detrimentul rezistenței mecanice și etanșeității camerei de ionizare, mai ales că fereastra în sine are o suprafață de lucru destul de mare. Pentru comparație, în contoarele SBT10 și SI8B, pe care le-am menționat mai sus, cu o suprafață de lucru a ferestrei de aproximativ 30 mp/cm, grosimea stratului de mică este de 13 - 17 microni și cu grosimea necesară pentru înregistrare. particule alfa de 4-5 microni, intrarea pe fereastră poate fi făcută doar nu mai mult de 0,2 mp/cm, vorbim despre contorul SBT9.

DESPRE Cu toate acestea, grosimea mare a ferestrei de lucru de înregistrare poate fi compensată de apropierea de obiectul radioactiv și invers, cu o grosime relativ mică a ferestrei de mică, devine posibilă înregistrarea unei particule alfa la o distanță mai mare de 1 - 2 mm. Merită să dați un exemplu: cu o grosime a ferestrei de până la 15 microni, apropierea de sursa de radiație alfa ar trebui să fie mai mică de 2 mm, în timp ce sursa de particule alfa este înțeleasă a fi un emițător de plutoniu-239 cu o radiație. energie de 5 MeV. Să continuăm, cu grosimea ferestrei de intrare de până la 10 microni, este posibil să se înregistreze particule alfa la o distanță de până la 13 mm, dacă facem o fereastră de mică grosime de până la 5 microni, atunci radiația alfa va fi înregistrată la o distanță de 24 mm etc. Un alt parametru important care afectează direct capacitatea de a detecta particulele alfa este indicatorul lor de energie. Dacă energia unei particule alfa este mai mare de 5 MeV, atunci distanța de înregistrare pentru grosimea ferestrei de lucru de orice tip va crește în mod corespunzător, iar dacă energia este mai mică, atunci distanța trebuie redusă, până la imposibilitatea completă. de înregistrare a radiațiilor alfa moi.

E Un alt punct important care face posibilă creșterea sensibilității unui contor alfa este reducerea capacității de înregistrare a radiațiilor gamma. Pentru a face acest lucru, este suficient să minimizați dimensiunile geometrice ale catodului, iar fotonii gamma vor trece prin camera de înregistrare fără a provoca ionizare. Această măsură face posibilă reducerea influenței razelor gamma asupra ionizării de mii și chiar de zeci de mii de ori. Nu mai este posibil să se elimine influența radiației beta asupra camerei de înregistrare, dar există o cale destul de simplă de ieșire din această situație. Mai întâi, se înregistrează radiațiile alfa și beta de tip total, apoi se instalează un filtru de hârtie groasă și se face o a doua măsurătoare, care va înregistra doar particule beta. Cantitatea de radiație alfa în acest caz este calculată ca diferență între radiația totală și un indicator de calcul separat pentru radiația beta.

De exemplu , merită să propunem caracteristicile contorului modern Beta-1, care vă permite să înregistrați radiațiile alfa, beta și gama. Aceștia sunt indicatorii:

• aria zonei de lucru a elementului sensibil este de 7 mp/cm;
• grosimea stratului de mica este de 12 microni, (distanta efectiva de detectie a particulelor alfa pentru plutoniu este de 239, aproximativ 9 mm. Pentru cobalt - 60, sensibilitatea la radiatii se realizeaza de ordinul a 144 impulsuri/μR);
• eficiența măsurării radiațiilor pentru particulele alfa - 20% (pentru plutoniu - 239), particulele beta - 45% (pentru taliu -204) și cuante gamma - 60% (pentru compoziție stronțiu - 90, ytriu - 90);
• fondul propriu al dozimetrului este de aproximativ 0,6 impulsuri/s;
• Senzorul este proiectat să înregistreze radiația gamma cu o energie în intervalul de la 0,05 MeV la 3 MeV și particule beta cu o energie mai mare de 0,1 MeV la limita inferioară și particule alfa cu o energie de 5 MeV sau mai mult.

Fig. 10. Contor alfa-beta-gamma montat la capăt Beta-1.

LA Desigur, există și o gamă destul de largă de contoare care sunt destinate utilizării mai specifice și profesionale. Astfel de dispozitive au o serie de setări și opțiuni suplimentare (electrice, mecanice, radiometrice, climatice etc.), care includ mulți termeni și capabilități speciale. Cu toate acestea, nu ne vom concentra asupra lor. La urma urmei, pentru a înțelege principiile de bază ale acțiunii Contoare Geiger–Muller , modelele descrise mai sus sunt destul de suficiente.

ÎN De asemenea, este important de menționat că există subclase speciale Contoare Geiger , care sunt special concepute pentru a detecta diferite tipuri de alte radiații. De exemplu, pentru a determina cantitatea de radiație ultravioletă, pentru a înregistra și determina neutroni lenți care funcționează pe principiul unei descărcări corona și alte opțiuni care nu sunt direct legate de acest subiect nu vor fi luate în considerare.

Aici BD1 este un senzor de radiații ionizante - un contor Geiger de tip SBM20. Tensiunea înaltă de la anodul său formează un generator de blocare (VT1, T1 etc.). Pe înfășurarea I a transformatorului T1, impulsurile de tensiune apar periodic cu o frecvență de câțiva herți (f ≈ 1/R6C5), a căror amplitudine este apropiată de Uimp = (U C6 - 0,5) n 1 / n 2 = (9 - 0,5) 420/8 ≈ 450 V (U C6 ≈ 9 V este tensiunea de alimentare a generatorului de blocare, 0,5 V este tensiunea de saturație a impulsului a tranzistorului KT3117A; n 1 și n 2 sunt numărul de spire în înfășurări I şi II ale transformatoarelor). Aceste impulsuri, prin diodele VD1 și VD2, încarcă condensatorul C1, care devine astfel sursa de energie pentru contorul Geiger. Dioda VD3, care amortizează impulsul de tensiune inversă pe înfășurarea II, împiedică oscilatorul de blocare să treacă la modul unui oscilator LC cu frecvență mult mai mare.

Când un contor Geiger este excitat de o particulă β sau de un cuantic γ, apare în el un impuls de curent cu o creștere scurtă și o scădere lungă. În consecință, la anodul său apare un impuls de tensiune de aceeași formă. Amplitudinea sa este de cel puțin 50 V.

Scopul vibratorului unic, realizat pe elementele DD1.1 și DD1.2, este de a converti impulsul preluat de la anodul contorului Geiger într-un impuls „dreptunghiular” al unui standard digital cu o durată timp ≈ 0,7 R4 C3 = 0,7 10 6 0 ,01 10 -6 = 7 ms. În formarea sa, rezistența R2 joacă un rol important - limitează curentul din diodele de protecție ale microcircuitului la o valoare la care tensiunea „zero” la intrarea 8 a DD1.1 rămâne în .

Acest impuls „singur” de 7 milisecunde ajunge la intrarea 6 a multivibratorului, realizat pe elementele DD1.3 și DD1.4, și creează condițiile necesare autoexcitarii sale. Multivibratorul este excitat la o frecvență F ≈ 1/2 0,7 R7 C7 = 1/2 0,7 51 10 3 0,01 10 -6 = 1400 Hz, iar un emițător piezo conectat la ieșirile sale în fază transformă această excitație într-un scurt clic acustic.

Placa de circuit imprimat a indicatorului este realizată din folie laminată din fibră de sticlă, cu o grosime de 1,5 mm. În fig. a arată latura sa de montaj, iar în fig. b - configurarea foliei sub piese (folie nulă).

Aproape toate rezistențele din indicator sunt MLT-0.125 (R1 - KIM-0.125). Condensatoare: C1 - K73-9; S2 - KD-26; SZ, S7 şi S8 -KM-6 sau K10-17-2b; C4 și C6 - K50-40 sau K50-35; C5 - K53-30. Pătratele negre din fig. b arată conexiunile bornelor lor „împământate” cu folia nulă; pătrate negre cu un punct ușor în centru - conexiuni cu folia nulă a unor fragmente din circuitul imprimat și pinul 7 al microcircuitului.

Contorul SBM20 este fixat în poziția dorită folosind suporturi de contact, care pot fi realizate, de exemplu, din agrafe. Acestea sunt presate pe bornele contorului și lipite pe placa de circuit imprimat (pentru rezistență - pe ambele părți).

Pentru a evita supraîncălzirea care poate apărea la lipirea sârmei groase de oțel, se recomandă utilizarea unui flux bun.

Transformatorul T1 este înfășurat pe un miez inel M3000NM (ferită nichel-mangan) de dimensiune standard K16 x 10 x 4,5 mm (diametru exterior x diametru interior x înălțime). Marginile ascuțite ale miezului sunt netezite cu șmirghel și acoperite cu izolație puternică electric și mecanic, de exemplu, învelite cu bandă subțire de Mylar sau fluoroplastică.
Înfășurarea I este înfășurată prima; conține 420 de spire de sârmă PEV-2-0,07. Înfășurarea se efectuează aproape rotire în rotire, într-o singură direcție, lăsând un spațiu de 1...2 mm între început și sfârșit. Înfășurarea I este acoperită cu un strat de izolație și înfășurarea II este înfășurată deasupra - 8 spire de sârmă cu diametrul de 0,15...0,2 mm în orice izolație - și înfășurarea III - 3 spire din același fir. Înfășurările II și III ar trebui să fie distribuite pe tot miezul cât mai uniform posibil. Locația înfășurărilor și bornele acestora trebuie să corespundă designului plăcii de circuit imprimat, iar fazarea acestora - indicată pe schema de circuit (capetele în fază ale înfășurărilor - care intră în orificiul miezului pe o parte - sunt indicate prin puncte ).
Transformatorul fabricat este acoperit cu un strat de impermeabilizare, de exemplu, învelit cu o bandă îngustă de bandă adezivă PVC. Transformatorul este fixat pe placă cu un șurub M3 folosind două șaibe elastice (înfășurări care nu se pot stoarce) (Fig.).

Placa montată se montează pe panoul frontal (Fig.), din polistiren rezistent la impact de 2 mm grosime, de care se lipește o carcasă de colț pentru a găzdui Corindon (pentru a evita consecințele depresurizării, nu se recomandă plasarea energiei electrice). surse direct în partea electronică a dispozitivelor). Pe acest colț sunt lipite benzi din același polistiren, între care se introduce o placă de circuit imprimat. Placa este fixată cu un șurub M2 de un suport de sprijin lipit de panoul frontal.

O gaură cu un diametru de 30 mm este tăiată în panoul frontal pentru emițătorul piezo ZP-1 (ZP-1 poate fi lipit în soclul astfel format sau fixat în el într-un alt mod).
Din exterior, acest orificiu poate fi închis cu un grilaj decorativ. Un comutator de alimentare de tip PD9-1 este de asemenea situat pe panoul frontal.
Panoul frontal complet asamblat este introdus în corpul dispozitivului - o cutie de dimensiuni corespunzătoare, realizată din același polistiren. În peretele carcasei adiacent direct contorului Geiger, este necesară tăierea unui orificiu dreptunghiular de 10 x 85 mm, care, pentru a evita atenuarea radiației controlate (tabel), poate fi blocat doar printr-un grătar rar. .

Material	Grosimea, mm	Factorul de atenuare
Duraluminiu
Folie din fibra de sticla
Polistiren rezistent la impact
Banda electrica din PVC	0,25
Film de polietilenă	0,05
Folie de aluminiu	0,02	1,02

Despre posibilele înlocuiri.
Contorul SBM20 este disponibil în trei modificări, care diferă doar în designul terminalelor. Contorul STS5 produs anterior este, de asemenea, apropiat de caracteristicile lui SBM20.
Emițătorul piezo ZP-1 poate fi și el înlocuit: emițătorul ZP-22, care are aceleași dimensiuni, nu este practic cu nimic inferior acestuia.
Oscilatorul de blocare poate folosi orice tranzistor de siliciu de frecvență medie care are o tensiune de saturație a impulsului nu mai mare de 0,5 V (la un curent de colector de 1...2 A) și un câștig de curent de cel puțin 50.
Diodele VD1 și VD2 pot fi înlocuite cu un stâlp KTs111A. Pentru orice alte înlocuiri, trebuie să acordați atenție curentului invers al diodei - nu trebuie să depășească 0,1 μA. În caz contrar, indicatorul de radiații, după ce și-a pierdut eficiența energetică, se va transforma într-un dispozitiv foarte obișnuit.

Indicatorul convertește un impuls de curent pe termen scurt generat într-un contor Geiger sub influența unei particule ionizante într-un clic acustic. Și dacă răspunsul contorului SBM20 la radiația naturală de fundal este, să zicem, 18...25 de impulsuri pe minut, atunci acesta este sunetul de clic al dispozitivului pe care proprietarul său îl va auzi. Dacă se apropie de sursa de radiații atât de mult încât intensitatea câmpului de radiații ionizante, de exemplu, se dublează, atunci frecvența acestor clicuri se va dubla.