Малогабаритный индикатор радиоактивности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Измерительная техника

 Комментарии к статье

Описываемый индикатор был разработан из подручных деталей в 1986 г после Чернобыля. Целью было сделать малогабаритный несложный, но достаточно чувствительный индикатор загрязнения окружающей среды и продуктов питания. Известно, что человек постоянно подвергается радиоактивному облучению, как космическому, так и земному, источники которого - газ радон, выделяющийся из земной коры, различные радиоактивные минералы, находящиеся в почве, строительных материалах, часах и приборах со светящимися стрелками и циферблатами, особенно выпущенные в первой половине прошлого века, когда в них использовался радий. Применяются источники радиоактивного излучения и сегодня, например, в датчиках задымления. Подробно эта проблема изложена в [1].

Многие самодельные индикаторы радиоактивности, например, описанный в [2], позволяют заметить только довольно значительное превышение уровня излучения над естественным фоном, который крайне неравномерен. При малом уровне облучения вспышки светового индикатора или щелчки звукового происходят со случайными интервалами, от долей секунды до единиц и даже десятков секунд. Поэтому при их подсчете "в уме" трудно не сбиться и недооценить или переоценить опасность наблюдаемого уровня облучения. Для достоверности приходится повторять процедуру несколько раз, точно соблюдая по секундомеру ее продолжительность.

Правда, незначительное превышение фона практически безопасно для человека при внешнем воздействии. Однако при попадании радиоактивного вещества внутрь картина резко меняется. Особенно вредны альфа-частицы, излучаемые таким веществом, попавшим, например, в легкие с пылью. Они интенсивно разрушают окружающие ткани.

Предлагаемый индикатор способен зафиксировать очень небольшие превышения фона. Он позволил, например, обнаружить радиоактивное загрязнение некоторых образцов чая, сухого травяного сбора и сгущенного молока, которое не удавалось определить, подсчитывая вспышки светодиода.

Схема индикатора приведена на рисунке. Он состоит из источника высокого напряжения, датчика радиоактивных частиц (счетчика Гейгера), счетчика импульсов, расширителя импульсов, таймера и индикаторов на светодиодах.

Схема индикатора радиоактивности (нажмите для увеличения)

В приборе применен счетчик Гейгера СБТ-11 (BD1), поскольку из всех малогабаритных, имевшихся у меня, только он благодаря тонкой слюде (20...25 мкм), закрывающей чувствительное окно, способен регистрировать частицы с малой энергией.

Источник высокого напряжения для питания счетчика Гейгера собран по схеме блокинг-генератора на транзисторе VT1, импульсном трансформаторе T1 и выпрямителе с удвоением напряжения на диодах VD2, VD3 и конденсаторах C3, C4.

Возникающие в счетчике Гейгера при прохождении через него радиоактивных частиц или квантов гамма-излучения импульсы тока вызывают импульсы напряжения на резисторе R5. Диод VD4 ограничивает амплитуду этих импульсов. Они поступают на вход 10 счетчика DD1, а через диод VD5 - на расширитель импульсов на полевом транзисторе VT2, вызывая хорошо заметные вспышки светодиода HL1. Значительное увеличение средней частоты этих вспышек сигнализирует об опасном уровне радиоактивного излучения.

На микросхеме К176ИЕ5 (DD1) реализованы два узла: счетчик импульсов, формируемых счетчиком Гейгера, и таймер. После включения напряжения питания счетчики микросхемы DD1 устанавливаются в нулевое состояние импульсом, формируемым на ее входе R при зарядке конденсатора C7. Затем начинается раздельный подсчет импульсов, поступающих на вход 10, и импульсов внутреннего генератора микросхемы, частотозадающие элементы которого - конденсаторы C8 и С9 и резисторы R12 (подстроечный) и R13.

Генератор вместе со вторым счетчиком микросхемы DD1 образует таймер, признаком истечения отсчитываемого которым интервала времени служит включение светодиода HL2, соединенного с выходом 9 микросхемы.

Светодиод HL3, соединенный с выходом 15 первого счетчика, включается, когда в этом счетчике накоплено более 128 импульсов счетчика Гейгера. При нормальном фоновом уровне излучения светодиод HL2 должен включиться раньше, чем HL3, а при его превышении - наоборот. Этого добиваются, регулируя подстроечным резистором R12 частоту генератора.

Чем меньше промежуток времени между включением индикатора переключателем SA1 и зажиганием светодиода HL3, тем интенсивнее излучение. При большой его интенсивности светодиод HL3 мигает, причем частота мигания растет пропорционально интенсивности, а затем вспышки сливаются в непрерывное свечение. Резистор R9 служит для полной разрядки конденсатора C5 при выключенном питании.

Индикатор собран в металлическом корпусе размерами 120x40x30 мм, все детали расположены на монтажной плате. Для установки счетчика Гейгера СБМ-11 предусмотрена обычная панель для семиштырьковой пальчиковой радиолампы. Чувствительное окно счетчика прикрывают откидной защитной крышкой. Выключатель и светодиоды расположены в торце корпуса. Питается индикатор от батареи "Крона", также находящейся внутри его корпуса.

Импульсный трансформатор T1 намотан на кольце типоразмера K17,5x8,2x5 из феррита 2000НМ. Обмотка I - 8 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,3 мм, обмотка II - 3 витка такого же провода, а обмотка III - 250 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,12 мм. Обмотку III наматывают на ферритовое кольцо первой. Она должна быть хорошо изолирована (например, фторопластовой лентой) от кольца и от намотанных поверх нее обмоток I и II. Необходимо строго соблюдать указанную на схеме фазировку обмоток I и II. Если блокинг-генератор не возбуждается, следует поменять местами выводы одной из этих обмоток.

Диоды КД510А можно заменить любыми импульсными, например КД522Б. Резистор R6 - КИМ-0,125 или импортный, подстроечный резистор R12 - СП-38а, остальные - МЛТ-0,125. Конденсаторы C3 и C4 - керамические трубчатые КТ-1 группы Н70, C5 -любой оксидный, остальные конденсаторы - керамические или пленочные. Светодиоды, указанные на схеме, можно заменить современными повышенной яркости. Переключатель SA1 - движковый ПД9-1.

Налаживание индикатора сводится к установке высокого напряжения 390 В (допустимые пределы 320...460 В) подбором резисторов R1 и R2 и установке времени измерения подстроечным резистором R12. Измерять высокое напряжение следует вольтметром с высоким входным сопротивлением - 10 МОм и более.

Время измерения должно быть таким, чтобы в отсутствие вблизи прибора каких-либо источников излучения (кроме естественного фона) светодиод HL2 включался чуть раньше, чем HL3. Необходимо учитывать, что фон непостоянен, поэтому эту регулировку придется производить неоднократно.

В режиме счета индикатор потребляет ток 0,8...0,9 мА.

Литература

1. Радиация. Дозы, эффекты, риск. Пер. с англ. Ю. А. Банникова. - М.: Мир, 1990.
2. Нечаев И. Индикатор радиоактивности. - Радио, 2014, № 10, с. 35, 36.

Автор: Г. Закоморный

Смотрите другие статьи раздела Измерительная техника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива 32-разрядный процессор ARM Cortex-M7 для высокопроизводительных микроконтроллеров 25.09.2014 Компания ARM представила 32-разрядный процессор семейства Cortex-M, который позволит вдвое повысить производительность микроконтроллеров по сравнению с выпускаемыми сейчас микроконтроллерами на архитектуре ARM - как в вычислениях, так и в цифровой обработке сигналов. Говоря более конкретно, производительность Cortex-M7 оценивается в 5 баллов теста CoreMark в расчете на 1 МГц тактовой частоты. К областям применения ARM Cortex-M7 разработчик отнес встраиваемые решения верхнего сегмента для транспортных средств, систем промышленной автоматизации, умного дома. Предполагается, что повышенная производительность Cortex-M7, позволяющая повысить скорость анализа звуковой и визуальной информации и распознавания речи, будет сразу замечена потребителями. К особенностям ARM Cortex-M7 можно отнести шестиступенчатый суперскалярный конвейер, внутрисистемный интерфейс AXI с поддержкой 64-разрядной передачи и полностью интегрированные опциональные кэши команд и данных. Кроме того, следует отметить встроенные интерфейсы памяти и возможность гибкого конфигурирования при реализации, что позволяет получить широкий спектр продуктов, различающихся стоимостью и производительностью. Опционально можно интегрировать средства трассировки команд и данных; предусмотрено также встраивание средств защиты и обеспечения целостности данных, что расширяет область применения Cortex-M7. К плюсам новинки относится совместимость с другими процессорами Cortex-M на уровне программной модели и двоичных кодов. Новинку уже лицензировали компании Atmel, Freescale и ST Microelectronics. Остается добавить, что в прошлом году партнерами ARM было отгружено примерно 3 млрд микроконтроллеров на архитектуре ARM.

Другие интересные новости:

▪ Плавающий город Freedom Ship

▪ Яйца для вегетарианцев

▪ Самый миниатюрный в мире высокоскоростной MOSFET

▪ Умное водительское сиденье реагирует на жесты водителя

▪ Точность GPS-навигации повышена

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Синтезаторы частоты. Подборка статей

▪ статья Философия. Конспект лекций

▪ статья Какого размера достигают улитки? Подробный ответ

▪ статья Работа с метанолом. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Индикатор поля на двух микросхемах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Квазирезонансный преобразователь напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026