Detectia radiatiilor alfa, beta si gamma (homemade)

[Selena]

Salut tuturor!

Deschid aceasta discutie despre cum ne putem indeplini cu mijloace proprii dorinta de a dispune de o trusa completa pentru detectia si masurarea radiatiilor nucleare alfa, beta si gamma. Eu, cel putin, am fost preocupat de mult timp de acest subiect si sunt pregatit sa va prezint ce am realizat pana astazi...

Incep cu radiatiile alfa. Radiatiile alfa parcurg in aer cel mult 7 - 8 cm si doar cativa microni in profunzimea solidelor (pierd rapid energia prin ionizari multiple). Pot fi detectate cu camere de ionizare sau cu contori speciali (cu fereastra foarte subtire si densitate redusa). Eu, nedispunand de asa ceva, am relizat un detector cu scanteie.

(va continua)

 

http://www.youtube.com/user/RadioAscult ... nqgTzjTS5M

[gica70]

Foarte interesant. In zilele noastre cu atatea gauri in ozon si in ..buzunare, cu radiatiile astea de la soare (raze X ?) cu care suntem amenintati zilnic cred ca sunt motive destule ca cele prezentate de dv. sa-mi fie, sper si altora, f. utile. De aceea va mutumesc si astept continuarea.Acum am vazut ca sunteti din Iasi, asa ca nu o sa va mai domnesc!

[ratza]

La ce foloseşte chestia asta?

[stefan_k]

Numara particulele emise de proba de Americiu. Intrebarea mea e, hîc, de unde se poate face rost de o un bumb din ala de Americiu?On topic: interesant, astept(am) continuarea. Si poate mai multe detalii - mai ales la chestiile mai putin uzuale - detectorul, desi pare simplu, tot nu i-am inteles functionarea. Restul aparatajului, numarator de impulsuri, ceas, etc, mai facem noi si pricepem cum functioneaza.

[Selena]

Multumesc pentru inters.

Sursa radiactiva alfa (si ceva gamma) Americiu-241 se poate extrage din alarmele-detectoare de fum existente de vanzare in magazine. In principiu, exista acolo o sursa de radiatii alfa care ionizeaza incontinuu aerul dintre armaturile unui condensator: cand apare fumul, particulele de cenusa modifica conductivitatea aerului ionizat si un discriminator comanda declansarea alarmei. Pe YouTube sunt filmulete cu masacrarea acestor detectoare de fum, in vederea extragerii sursei radioactive.

 

Contorul cu scanteie functioneaza astfel: intre firul foarte subtire de otel si placa de inox este o distanta mica, de aproximativ 1.5mm. In consecinta, tensiunea de 3500V aplicata cu minusul la placa (obligatoriu) determina un camp electrostatic extrm de intens intre fir si placa (se produce o descarcare corona permanenta, cu fasait si lumina albastruie rece observabila in intuneric). Altfel zis, sunt create conditiile unei descarcari electrice brutale, prin scanteie. Aceasta se produce ori de cate ori o particula de radiatie alfa (adica un nucleu He 2;4 rapid emis spontan de nucleul radiactiv Am-241) ionizeaza suplimentar aerul dintre fir si placa.

Scanteia se intrerupe rapid deoarece energia ei provine de la condensatorul de 100pF de inalta tensiune (realizat dintr-un tub de medicamente si folie de AL): acesta se va reincarca rapid prin rezistorul de 1MOhm si se va putea declansa o noua scanteie.

Timpul mort al contorului (cat esta insensibil, pe durata reincarcarii condensatorului) este determinat de produsul RC, rezultand de ordinul miimilor de secunda.

[stefan_k]

Multumesc pentru explicatii, am mai inteles ceva.Incerc sa mai formulez o intrebare, dar ca sa intreb corect trebuie sa ma gadesc ... Presupun ca "firul gri" din film e exact linia de inalta tensiune de 3.5kV, iar un impuls numarat = intrerupere de tensiune pe acel fir. Cum ati realizat separarea dintre linia de inalta tensiune si numaratorul propriu zis ? Transformator, sau altceva?Tipul acesta de detector functioneaza si pentru alte tipuri de radiatii, sau doar pentru alfa?Eu unul astept cu interes continuarea subiectului si pentru beta/gamma, cum promite titlul ...

[Selena]

Detectorul cu scanteie este sensibil doar la radiatiile alfa (doar acestea produc ionizari intense pe parcurs scurt, de ordinul milimetrului). Mai pot fi detectate cu contor cu scintilator, camera de ionizare, camera cu ceata, emulsie nucleara...

Hainele sau distanta te protejeaza total, dar daca inhalezi praf radioactiv alfa, vei fi iradiat incontinuu din interiorul corpului.

 

Referitor la cuplajul contorului cu scanteie cu numaratorul electronic. Ai obsevat foarte bine ca este vorba de un singur fir, conectat la interfata cu numaratorul electronic, pe post de antena de receptie. La celalalt capat, nu este conectat fizic la contor, ci doar adus in apropiere (cuplaj parazit slab). De fapt, totul functioneaza cumva analog cu telegraful fara fir, adica transmiterea semnalelor morse cu emitatori cu scanteie, de la inceputul secolului trecut (vaporul Titanic, SOS etc.). Interfata este un tranzistor normal blocat, protejat cu diode, urmat de un monostabil (formator de impulsuri standard) protejat si el cu diode. Abia apoi urmeaza numaratorul si difuzorul. Scanteia produce un impuls de unda elecromagnetica, iar in antena de receptie (firul gri conectat la interfata numaratorului) se induce un impuls de tensiune care deblochaza scut timp tranzistorul.

Nu este absoluta nevoie de numarator: scanteile se aud pocnind si se vad cu ochii, deci cine ar fi interesat ar putea construi strictul necesar: sursa de 3000-4000V si contorul cu scanteie ( care functioneaza si cu un catod din Al sau alt metal, doar ca scanteile produc mai de timpuriu cratere...). Daca ar fi de dorit si un difuzor care sa pocneasca tare, ar putea fi adus in apropiere un radioreceptor pe scala de unde lungi sau medii - si ar pocni, cum se intampla cand fulgera in departare, vara...

 

Deci firul gri nu e legat la 3500V (la contor), ci doar la numarator.

[izua]

http://cgi.ebay.com/Russian-Military-GE ... 519353bdad

 

Detector de platou tip Geiger, $20 cu transport. Se leagă la sursă de înaltă tensiune, apropiată de tensiunea de platou, când se stabileşte un circuit, prin tub a trecut o particulă ionizantă. Pe partea de interfaţă cu userul, se poate folosi un montaj care păcăne, ca în filme, sau un ac mobil, sau ceva digital cu controller şi afişare şi statistici, etc.

 

Ca surse de test au la www.unitednuclear.com minereu de uraniu, până la 800 Bq. Dacă nu ebay, dar preţurile sunt mult mai mari.

[stefan_k]

Antena de receptie! Asta a spus tot. Simplu si eficient, multumesc pentru explicatii!

[Selena]

Pentru detectia radiatiilor beta(-) = electroni negativi rapizi, beta(+) = electroni pozitivi rapizi (pozitroni) si gamma (fotoni de mare energie) se utilizeaza contori GM cu catod din otel, aluminiu, sau oxid de staniu (depus pe fata interna a unui cilindru din sticla vopsit negru, pentru ca lumina sa nu influenteze prin efect fotoelectric). Catodul poate fi si un cilindru metalic introdus in interiorul unui cilindru de sticla transparent (nu este recomandat sa cumparam acest ultim model amintit: este fabricat special sa aiba eficacitate mica, este montat in zona reactorului nuclear, unde fluxul intens de radiatii ar suprasatura alt tip de contor. Daca il folosim, abia daca pacane rar, la radiatiile curente... = raspund astfel D-lui izua, post precedent).Pare paradoxal, dar pentru a creste eficienta detectarii fotonilor gamma, uneori contorii GM se invelesc in foita metalica, rulata pana se obtine grosimea optima pentru efectul Compton (prin care se face detectia radiatiei gamma, aceasta radiatie neutra electric neproducand ionizari...) - e vorba de contorul (4) din fotografie.Va prezint detectorul de radiatii beta si gamma de conceptie proprie (mai putin sursa de 400V - o las pe mai tarziu).

[Selena]

Deci ramasesem dator cu sursa de inalta tensiune pentru contorul GM. Sunt multe posibilitati de ales...Eu m-am oprit la shema din atasament, din urmatoarele motive importante: Reglajul valorii tensiunii de iesire se face liniar cu potentiometrul de 1 MegaOhm, cu functionare sigura a oscilatorului. La iesire este conectat divizorul rezistiv care asigura un curent permanent de 40 microamperi la tensiunea recomandata de 400 V pentru regimul de lucru al contorului GM. In acest mod, odata reglata aceasta tensiune prin citirea ei pe cadranul microampermetrului (diviziunea 40 inseamna 400 V), poate fi deconectat microampermetrul de la bornele rezistorului de 18 K din divizor si trecut la numaratorul de impulsuri, pentru a afisa curentul mediu obtinut prin integrarea impulsurilor dreptunghiulare rezultate din monostabil (impulsuri/min). Tensiunea la contor ramane neschimbata ( 18 k este nesemnificativ comparativ cu 10M).Sau: Deoarece au ramas doua porti nefolosite din integratul MMC 4011, se poate realiza cu ele un multivibrator, in locul oscilatorului autoblocat discutat mai sus.Succes celor care vor face ceva de genul acesta. Ma opresc aici. Cineva intreba la ce bun asa ceva? Unele sorturi de granit folosit in pardoseli sunt radioactive; la fel, unele sortimente de ciment. Absolut toate glazurile albe de pe faiante, WC etc. sunt slab radioactive. ETC. Unii zic: fleacuri. Insa iradierea duce la efecte prin cumulare, doza se socoate pe an, in ani... De exemplu, la mine in bucatarie ( am faianta alba italieneasca pe pereti pana sus) fondul de radiatii beta si gama este aproape dublu, comparativ cu sufrageria. Abia de curand am descoperit pe internet aceste exemple si le confirm.Amatorii de vintage foto: obiectivele de calitate, celebre de pana spre anii 1960, contin lentile puternic radioactive din cauza dioxidului de thoriu inglobat in sticla ( dispersie redusa, difractie puternica la curburi reduse). Am gasit si eu printre vechiturile mele o camera de filmat pe 8mm japoneza cu doua lentile radioactive, dintre cele 9 exisente in componenta obiectivului. Dati cautare pe YouTube cu "radioactive lens".Cele bune tuturor!

[radhoo]

salut acest thread si explicatiile interesante de mai sus.

am observat o doza mai mare in interiorul cladirilor decat in exterior (acumulari de radon in pereti?).de asemenea o doza mai mare in cladirile din materiale poroase (eg. chirpici/voioaga/bca), fata de cele cu pereti de beton.si o doza mai mare in locurile ne-ventilate (beciuri) fata de cele ventilate.

Folosesc doua dosimetre comerciale , se pot vedea aici:http://www.pocketmagic.net/?p=1200In legatura cu partea de homemade, am incercat sa-mi construiesc o camera de ionizare, care nu e cel mai complicat lucru:- o conserva inchisa cu o folie subtire de aluminiu pentru a mentine o atmosfera aprox. constanta (umiditate, temperatura, etc), pe care particulele de detectat trebuie sa o poata traversa. In fundul conservei se introduce un electrod, izolat de restul cutiei. Forma electrodului poate fi aleasa prin experimentare- o sursa de tensiune portabila de 50V si curent infimRationamentul e similar cu detectorul cu scanteie: o particula ionizanta care patrunde in conserva=camera de ionizare , produce un circuit inchis de la electrodul central la cutie. Desigur curentul e foarte mic. - am intampinat probleme la partea de detectie: acest curent infim trebuie transformat in tensiune de ordinul milivoltilor pentru a deschide un transistor pentru contor (fie el si cu factor de amplificare cat de mare de ex. Darlington). - se poate face asta folosind o rezistenta de valori foarte mari: V = I * R? Idei?Alt detector la care lucrez e folosind acest tub:http://i.ebayimg.com/14/!BuGKEHg!2k~$%2 ... mg~~_3.JPGE un detector GM, dar se bucura de o forma avantajoasa pentru sensibilitate sporita. Montajul e un simplu invertor pe baterie de 500V, si un led/difuzor pentru semnalizarea particulelor detectate. Cand e gata pun poze.

[Selena]

Daca se inseriaza cu camera de ionizare o rezistenta R foarte mare, de ordinul 10 la puterea 11 Ohmi (speciala, protejata in sticla), iar camera are o capacitate electrica cat se poate de redusa, C = 10 pF, atunci constanta de timp este RC = 1 secunda - prea mare, permitand numararea particulelor alfa (puls cu puls) doar pentru radioactivitati foarte reduse.Pe vremuri, se folosea lampa electrometru (lampa speciala, cu izolatie foarte buna). Actual, sunt dispozitive moderne, tranzistori cu efect de camp, cu curent de poarta extrem de redus. Dar problema ramane: particulele alfa individuale dau un curent prea mic. Mai simplu este sa se masoare fluxuri intense, prin curentul mediu rezultat. Contorul cu scanteie pune in evidenta chiar si o singura particula alfa.Apropo: la intuneric, prin capatul contorului GM de sticla, unde lipseste vopseaua neagra, se observa clar descarcarea luminoasa de scurata durata, la inregistrarea unui impuls...

[d2134]

http://www.techlib.com/science/ion.html camere de ionizare homemade.

Camera de ionizare necesita rezistenta de sarcina foarte mare. Aceasta rezistenta poate fi chiar rezistenta de intrare a amplificatorului. Tensiunea aplicata camerelor de ionizare era de circa 50V cind se lucra cu lampi electrometrice dar poate fi mai mica cind se lucreaza cu AO. La 500V deja e contor GM.

Camera de ionizare se foloseste doar in cazuri speciale in regim de numarare (contorul GM este mai indicat in acest scop sau sau detectoare cu semiconductori) ea folosindu-se mai ales in regim de integrare la masurarea fluxurilor de particule.

Mai jos un material in limba romana:

[radhoo]

Pe vremuri, se folosea lampa electrometru (lampa speciala, cu izolatie foarte buna). Actual, sunt dispozitive moderne, tranzistori cu efect de camp, cu curent de poarta extrem de redus. Dar problema ramane: particulele alfa individuale dau un curent prea mic. Mai simplu este sa se masoare fluxuri intense, prin curentul mediu rezultat. Contorul cu scanteie pune in evidenta chiar si o singura particula alfa.

Eu sunt interesat in masurarea unor fluxuri putin dense de fotoni (raze x) nu radiatii alfa.am incercat si cu tranzistori cu efect de camp dar se pare ca voi avea nevoie de o rezistenta de 1GO (exact, din aceea in tub de sticla).Am un dosimetru CDV 717 care contine asa ceva dar prefer sa nu il demontez. Senzibilitatea lui e pentru nivele prea mari de radiatii. Vreo idee unde gasesc rezistente de 1GO?