В нашата епоха на причинени от човека бедствия е необходимо да се предпазим от техните последици под формата на радиоактивно замърсяване. И за това трябва да се открие йонизиращо лъчение. Следователно, при липса на промишлени устройства, всеки радиолюбител може да се опита да направи брояч на Гайгер със собствените си ръце.
Какво е брояч на Гайгер?
За измерване на радиоактивния фон учени и инженери са разработили устройства - броячи на Гайгер. Като сензор за алфа, бета и гама лъчение се използва запечатана газоразрядна тръба, пълна със смес от инертни газове, кръстена на изобретателите на брояча на Гайгер-Мюлер. Но професионалните устройства не са лесно достъпни за съвременния лаик и са доста скъпи.
Разработени са няколко разновидности на такива структури. Направи си сам брояч на Гайгер от неонова лампа може да направи дори и най-неподготвения преследвач за оцеляване в постапокалиптичен свят.
Разнообразие от импровизирани дизайниГайгерови броячи
Гайгеровият брояч е разработен и произведен от много любители дизайнери със собствените им ръце. Има много опции за дизайн. Известни са най-често приготвените схеми за развитие:
- Радиометър, използващ флуоресцентен или неонов стартер като бета и гама сензор.
- Прост домашен индикатор за радиация, базиран на сензора STS-5.
- Най-простият дозиметър със сензор SBM-20.
- Индикатор за радиация с малък размер, базиран на сензор SBT-9.
- Индикатор за йонизиращо лъчение на базата на сензор от полупроводниково устройство - диод.
- Най-простият индикатор за радиация с домашен разрядник, направен от PET бутилка и кутия.
Предимства и недостатъци на дизайна
Конструкциите на самостоятелно изработени дозиметри и радиационни индикатори с помощта на сензори SBM-20, STS-5, SBT-9 са доста прости и имат висока чувствителност. Но те имат много важен недостатък - те са промишлени сензори за йонизиращи лъчения, които са трудно достъпни и скъпи за закупуване.
Индикатор за радиация със сензор за полупроводниково устройство е евтин, но поради нелинейността на характеристиките на полупроводника е труден за настройка, чувствителен към промени в температурата и захранващото напрежение..
Устройството с домашен сензор от PET бутилка е изключително просто, но изисква схема с полеви транзистор, която не винаги е достъпна за DIYer. Освен това транзисторите с полеви ефект са склонни да се повредят при силнирадиация.
Най-достъпните са дизайни с базирани на стартер сензори от дефектни флуоресцентни или неонови лампи. Недостатъците на сензора от стартер, като неонова лампа, включват чувствителност към промени в температурата и захранващото напрежение, необходимостта от предпазване на сензора от светлина и електромагнитно излъчване. Предимствата включват лекотата на изработка и настройка на брояч на Гайгер със собствените си ръце.
Схема на индикатор за радиация с неонова лампа като сензор
Създаването на брояч на Гайгер със собствените си ръце трябва да започне с изучаване на електрическата схема на устройството. Тази схема използва неонова крушка като гама и бета сензор.
Нека разгледаме електрическата схема.
Диод D1 се използва за коригиране на променлив ток. За осигуряване на постоянно напрежение от 100 V беше използвана схема за стабилизиране на базата на ценеров диод D2. Параметрите на резистора R1 зависят от захранващото напрежение Vac и се изчисляват по формулата
R1=(Vac-100V)/(5 mA).
Променливото съпротивление R2 задава напрежението на неоновата крушка малко под напрежението на запалване. Неоновата лампа в режим на готовност не трябва да свети. Когато радиоактивни частици летят през стъклена колба, инертният газ йонизира и лампата мига.
В момента, в който лампата мига, на съпротивлението R3 ще настъпи спад на напрежението и ще се появи неонова лампанапрежение, по-малко от задържащото напрежение. Няма да има ток върху лампата, докато не се запали от йонизираща частица. В момента на преминаване на кратък ток през лампата, в високоговорителя ще прозвучи силно щракване. След като сглобите брояч на Гайгер със собствените си ръце от неонова лампа, можете да започнете да го настройвате.
Настройка и калибриране на брояча на Гайгер
Разработеният модел на постапокалиптичния брояч на Гайгер е лесен за настройка със собствените си ръце. С променливо съпротивление R2 устройството се поставя в режим на готовност, на ръба да задейства сензор от неонова лампа. Освен това, за експеримента, прашен парцал се приближава до индикатора за радиоактивност и чувствителността на устройството се регулира от регулиращия резистор R2. Тъй като прахът е пълен с радиоактивни изотопи, неоновият индикатор за радиоактивност трябва да мига периодично, когато е правилно регулиран, главата на високоговорителя трябва да издава чуруликащи звуци и щракания.
За по-точно калибриране на устройството, трябва да използвате наличен източник на радиация. Може да бъде превключвател от военно радиооборудване със светещ радиоактивен фосфор, приложен към него. Калибрирането се извършва с помощта на примерен стандартен дозиметър. Честотата на работа на домашен брояч на Гайгер се настройва към честотата на отчитане на нивото на радиация на индустриален дозиметър. За калибриране може да се използва и стандартен източник на радиация, който обикновено е оборудван с военен дозиметър.
Материали и инструменти за сглобяване на брояч на Гайгер
Когато сглобявате брояч на Гайгер със собствените си ръце, материаливсеки достъпен за радиолюбител може да се използва. Основното е, че рейтингите на радиокомпонентите съответстват на горната диаграма. Необходимо е правилно да изберете неонова лампа като сензор, така че напрежението на запалване приблизително да съответства на 100 V. В този случай радиокомпонентите могат да бъдат както вносни, така и местни. Параметрите на частите трябва да бъдат избрани с помощта на справочната литература.
Важно е да се отбележи, че в дадена електрическа схема се използва променливо захранващо напрежение от мрежата Vac=220 V според безтрансформаторна верига и това е опасно за токов удар за тялото. За да се предотвратят електрически наранявания, корпусът на инструмента трябва да бъде направен от електроизолационен материал. За целта са подходящи плексиглас, гетинакс, фибростъкло, полистирол и други ламинати.
При сглобяване на брояч на Гайгер със собствените си ръце се използва най-разнообразният инструмент:
- A 60W електрически поялник е необходим за запояване на радиокомпоненти.
- Ножовката се използва широко за рязане на фолио от фибростъкло, при производството на печатни платки. Използва се за рязане и рязане на пластмасови части на тялото.
- Електрическата бормашина се използва за пробиване на дупки в печатната платка, сглобяване на корпуса по ъглите.
- Пинсетите са от съществено значение за работа с малки части при запояване и монтиране на електрическа верига.
- Страничните резци се препоръчват за рязане на стърчащи проводници на радиокомпоненти.
- За пускането на устройството в експлоатация е абсолютно необходим елементарен тестер, с който ще ви трябванаправете измервания на напрежението в точките за изпитване, както и други електрически параметри.
- За автономно захранване на истински постапокалиптичен брояч на Гайгер е препоръчително да свържете 4,5-9 V батерия, за която използвайте всяка проста схема на преобразувател на напрежение до 220 V AC.
Трябва да се спазва безопасността при работа с електричество и радиоактивни материали.
