Em nossa era de desastres causados pelo homem, é necessário nos proteger de suas consequências na forma de contaminação radioativa. E para isso, a radiação ionizante deve ser detectada. Portanto, na ausência de dispositivos industriais, qualquer radioamador pode tentar fazer um contador Geiger com suas próprias mãos.
O que é um contador Geiger?
Para medir o fundo radioativo, cientistas e engenheiros desenvolveram dispositivos - contadores Geiger. Como sensor para radiação alfa, beta e gama, é usado um tubo de descarga de gás selado preenchido com uma mistura de gases inertes, em homenagem aos inventores do contador Geiger-Muller. Mas os dispositivos profissionais não são facilmente acessíveis ao leigo moderno e são bastante caros.
Várias variedades de tais estruturas foram desenvolvidas. O contador Geiger DIY de uma lâmpada de néon pode tornar até o perseguidor mais despreparado para sobreviver em um mundo pós-apocalíptico.
Variedades de desenhos improvisadosContadores Geiger
O contador Geiger foi desenvolvido e fabricado por muitos designers amadores com suas próprias mãos. Existem muitas opções de design. Os esquemas de desenvolvimento caseiros mais comuns são conhecidos:
- Radiômetro, usando um iniciador fluorescente ou neon como sensor beta e gama.
- Um simples indicador de radiação caseiro baseado no sensor STS-5.
- O dosímetro mais simples com sensor SBM-20.
- Indicador de radiação de pequeno porte baseado no sensor SBT-9.
- Indicador de radiação ionizante baseado em um sensor de um dispositivo semicondutor - um diodo.
- O mais simples indicador de radiação com um descarregador caseiro feito de uma garrafa PET e uma lata.
Vantagens e desvantagens dos designs
Os projetos de dosímetros de fabricação própria e indicadores de radiação usando sensores SBM-20, STS-5, SBT-9 são bastante simples e possuem alta sensibilidade. Mas eles têm uma desvantagem muito importante - são sensores industriais de radiação ionizante, que são de difícil acesso e caros para comprar.
Um indicador de radiação com um sensor de dispositivo semicondutor é barato, mas devido à não linearidade das características do semicondutor, é difícil de configurar, sensível a mudanças de temperatura e tensão de alimentação.
O aparelho com sensor caseiro de garrafa PET é extremamente simples, mas requer um circuito com transistor de efeito de campo, que nem sempre está disponível para um DIYer. Além disso, os transistores de efeito de campo são propensos a quebrar sob fortesradiação.
Os mais acessíveis são os designs com sensores baseados em iniciadores de lâmpadas fluorescentes ou de néon com defeito. As desvantagens de um sensor de partida, como uma lâmpada de néon, incluem sensibilidade a mudanças de temperatura e tensão de alimentação, a necessidade de proteger o sensor da luz e da radiação eletromagnética. As vantagens incluem a facilidade de fazer e configurar um contador Geiger com suas próprias mãos.
Esquema de um indicador de radiação com uma lâmpada de néon como sensor
Fazer um contador Geiger com suas próprias mãos deve começar estudando o diagrama de circuito do dispositivo. Este circuito usa uma lâmpada de néon como sensor gama e beta.
Vamos considerar o diagrama de circuito.
O diodo D1 é usado para retificar a corrente alternada. Para fornecer uma tensão constante de 100 V, foi utilizado um circuito de estabilização baseado em um diodo zener D2. Os parâmetros do resistor R1 dependem da tensão de alimentação Vac e são calculados usando a fórmula
R1=(Vac-100V)/(5 mA).
A resistência variável R2 define a tensão na lâmpada de néon ligeiramente abaixo da tensão de ignição. A lâmpada de néon no modo de espera não deve acender. Quando partículas radioativas voam através de um bulbo de vidro, o gás inerte ioniza e a lâmpada pisca.
No momento em que a lâmpada piscar, ocorrerá uma queda de tensão na resistência R3, e uma lâmpada de néontensão, menor do que a tensão de retenção. Não haverá fluxo de corrente na lâmpada até que ela seja inflamada por uma partícula ionizante. No momento de um curto fluxo de corrente através da lâmpada, um clique alto soará no alto-falante. Depois de montar um contador Geiger com suas próprias mãos a partir de uma lâmpada de néon, você pode começar a configurá-lo.
Configuração e calibração do contador Geiger
O modelo desenvolvido do contador Geiger pós-apocalíptico é fácil de configurar com suas próprias mãos. Com uma resistência variável R2, o dispositivo é colocado em modo de espera, prestes a acionar um sensor de uma lâmpada de néon. Além disso, para o experimento, um pano empoeirado se aproxima do indicador de radioatividade e a sensibilidade do dispositivo é ajustada pelo resistor regulador R2. Como a poeira está cheia de isótopos radioativos, o indicador de neon de radioatividade deve piscar periodicamente quando ajustado corretamente, a cabeça do alto-falante deve emitir sons e cliques.
Para uma calibração mais precisa do dispositivo, você deve usar uma fonte de radiação disponível. Pode ser uma chave seletora de equipamento de rádio militar com um fósforo radioativo luminoso aplicado a ele. A calibração é realizada usando um dosímetro padrão exemplar. A frequência de operação de um contador Geiger caseiro é ajustada à frequência de contagem do nível de radiação de um dosímetro industrial. Para calibração, também pode ser usada uma fonte de radiação padrão, que geralmente é equipada com um dosímetro militar.
Materiais e ferramentas para montagem de um contador Geiger
Ao montar um contador Geiger com suas próprias mãos, materiaisqualquer disponível para um radioamador pode ser usado. O principal é que as classificações dos componentes do rádio correspondem ao diagrama acima. É necessário selecionar corretamente uma lâmpada de néon como sensor para que a tensão de ignição corresponda aproximadamente a 100 V. Nesse caso, os componentes de rádio podem ser importados e nacionais. Os parâmetros das peças devem ser selecionados usando a literatura de referência.
É importante notar que no diagrama de circuito fornecido, uma tensão de alimentação alternada da rede Vac \u003d 220 V é usada de acordo com um circuito sem transformador, e isso é perigoso para choque elétrico no corpo. Para evitar lesões elétricas, a caixa do instrumento deve ser feita de material isolante elétrico. Para este fim, são adequados plexiglass, getinax, fibra de vidro, poliestireno e outros laminados.
Na montagem de um contador Geiger com as próprias mãos, utiliza-se a ferramenta mais diversificada:
- Um ferro de solda elétrico de 60W é necessário para soldar componentes de rádio.
- Hacksaw é amplamente utilizado para corte de folha de fibra de vidro, na fabricação de placas de circuito impresso. É usado para cortar e cortar partes plásticas do corpo.
- A furadeira elétrica é utilizada para fazer furos na placa de circuito impresso, montando a caixa nos cantos.
- As pinças são essenciais para trabalhar com peças pequenas ao soldar e montar um circuito elétrico.
- Os cortadores laterais são recomendados para cortar fios salientes de componentes de rádio.
- Para o comissionamento do dispositivo, é absolutamente necessário um testador elementar, com o qual você precisaráfaça medições de tensão nos pontos de teste, bem como outros parâmetros elétricos.
- Para uma alimentação autônoma de um contador Geiger verdadeiramente pós-apocalíptico, é aconselhável conectar uma bateria de 4,5-9 V, para a qual usar qualquer circuito conversor de tensão simples até 220 V AC.
Segurança deve ser seguida ao trabalhar com eletricidade e materiais radioativos.
