Дозиметры радиации. Термины и определения

С момента выхода обзорной статьи http://radiokot.ru/konkursCatDay2014/54 про устройство Ультра-Микрон 3.20, прошло довольно много времени, в течение которого было произведено множество модификаций. Об этом и будет повествовать эта маленькая статья.

Изменения названия проекта
Согласно Российскому законодательству в части обязательной сертификации продукции, в соответствии со статьей 25 Федерального закона №184-ФЗ, а так же с постановлением Правительства №982 от 1 декабря 2009г., название проекта было изменено на “Индикатор радиоактивности Ультра-Микрон”.
Друзья-строители дозиметров, радиометров, спектрометров, мотайте на ус: называя свои проекты такими громкими словами без сертификации и без включения устройства в единый перечень средств измерений, вы нарушаете закон!

Генерация высокого напряжения
Система генерации и контроля высокого напряжения(D2, C2, T1, R27, C13, C24, R3, R29, R30, Q7, Q2, D4, R6, C3, R7, R22) сохранила свой первоначальный принцип, но была основательно переработана для уменьшения ее габарита.
Новая схемотехника построена на сверхминиатюрном трансформаторе TDK ATB322515. Из-за уменьшения феррита в несколько раз, пришлось пересмотреть всю систему обратной связи по высокому напряжению, а так же перепроектировать ее на работу с предельно малыми индуктивностями обмоток. Помимо этого, малая индуктивность потребовала более быстрых транзисторов накачки, и более высоких токов накачки обмотки (около 1А в пике), в связи с этим полевые транзисторы были тоже заменены.

Вибромотор
Тотальное уменьшение системы генерации высокого напряжения высвободило кучу места под установку вибромотора, которого не было в предыдущей версии проекта.

Подсистема питания
Напряжение системы в режиме с включенным дисплеем увеличено с 3.0В до 3.3В. Все ключи заменены на более распространенные ROHM RUM002N05T2L.
Диод Шоттки, отвечающий за питание в режиме подключенного USB, заменен на BAR43C, у него намного меньше утечка в обратном направлении.

Нагрузочные резисторы R9 и R10 в случае сопряжения устройства с модулями серии Ультра-Микрон А и Б запаиваются номиналом 6R, иначе 22R.

Тактирование
Кварцы заменены на более компактные и дешевые.

Прошивка
Прошивка претерпела большие изменения.
Добавлена возможность сопряжения со сцинтилляционным модулем “Ультра-Микрон Модуль-А2”.
Добавлена возможность калибровки устройства по изотопам Na-22, Ti-44, Fe-55, Y-88, Cd-109, Ba-133, Cs-137, Eu-152, Th-228, Am-241.
Прошивка оптимизирована до максимального фона 7 рентген в час.
Уменьшено потребление в долгосрочной перспективе.
Логирование фона увеличено до 60 дней.
……
Данный список содержит немногим более 170 пунктов изменений, перечислять их все не вижу смысла.

Сборка
Исходных кодов прошивки и платы я не предоставляю, в связи с ограничениями о неразглашении данных. Однако вы можете без проблем самостоятельно собрать устройство для личных некоммерческих целей.

Платы загружены на сайт OSHPark, и могут быть заказаны по ссылке , буквально в пару кликов.

Скомпилированная полнофункциональная прошивка и монтажная плата со списком компонентов прилагаются к данной статье.
Общие методики сборки и принципов работы устройства описаны в статье двухлетней давности на Радиокоте.

Если Вы сам деятель науки или просто любознательный человек, и Вы частенько смотрите или читаете последние новости в сфере науки или техники. Именно для Вас мы создали такой раздел, где освещаются последние новости мира в сфере новых научных открытий, достижений, а также в сфере техники. Только самые свежие события и только проверенные источники.

В наше прогрессивное время наука двигается быстрыми темпами, так что не всегда можно уследить за ними. Какие-то старые догмы рушатся, какие-то выдвигаются новые. Человечество не стоит на месте и не должно стоять, а двигателем человечества, являются ученые, научные деятели. И в любой момент может произойти открытие, которое способно не просто поразить умы всего населения земного шара, но и в корне поменять нашу жизнь.

Особая роль в науке выделяется медицине, так как человек, к сожалению не бессмертен, хрупок и очень уязвим к всякого рода заболеваниям. Многим известно, что в средние века люди в среднем жили лет 30, а сейчас 60-80 лет. То есть, как минимум вдвое увеличилась продолжительность жизни. На это повлияло, конечно, совокупность факторов, однако большую роль привнесла именно медицина. И, наверняка 60-80 лет для человека не предел средней жизни. Вполне возможно, что когда-нибудь люди перешагнут через отметку в 100 лет. Ученые со всего мира борются за это.

В сфере и других наук постоянно ведутся разработки. Каждый год ученые со всего мира делаю маленькие открытия, потихоньку продвигая человечество вперед и улучшая нашу жизнь. Исследуется не тронутые человеком места, в первую очередь, конечно на нашей родной планете. Однако и в космосе постоянно происходят работы.

Среди техники особенно рвется вперед робототехника. Ведется создание идеального разумного робота. Когда-то давно роботы – были элементом фантастики и не более. Но уже на данный момент некоторые корпорации имеют в штате сотрудников настоящих роботов, которые выполняют различные функции и помогают оптимизировать труд, экономить ресурсы и выполнять за человека опасные виды деятельности.

Ещё хочется особое внимание уделить электронным вычислительным машинам, которые ещё лет 50 назад занимали огромное количество места, были медленными и требовали для своего ухода целую команду сотрудников. А сейчас такая машина, практически, в каждом доме, её уже называют проще и короче – компьютер. Теперь они не только компактны, но и в разы быстрее своих предшественников, а разобраться в нем может уже каждый желающий. С появлением компьютера человечество открыло новую эру, которую многие называют «технологической» или «информационной».

Вспомнив о компьютере, не стоит забывать и о создании интернета. Это дало тоже огромный результат для человечества. Это неиссякаемый источник информации, который теперь доступен практически каждому человеку. Он связывает людей с разных континентов и молниеносно передает информацию, о таком лет 100 назад невозможно было даже мечтать.

В этом разделе, Вы, безусловно, найдете для себя что-то интересное, увлекательное и познавательное. Возможно, даже когда-нибудь Вы сможете одним из первых узнать об открытии, которое не просто изменит мир, а перевернет Ваше сознание.

Уровень радиоактивного излучения в окружающей среде волнует многих жителей планеты. Ядерные испытания, аварии на электростанциях привели к тому, что невидимой угрозы стали бояться. Для того, чтобы проверить безопасен ли уровень радиации вокруг нас, многие приобретают дозиметры.

Термины и определения

Что же представляет собой дозиметр, какие значения можно измерить, благодаря этому прибору, и на чем основан его принцип действия? На эти вопросы попробуем ответить, обратившись к теории.

Дозиметр
Под данным видом измерительного оборудования подразумевается широкий класс техники, которая используется для определения уровня радиоактивного излучения в количественном виде. Они имеют богатый ассортимент, который отличает конструкция, погрешности и пределы измерения, виды замеряемого потока частиц.

Дозиметрия
При измерении изменений радиоактивного фона проводится ряд исследований, которые объединяют в комплекс мероприятий, но основании которых можно говорить о повышении дозы ионизирующего излучения. Этот комплекс получил название “дозиметрия”. На основании ее можно говорить о воздействии радиации в количественном выражении. Мера, принятая для измерения величины ионизирующего потока, носит название Зиверт.

Зиверт
Системная единица измерения, принятая во всем мире и определяющая результат воздействия облучения на организм. Рассчитывается как произведение количества энергии на каждый кг массы тела в час на коэффициент разный для каждого вида частиц.

Ионизирующее излучение
Элементарные частицы, которые могут вызвать ионизацию вещества, создают ионизирующее излучение. К этому типу волн не относится солнечный свет и ультрафиолет, хотя они также обладают способностью к ионизации, но в силу своей низкой энергии не вызывают никаких изменений в атомах и молекулах. Чего нельзя сказать о других видах фотонного потока – рентгеновского и гамма-частиц. Также к ионизирующим частицам относят нейтроны, протоны, альфа- и бета-частицы.

Устройство дозиметров

Для регистрации воздействия излучения применяются дозиметры, которые представляют собой устройство, имеющее:

• детекторы типа частиц;
• фильтры для определения структуры потока частиц;
• индикатор дозы излучения;
• устройство для считывания.

В зависимости от детектора потока ионизации, приборы могут сильно отличаться друг от друга видом, размерами, принципом выполнения измерения.

Виды дозиметров

В зависимости от степени точности, типа измеряемого излучения и принципа работы дозиметры в основном разделяют на два типа: бытовой и профессиональный. Можно также выделить карманный или индивидуальный тип устройств, однако они по строению и измеряемым пределам являются, по сути, бытовыми приборами несколько отличающейся модели.

Бытовые
Приборы для дозиметрии бытового уровня характеризуются невысокой стоимостью и простотой в эксплуатации. Чаще всего это простые измерители бета- и гамма-частиц, которые выявляют излучение с невысокой точностью. Однако для определения опасного для человека уровня они вполне пригодны и действенны.

Профессиональные
Данный типы дозиметров применяются сотрудниками предприятий, где есть опасность облучения. Их устройство регламентировано специальными нормативными актами и позволяет выявлять малейшие колебания фона. К тому же они чувствительны к любому типу излучения и могут его распознать. Устройства такого типа приобретаются для контроля за условиями труда и безопасностью работников.