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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Storozh-R est un appareil de surveillance continue des rayonnements. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Dosimètres La pollution technogénique de l'environnement est souvent considérée comme un « prix » inévitable pour les commodités de la vie civilisée que nous offre le progrès scientifique et technologique. Mais si nous pouvons nous-mêmes juger de la pollution qui se manifeste d'une manière ou d'une autre, nous pouvons en quelque sorte minimiser leur impact sur nous-mêmes, alors par rapport à des substances, des champs, des environnements inaccessibles à nos sens, nous nous trouvons dans une position différente : non seulement pour prendre toute mesure d'autodéfense, mais nous ne pouvons pas simplement découvrir l'apparition d'un tel danger, même son existence à long terme. Dans de tels cas, il reste à s'en remettre entièrement à l'un ou l'autre service de contrôle centralisé, sachant que par la nature même de leurs activités, par leurs capacités physiques, ils surveilleront au mieux le bien-être moyen de chacun de nous et son respect des les normes de leurs départements. Tout cela s'applique pleinement à la pollution radioactive de l'environnement - aux radio-isotopes, à leur rayonnement pénétrant : invisibles, inaudibles, intangibles, sans odeur ni goût, même à des doses absolument inacceptables. Certes, les services départementaux ont récemment perdu leur droit de monopole sur la surveillance des rayonnements dans notre pays - la population a reçu des dosimètres personnels. Mais la "mesure du danger" - ce principe fondamental du contrôle départemental, qui nous est venu avec les dosimètres personnels (modèles simplifiés pour la plupart des professionnels), - ne semble à première vue être quelque chose qui remplace complètement le contrôle organoleptique. Dans le fait qu'aucun des sens humains ne peut être classé comme mesurant, on ne peut, bien sûr, voir que des traits de l'évolution des êtres vivants qui ne nous obligent à rien. Mais le fait que la perte de l'un d'entre eux ne soit pas compensée par le travail même le plus parfait de la technologie électronique moderne nous oblige à traiter l'orientation organoleptique - son idéologie même, son échelle de valeurs - avec l'attention qui lui est due. Comme, par conséquent, aux dispositifs capables d'orienter de manière similaire une personne dans de nouveaux environnements potentiellement dangereux pour elle. La technique d'orientation personnelle d'une personne dans les produits et déchets de la civilisation moderne est conçue pour résoudre des problèmes au-delà de la force des spécialistes professionnels, quels que soient leur nombre, leurs qualifications et leur équipement. Toujours - comme il s'est avéré invariablement - insuffisant. Mais quelles peuvent être les fonctions des dispositifs de contrôle « organoleptique » de la situation radiative ? En quoi, en effet, devraient-ils différer des dosimètres conventionnels ? Et en général - avons-nous suffisamment de fonds pour cela ? Un appareil organoleptique de surveillance des rayonnements - un technorécepteur de rayonnement - diffère d'un appareil dosimétrique principalement par sa finalité : il est tenu d'informer en temps utile son propriétaire de son approche d'une source de rayonnement, de l'apparition d'un danger encore potentiel pour celle-ci. Le support technique de ce mode de fonctionnement de l'appareil affecte la quasi-totalité de ses paramètres. Ainsi, si l'efficacité énergétique d'un dosimètre est pour lui un indicateur plutôt secondaire, alors pour un technorécepteur, c'est l'un des plus importants: un appareil qui n'est pas capable de fonctionner en continu, nécessitant un soin constant de son alimentation énergétique, ne peut être attribué à cette catégorie du tout. En revanche, la question de l'exactitude du technorécepteur perd presque son sens. Dans tous les cas, dans le choix entre la capacité de "voir" un large spectre de rayonnement et la précision d'une évaluation quantitative de seulement certaines de ses variétés - uniquement le rayonnement gamma, par exemple - la large bande spectrale de l'appareil aura une priorité inconditionnelle . Ces dispositifs diffèrent également par la forme de présentation des informations. Le technorécepteur de rayonnement doit l'inclure dans l'espace récepteur humain. C'est-à-dire qu'il doit être en mesure d'informer son propriétaire de la situation radiologique et de ses changements sans aucune demande de sa part. Les tableaux de bord et les échelles courantes dans la technologie de mesure ne peuvent évidemment pas aider ici.
Des exigences particulières sont également imposées à la fiabilité du technorécepteur. Il doit non seulement être élevé, mais également constamment vérifié - la défaillance de l'appareil doit être détectée immédiatement. Un dispositif de contrôle du rayonnement organoleptique doit également avoir une sensibilité élevée au rayonnement, dans tous les cas, être capable de contrôler le fond de rayonnement naturel et de réagir presque instantanément à tout changement notable de celui-ci. Et, enfin, tout ça ne vaudrait pas grand chose si c'était cher... Compte tenu de ce qui précède, "Storozh-R" a été conçu - un surveillant des rayonnements - un appareil de surveillance continue des rayonnements. Основные параметры
Le schéma de principe de l'appareil est illustré à la fig. 68. En tant que capteur de rayonnement ionisant BD1, un compteur Geiger de type SBM20 * est utilisé. Haute, la tension à son anode forme un générateur de blocage : des impulsions de tension provenant de l'enroulement élévateur I du transformateur T1 à travers les diodes VD1, VD2 chargent le condensateur de filtrage C1. La charge du compteur est la résistance R1 et les éléments associés à l'entrée 8 de la puce DD1. Sur les éléments DD1.1, DD1.2, C3 et R4, un seul vibrateur est assemblé qui convertit l'impulsion provenant du compteur Geiger et ayant une baisse prolongée en une "rectangulaire" d'une durée de 5 ... 7 ms . Un fragment du circuit, qui comprend les éléments DD1.3, DD1.4, C4 et R5, est un générateur de son commandé par l'entrée 6 DD1, excité à une fréquence F@1/2·R5·C4@1 kHz, à la sortie paraphase de laquelle (sorties 3 et 4 DD1) est connecté l'émetteur piézo HA1. Un clic d'impulsion acoustique y est excité par un "paquet" d'impulsions électriques. Sur les éléments VD4, R8 ... R10, C8 et C9, un intégrateur est assemblé qui contrôle le fonctionnement d'un amplificateur à seuil réalisé sur une puce DD2.
La tension aux bornes du condensateur C9 dépend de la fréquence moyenne d'excitation du compteur Geiger ; lorsqu'elle atteint le potentiel de déverrouillage du transistor à effet de champ inclus dans DD2, la LED HL1 s'allume : la fréquence et la durée de ses clignotements augmenteront avec l'augmentation des niveaux de rayonnement. L'appareil est monté sur une carte de circuit imprimé en fibre de verre double face de 1,5 mm d'épaisseur (Fig. 69, a). La feuille du verso est utilisée uniquement comme bus zéro (elle est connectée à la source d'alimentation "-"), aux endroits où les conducteurs passent, des cercles d'un diamètre de 1,5 ... 2 mm y sont gravés. Le compteur à double extrémité SBM20 est monté sur la carte de circuit imprimé avec des supports rigides (fil d'acier d'un diamètre de 0,8 ... 0,9 mm). Ils sont serrés sur les cordons du compteur et soudés dans les trous qui leur sont destinés. Un compteur avec des fils souples (une autre conception du compteur SBM20) est fixé au corps avec de minces supports le recouvrant (fil de montage d'un diamètre de 0,4 ... 0,6 mm), les trous pour leur soudure sont "a-b" et "c-d ". Le transformateur T1 est enroulé sur un noyau annulaire M3000NM de taille K16x10x4,5 mm. Les nervures pointues du noyau sont pré-lissées avec du papier de verre et tout le noyau est recouvert d'une isolation électriquement et mécaniquement solide, par exemple, elles sont enveloppées de lavsan ou de ruban fluoroplastique. L'enroulement I est enroulé en premier, il contient 420 tours de fil PEV-2-0,07. L'enroulement est mené presque tour à tour, dans un sens, en laissant un écart de 1...2 mm entre son début et sa fin. L'enroulement I est également recouvert d'isolant. Ensuite, l'enroulement II-8 tours de fil d'un diamètre de 0,15 ... 0,2 mm est enroulé dans une isolation arbitraire, et au-dessus - enroulement III - 3 tours avec le même fil. Ces enroulements doivent également être répartis sur le noyau aussi uniformément que possible. L'emplacement des enroulements et de leurs bornes doit correspondre au schéma du circuit imprimé, et leur phasage doit être indiqué sur le schéma électrique (les extrémités de mode commun des enroulements sont indiquées par des points). Il est recommandé de recouvrir le transformateur fini d'une couche d'imperméabilisation - envelopper, par exemple, d'une étroite bande de ruban adhésif en plastique. Le transformateur est fixé à la carte avec une vis MXNUMX entre deux rondelles élastiques qui ne poussent pas à travers les enroulements. Lors du montage de l'appareil, il est recommandé d'utiliser les types de condensateurs suivants : C1 - K73-9-630V, C2 - KD-26-500V, C8 et C9 - K10-17-26, C5 - K53-30 ou K53- 19; C7, C10 - K50-40 ou K50-35. Avec d'éventuels remplacements, il convient de garder à l'esprit qu'une fuite excessive des condensateurs C1 et C2 (ainsi que le courant inverse des diodes VD1 et VD2) peut augmenter considérablement la consommation d'énergie de l'appareil. Elle peut être sensiblement augmentée par un choix malencontreux du condensateur C5. Résistances : R1 - KIM-0,125 ou C3-14-0,125, le reste - MLT-0,125, S2-23-OD25 ou S2-33-OD25. En tant que DD1, vous pouvez bien sûr prendre la puce K561LA7. Diode KD510A - remplacez-la par n'importe quel silicium avec un courant d'impulsion d'au moins 0,5 A. Presque toutes les LED conviennent, le critère ici est une luminosité suffisante. L'émetteur piézo de type tambour ZP-1 peut être remplacé par un émetteur avec un résonateur acoustique - ZP-12 ou ZP-22. Il est possible d'utiliser d'autres émetteurs piézo. Le critère ici est un volume suffisant. Une carte de circuit imprimé entièrement assemblée, un émetteur piézo et un interrupteur sont installés sur le panneau avant de l'appareil, qui est en polystyrène à fort impact de 2,5 mm d'épaisseur (Fig. 69, b). Le boîtier de l'appareil, ayant la forme d'une boîte ouverte, est en polystyrène de 1,5 ... 2 mm d'épaisseur; le long du bord, sur sa face intérieure, une rainure de 2,5 mm de profondeur est sélectionnée pour y fixer le panneau avant de l'appareil sur tout son périmètre. Le couvercle est fixé au panneau avant avec une vis M2, le point de fixation est une marée sur le compartiment d'alimentation avec un insert métallique enfoncé, ayant un filetage pour la vis M2. Étant donné que la source d'alimentation de l'appareil est très rarement modifiée, le couvercle coulissant du compartiment d'alimentation peut être omis. Le polystyrène pouvant atténuer significativement les rayonnements ionisants (voir annexes 6 et 7), une découpe traversante est pratiquée dans la paroi du boîtier adjacente au compteur Geiger, qui ne peut être recouverte que d'un rare réseau. Les mêmes grilles recouvrent les découpes acoustiques en façade et dans le couvercle de l'appareil. Dans "Watchman-R", vous pouvez utiliser non seulement des compteurs Geiger de type SBM20. Convient, sans changements notables dans les propriétés du consommateur et toute modification de l'appareil, des compteurs tels que STS5, SBM32 et SBM32K. Mais il existe des compteurs Geiger qui peuvent augmenter considérablement la sensibilité globale et spectrale de l'appareil. Par exemple, SBT7, SBT9, SBT10A, SBT11, SI8B, SI13B, SI14B. Tous ont de fines "fenêtres" en mica et sont très sensibles non seulement au rayonnement gamma et bêta dur, mais également au rayonnement bêta doux (et SBT11 également au rayonnement alpha). Certes, leur configuration nécessitera des changements importants dans la conception du corps de l'appareil, dans sa disposition générale. Certaines d'entre elles nécessiteront également un réglage du seuil d'alarme. Des informations sur les compteurs Geiger de fabrication domestique qui peuvent être utilisés dans les dispositifs de surveillance des rayonnements de fabrication artisanale sont données à l'annexe 4. Rien, à l'exception des dimensions et des coûts croissants, ne peut interférer avec l'installation de plusieurs compteurs Geiger dans le Storozh-R (ils sont connectés en parallèle) - pour augmenter la sensibilité globale et spectrale de l'appareil. L'appareil ne nécessite aucun réglage - correctement assemblé, il commence à fonctionner immédiatement. Mais il contient deux résistances, dont les valeurs doivent peut-être être clarifiées. Il s'agit de la résistance R5, à l'aide de laquelle la fréquence du générateur de son est amenée à la fréquence de la résonance mécanique de l'émetteur piézoélectrique (leur décalage important affecte le volume du clic). Et la résistance R8, qui détermine le seuil d'alarme (le seuil augmente avec l'augmentation de la résistance R8). Une correction de seuil peut être nécessaire non seulement lors de l'utilisation d'un compteur dont la sensibilité au rayonnement diffère considérablement du SBM20, mais également lors de la reconfiguration de l'appareil pour un fonctionnement dans des conditions de rayonnement de fond accru, dans des conditions, par exemple, de contamination par rayonnement déjà existante du Région. "Storozh-R" est facile à utiliser et ne nécessite aucune formation particulière de la part du propriétaire. Un rare clic d'impulsions acoustiques se succédant sans ordre apparent, l'absence de signal d'alarme (clignotement des LED) indiquent que l'appareil se trouve dans un fond de rayonnement naturel. Ce clic en arrière-plan est presque indépendant de l'heure de la journée ; la saison et l'emplacement de l'appareil, ralentissant un peu seulement sous terre profonde et accélérant dans les hautes terres. Une augmentation du taux de comptage lorsque l'appareil est déplacé, et plus encore l'apparition d'une alarme, signifie avec une très forte probabilité que l'appareil entre dans le champ d'une source de rayonnement artificielle. Le désir réflexe d'une personne de quitter ce lieu est ici une réaction tout à fait appropriée (s'éloigner de la source est la meilleure forme de radioprotection, éloigner la source est la meilleure décontamination). Mais vous pouvez le faire un peu plus tard, après avoir préalablement établi l'emplacement de la source, sa connexion avec l'un ou l'autre objet visible. Étant donné que le Storozh-R a une sensibilité maximale à partir de sa "fenêtre" - une découpe dans la paroi du corps adjacente au compteur Geiger, cette procédure rappelle la radiogoniométrie. La direction de la source peut également être déterminée en s'approchant de celle-ci : la source est située dans la direction dans laquelle le taux de comptage augmente le plus rapidement possible. Lors de la recherche de sources beaucoup plus petites que le compteur Geiger lui-même, il est recommandé de scanner les endroits suspects : déplacez l'appareil en modifiant son sens de déplacement et son orientation. Ainsi, la position d'une Particule "chaude" invisible à l'oeil nu, par exemple, est déterminée avec une précision de 2...3 mm. Cependant, tout cela peut sembler insuffisant. Il serait souhaitable de savoir - il est dangereusement découvert ou non. Soyons clairs : cette question n'a pas de réponse, ne peut pas l'être et ne pourra probablement jamais le faire avec des instruments dosimétriques de tout type. La recette pour séparer "dangereux" de "sûr" dans tous les cas compliqués - et la relation des êtres vivants avec les radio-isotopes de la pollution sont parmi les plus difficiles - peut ne pas être du tout, en tout cas - une recette simple, dont la mise en œuvre pourrait être confiée à l'appareil. Mais même c'est si le rayonnement "sûr" existe au moins en principe. Malheureusement, après de nombreuses années de recherche, elle n'a jamais été retrouvée. Il était possible de ne parler que de son plus ou moins grand mal. Et dans les pays civilisés, l'idée de l'existence d'un rayonnement sous le seuil - un rayonnement dont l'impact serait complètement compensé par une sorte de mécanismes de protection du corps - a été abandonnée. Ils ont refusé il y a longtemps, aux USA, par exemple, en 1946. La minimisation de l'exposition humaine est une norme éthique dans le traitement des sources de rayonnements ionisants. Diverses normes ministérielles qui acceptent comme acceptables des niveaux dépassant largement le fond de rayonnement naturel doivent être traitées comme des tentatives de trouver un équilibre, en pesant le coût des mesures de protection sur les échelles universelles du chef d'entreprise, d'une part, et la perte de la société de dommages causés par les radiations, d'autre part. "Storozh-R" diffère de la plupart des nombreuses variétés d'appareils dosimétriques domestiques principalement en ce qu'il élimine presque complètement le risque d'exposition accidentelle de son propriétaire. Travaillant en mode continu, presque sans interférer avec d'autres activités (tout arrière-plan, en tant que signe d'une situation stable, "quitte" facilement le subconscient d'une personne), il attire instantanément son attention sur tout changement notable de la situation de rayonnement (un autre, tout aussi caractéristique fondamentale de notre environnement de perception). Storozh-R est particulièrement efficace pour détecter les formations de rayonnement compactes - la phase initiale de presque toutes les pollutions radioactives. Malheureusement, dans cette phase de leur existence (la plus accessible, soit dit en passant, pour la décontamination), ils ne tombent dans le champ de vision des services de surveillance des rayonnements qu'à titre exceptionnel : même les équipements les plus avancés, mais distants, sont physiquement incapables de détecter de telles sources. Le seuil d'alarme dans l'appareil est réglé de manière à ce qu'il soit sous le fond de rayonnement naturel avec presque tous les écarts possibles par rapport à la valeur moyenne. Seules très peu de raisons, non liées à des sources de rayonnement artificielles, peuvent mettre le "Storozh-R" en mode alarme **. Mais "Storozh-R" peut également être utile dans les conditions de contamination radioactive de la zone qui a déjà eu lieu. L'identification de sources ponctuelles et de "spots" très actifs dans un nouveau contexte technogénique peut s'avérer encore plus urgente : l'expérience montre que la pollution radioactive en ces lieux est extrêmement inégale. "Storozh-R" - dans bon nombre de ses prototypes et modifications, a été testé et utilisé dans diverses régions de notre pays et à l'étranger au cours des quarante dernières années. Avec son aide, des éléments "lumineux" mis au rebut d'anciens appareils et des ampoules radioactives de détecteurs d'incendie, des particules "chaudes" de Tchernobyl sur des articles ménagers et des formations radioactives circulant déjà dans le sang humain, des minéraux et des fossiles hautement actifs dans des musées et des collections, et de la nourriture les produits qui ont passé le triple (comme indiqué) contrôle de l'État, les accélérateurs des instituts de recherche scientifique "éclairant" les passants et les "saletés" radioactives dans les établissements médicaux. Et bien d'autres encore... Mais beaucoup plus souvent, "Storozh-R" a éliminé les peurs et les soupçons non fondés - ce qu'on appelle la radiophobie avec un certain dédain, mais est en fait une réaction normale d'une personne à une attitude impersonnelle et "statistiquement moyenne" à son égard. Ou, ce qui revient au même, SBM-20. Dans le marquage d'usine, un trait d'union est souvent absent (ceci s'applique également aux compteurs d'autres types). *) La valeur moyenne du fond de rayonnement naturel au niveau de la mer est proche de 15 μR/h. À une hauteur de 1 km, l'arrière-plan grandit environ deux fois, à une hauteur de 10...12 km - 10...15 fois. Il existe plusieurs endroits sur le globe où les niveaux de rayonnement naturel sont anormalement élevés. Elle est surestimée de 2 à 4 fois dans certaines régions de France, du Brésil, d'Inde, d'Égypte et de près de 10 fois sur l'île de Niue, dans l'océan Pacifique. La raison de ces anomalies réside dans les particularités des structures géologiques locales, leur composition en radionucléides.Publication : cxem.net
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