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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE
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Indicateur de radioactivité de petite taille. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Technique de mesure

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L'indicateur décrit a été développé à partir de pièces de rebut en 1986 après Tchernobyl. L'objectif était de créer un indicateur de petite taille, simple mais assez sensible, de la pollution environnementale et alimentaire. On sait qu'une personne est constamment exposée à des rayonnements radioactifs, tant cosmiques que terrestres, dont les sources sont le radon libéré par la croûte terrestre, divers minéraux radioactifs présents dans le sol, des matériaux de construction, des montres et des instruments dotés d'aiguilles et de cadrans lumineux. , en particulier ceux produits dans la première moitié du siècle dernier, lorsque le radium y était utilisé. Des sources de rayonnement radioactif sont encore utilisées aujourd'hui, par exemple dans les détecteurs de fumée. Ce problème est décrit en détail dans [1].

De nombreux indicateurs de radioactivité artisanaux, par exemple décrits dans [2], ne permettent de constater qu'un excès assez important du niveau de rayonnement par rapport au fond naturel, qui est extrêmement inégal. À de faibles niveaux de rayonnement, des voyants lumineux ou des clics sonores se produisent à des intervalles aléatoires, allant de fractions de seconde à des unités, voire des dizaines de secondes. Par conséquent, lorsqu'on les compte « dans sa tête », il est difficile de ne pas se perdre et de sous-estimer ou de surestimer le danger du niveau d'exposition observé. Pour plus de fiabilité, vous devez répéter la procédure plusieurs fois, en observant précisément sa durée à l'aide d'un chronomètre.

Certes, un léger excès de fond est pratiquement sans danger pour les humains sous influence extérieure. Cependant, lorsqu’une substance radioactive pénètre à l’intérieur, la situation change radicalement. Les particules alpha émises par une telle substance, qui pénètrent par exemple dans les poumons avec la poussière, sont particulièrement nocives. Ils détruisent intensément les tissus environnants.

L'indicateur proposé est capable d'enregistrer de très petits excès de fond. Il a par exemple permis de détecter une contamination radioactive dans certains échantillons de thé, de tisane séchée et de lait concentré, qui ne pouvait pas être déterminée par le comptage des flashs LED.

Le diagramme indicateur est présenté sur la figure. Il se compose d'une source haute tension, d'un détecteur de particules radioactives (compteur Geiger), d'un compteur d'impulsions, d'un expanseur d'impulsions, d'une minuterie et d'indicateurs LED.

Indicateur de radioactivité de petite taille
Schéma de l'indicateur de radioactivité (cliquer pour agrandir)

L'appareil utilise un compteur Geiger SBT-11 (BD1), car de tous les compteurs de petite taille que j'avais, seul lui, grâce au fin mica (20...25 microns) recouvrant la fenêtre sensible, est capable d'enregistrer les particules avec une faible énergie.

La source haute tension pour alimenter le compteur Geiger est assemblée à l'aide d'un circuit générateur de blocage utilisant le transistor VT1, le transformateur d'impulsions T1 et un redresseur avec doublement de tension sur les diodes VD2, VD3 et les condensateurs C3, C4.

Les impulsions de courant qui apparaissent dans le compteur Geiger lorsque des particules radioactives ou des quanta de rayonnement gamma le traversent provoquent des impulsions de tension sur la résistance R5. La diode VD4 limite l'amplitude de ces impulsions. Ils vont à l'entrée 10 du compteur DD1, et via la diode VD5 jusqu'à l'expanseur d'impulsions du transistor à effet de champ VT2, provoquant des flashs clairement visibles de la LED HL1. Une augmentation significative de la fréquence moyenne de ces éclairs signale des niveaux dangereux de rayonnement radioactif.

La puce K176IE5 (DD1) implémente deux nœuds : un compteur d'impulsions générées par un compteur Geiger et une minuterie. Après la mise sous tension, les compteurs du microcircuit DD1 sont mis à zéro par une impulsion générée à son entrée R lors de la charge du condensateur C7. Commence alors un comptage séparé des impulsions arrivant à l'entrée 10 et des impulsions du générateur interne du microcircuit dont les éléments de réglage de la fréquence sont les condensateurs C8 et C9 et les résistances R12 (accord) et R13.

Le générateur, avec le deuxième compteur du microcircuit DD1, forme une minuterie, signe de l'expiration de l'intervalle de temps compté par lequel est l'inclusion de la LED HL2 connectée à la sortie 9 du microcircuit.

La LED HL3, connectée à la sortie 15 du premier compteur, s'allume lorsque plus de 128 impulsions du compteur Geiger se sont accumulées dans ce compteur. À un niveau de rayonnement de fond normal, la LED HL2 doit s'allumer plus tôt que la HL3, et si elle est dépassée, vice versa. Ceci est réalisé en ajustant la fréquence du générateur avec la résistance d'ajustement R12.

Plus l'intervalle de temps entre l'allumage du voyant par l'interrupteur SA1 et l'allumage de la LED HL3 est court, plus le rayonnement est intense. Lorsque son intensité est élevée, la LED HL3 clignote et la fréquence de clignotement augmente proportionnellement à l'intensité, puis les flashs se fondent en une lueur continue. La résistance R9 sert à décharger complètement le condensateur C5 lorsque l'alimentation est coupée.

L'indicateur est assemblé dans un boîtier métallique de dimensions 120x40x30 mm, toutes les pièces sont situées sur le circuit imprimé. Pour installer le compteur Geiger SBM-11, un panneau ordinaire est fourni pour un tube radio de type doigt à sept broches. La fenêtre sensible du compteur est recouverte d'un capot de protection à charnière. L'interrupteur et les LED sont situés à l'extrémité du boîtier. L'indicateur est alimenté par une pile Krona, également située à l'intérieur de son corps.

Le transformateur d'impulsions T1 est enroulé sur un anneau de taille K17,5x8,2x5 en ferrite 2000NM. Enroulement I - 8 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,3 mm, enroulement II - 3 tours du même fil et enroulement III - 250 tours de fil PEV-2 d'un diamètre de 0,12 mm. L'enroulement III est d'abord enroulé sur l'anneau de ferrite. Il doit être bien isolé (par exemple avec du ruban fluoroplastique) de l'anneau et des enroulements I et II enroulés dessus. Il est nécessaire de respecter strictement le phasage des enroulements I et II indiqué sur le schéma. Si le générateur bloquant n'est pas excité, les bornes de l'un de ces enroulements doivent être interverties.

Les diodes KD510A peuvent être remplacées par n'importe quelle diode à impulsions, par exemple KD522B. La résistance R6 est KIM-0,125 ou importée, la résistance de réglage R12 est SP-38a, le reste est MLT-0,125. Les condensateurs C3 et C4 sont du groupe tubulaire en céramique KT-1 H70, C5 est n'importe quel oxyde, les condensateurs restants sont en céramique ou à film. Les LED illustrées dans le schéma peuvent être remplacées par des LED modernes à luminosité accrue. Commutateur SA1 - curseur PD9-1.

La configuration de l'indicateur revient à régler une haute tension de 390 V (limites admissibles 320...460 V) en sélectionnant les résistances R1 et R2 et en réglant le temps de mesure avec la résistance d'ajustement R12. La haute tension doit être mesurée avec un voltmètre avec une résistance d'entrée élevée - 10 MOhm ou plus.

Le temps de mesure doit être tel qu'en l'absence de sources de rayonnement à proximité de l'appareil (sauf fond naturel), la LED HL2 s'allume un peu plus tôt que la LED HL3. Il faut tenir compte du fait que l’arrière-plan n’est pas constant, cet ajustement devra donc être effectué à plusieurs reprises.

En mode comptage, l'indicateur consomme un courant de 0,8 ... 0,9 mA.

littérature

  1. Radiation. Doses, effets, risques. Par. de l'anglais Yu. A. Bannikova. - M. : Mir, 1990.
  2. Nechaev I. Indicateur de radioactivité. - Radio, 2014, n°10, p. 35, 36.

Auteur : G. Zakomorny

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