Storozh-R ist ein Gerät zur kontinuierlichen Strahlungsüberwachung. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Dosimeter

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Die technogene Umweltverschmutzung wird oft als unvermeidlicher „Preis“ für die Annehmlichkeiten des zivilisierten Lebens angesehen, die uns der wissenschaftliche und technologische Fortschritt beschert. Aber wenn wir die Verschmutzung, die sich irgendwie manifestiert, beurteilen können, können wir ihre Auswirkungen auf uns selbst irgendwie minimieren, dann befinden wir uns in Bezug auf Substanzen, Felder, Umgebungen, die unseren Sinnen unzugänglich sind, in einer anderen Position: nicht nur irgendwelche zu nehmen Maßnahmen der Selbstverteidigung, aber wir können nicht einfach das Auftreten einer solchen Gefahr herausfinden, auch nicht ihr langfristiges Bestehen.

In solchen Fällen bleibt es, sich vollständig auf bestimmte zentralisierte Kontrolldienste zu verlassen, in der Erkenntnis, dass sie aufgrund der Art ihrer Aktivitäten und ihrer körperlichen Fähigkeiten bestenfalls das durchschnittliche Wohlbefinden eines jeden von uns und seine Einhaltung der überwachen werden Standards ihrer Abteilungen.

All dies gilt uneingeschränkt für die Strahlenbelastung der Umwelt - für Radioisotope, für ihre durchdringende Strahlung: unsichtbar, unhörbar, nicht greifbar, weder geruchs- noch geschmacksneutral, selbst in absolut unannehmbaren Dosen. Zwar haben die Abteilungsdienste in unserem Land kürzlich ihr Monopolrecht auf Strahlungsüberwachung verloren - die Bevölkerung hat persönliche Dosimeter erhalten.

Aber die „Gefahrenmessung“ – dieses Grundprinzip der Dienststellenkontrolle, das zusammen mit den Personendosimetern (meist vereinfachte Modelle der Berufsdosimeter) zu uns gekommen ist – scheint nur auf den ersten Blick etwas zu sein, das die organoleptische Kontrolle vollständig ersetzt. Darin, dass keiner der menschlichen Sinne als messend einzustufen ist, sieht man natürlich nur Merkmale der Evolution der Lebewesen, die uns zu nichts verpflichten. Aber die Tatsache, dass der Verlust eines von ihnen nicht einmal durch das perfekteste Werk der modernen elektronischen Technologie kompensiert wird, lässt uns die organoleptische Ausrichtung - ihre Ideologie, ihre Werteskala - mit gebührender Aufmerksamkeit behandeln. Wie dementsprechend Geräte, die in der Lage sind, eine Person in ähnlicher Weise in neuen Umgebungen zu orientieren, die für sie möglicherweise gefährlich sind.

Die Technik der persönlichen Orientierung einer Person in den Produkten und Abfällen der modernen Zivilisation soll Probleme lösen, die über die Stärke professioneller Spezialisten hinausgehen, unabhängig von ihrer Anzahl, Qualifikation und Ausrüstung. Immer - wie sich immer wieder herausstellte - unzureichend.

Doch welche Funktionen können Geräte zur „organoleptischen“ Überwachung der Strahlungssituation haben? Wie sollten sie sich eigentlich von herkömmlichen Dosimetern unterscheiden? Und überhaupt - haben wir dafür genügend Mittel?

Ein organoleptisches Strahlungsüberwachungsgerät - ein Strahlungstechnorezeptor - unterscheidet sich von einem dosimetrischen Gerät hauptsächlich durch seinen Zweck: Es ist verpflichtet, seinen Besitzer rechtzeitig über seine Nähe zu einer Strahlungsquelle und über das Auftreten einer noch möglichen Gefahr für ihn zu informieren.

Die technische Unterstützung dieser Betriebsart des Geräts betrifft fast alle seine Parameter. Wenn also die Energieeffizienz eines Dosimeters ein eher zweitrangiger Indikator dafür ist, dann ist sie für einen Technorezeptor einer der wichtigsten: Ein Gerät, das nicht kontinuierlich arbeiten kann und ständige Pflege für seine Energieversorgung benötigt, kann nicht zugeordnet werden überhaupt in diese Kategorie. Andererseits verliert die Frage nach der Genauigkeit des Technorezeptors fast ihre Bedeutung. In jedem Fall wird bei der Wahl zwischen der Fähigkeit, ein breites Strahlungsspektrum zu "sehen" und der Genauigkeit einer quantitativen Bewertung nur einiger ihrer Arten - beispielsweise nur Gammastrahlung - die spektrale Breitbandigkeit des Geräts unbedingte Priorität haben .

Diese Geräte unterscheiden sich auch in der Form der Informationsdarstellung. Der Strahlungs-Technorezeptor muss es in den menschlichen Rezeptorraum einschließen. Das heißt, es muss in der Lage sein, seinen Besitzer ohne Aufforderung über die Strahlungssituation und deren Veränderungen zu informieren. Die in der Messtechnik üblichen Anzeigetafeln und Skalen können hier natürlich nicht weiterhelfen.

Reis. 68. Strahlungsindikator „Storozh-R“ (zum Vergrößern anklicken)

Auch an die Zuverlässigkeit des Technorezeptors werden besondere Anforderungen gestellt. Sie sollte nicht nur hoch sein, sondern auch ständig überprüft werden – der Ausfall des Gerätes soll sofort erkannt werden.

Ein organoleptisches Strahlungskontrollgerät muss auch eine hohe Strahlungsempfindlichkeit aufweisen, in jedem Fall in der Lage sein, den natürlichen Strahlungshintergrund zu kontrollieren und fast sofort auf alle wahrnehmbaren Änderungen darin zu reagieren.

Und schließlich wäre das alles nicht viel wert, wenn es teuer wäre ...

In Anbetracht des Vorstehenden wurde "Storozh-R" entwickelt - ein Strahlungswächter - ein Gerät zur kontinuierlichen Strahlungsüberwachung.

Die wichtigsten Parameter

Das schematische Diagramm des Geräts ist in Abb. 68 dargestellt. 1. Geigerzähler Typ SBM20* wird als Sensor für ionisierende Strahlung BD1 verwendet. Hoch, die Spannung an seiner Anode bildet einen Sperrgenerator: Spannungsimpulse von der Aufwärtswicklung I des Transformators T1 durch die Dioden VD2, VD1 laden den Filterkondensator C1 auf. Die Last des Zählers ist der Widerstand R8 und die dem Eingang 1 des DDXNUMX-Chips zugeordneten Elemente.

Auf den Elementen DD1.1, DD1.2, C3 und R4 ist ein einzelner Vibrator montiert, der den vom Geigerzähler kommenden Impuls mit längerem Abfall in einen "rechteckigen" mit einer Dauer von 5 ... 7 ms umwandelt .

Ein Fragment der Schaltung, die die Elemente DD1.3, DD1.4, C4 und R5 enthält, ist ein Tongenerator, der von Eingang 6 DD1 gesteuert wird und mit einer Frequenz F angeregt wird@1/2·R5·C4@1 kHz, an deren Paraphase-Ausgang (Ausgänge 3 und 4 DD1) der Piezo-Emitter HA1 angeschlossen ist. Darin wird durch ein „Paket“ elektrischer Impulse ein akustisches Puls-Klicken angeregt.

Auf den Elementen VD4, R8 ... R10, C8 und C9 ist ein Integrator montiert, der den Betrieb eines auf einem DD2-Chip hergestellten Schwellenverstärkers steuert.

Reis. 69. Platine "Storozha-R"

Die Spannung am Kondensator C9 hängt von der mittleren Anregungsfrequenz des Geigerzählers ab; Wenn es das Entriegelungspotential des in DD2 enthaltenen Feldeffekttransistors erreicht, schaltet sich die HL1-LED ein: Die Frequenz und Dauer ihres Blinkens nimmt mit zunehmender Strahlung zu.

Das Gerät ist auf einer Leiterplatte aus doppelseitiger Glasfaser mit einer Dicke von 1,5 mm montiert (Abb. 69, a). Die Folie der Rückseite wird nur als Nullbus verwendet (sie ist mit der Stromquelle "-" verbunden), an Stellen, an denen die Leiter verlaufen, sind Kreise mit einem Durchmesser von 1,5 ... 2 mm darin eingeätzt.

Der Doppelendzähler SBM20 wird mit starren Halterungen (Stahldraht mit einem Durchmesser von 0,8 ... 0,9 mm) auf der Leiterplatte befestigt. Sie werden fest auf die Meterleitungen aufgesteckt und in die dafür vorgesehenen Löcher gelötet. Ein Messgerät mit weichen Leitungen (ein anderes Design des SBM20-Messgeräts) ist mit dünnen Klammern am Gehäuse befestigt (Befestigungsdraht mit einem Durchmesser von 0,4 ... 0,6 mm), die Löcher zum Löten sind "a-b" und "c-d". ".

Transformator T1 ist auf einen Ringkern M3000NM der Größe K16x10x4,5 mm gewickelt. Die scharfen Rippen des Kerns werden mit Schleifpapier vorgeglättet und der gesamte Kern wird mit einer elektrisch und mechanisch starken Isolierung bedeckt, z. B. mit Lavsan- oder Fluorkunststoffband umwickelt.

Wicklung I wird zuerst gewickelt, sie enthält 420 Drahtwindungen PEV-2-0,07. Die Wicklung wird fast Windung an Windung in einer Richtung geführt, wobei zwischen Anfang und Ende ein Spalt von 1 ... 2 mm verbleibt. Wicklung I ist ebenfalls mit Isolierung bedeckt. Als nächstes wird die Wicklung II-8 Drahtwindungen mit einem Durchmesser von 0,15 ... 0,2 mm in beliebiger Isolierung gewickelt, und darüber - Wicklung III - 3 Windungen mit demselben Draht. Auch diese Wicklungen sollten möglichst gleichmäßig über den Kern verteilt werden. Die Lage der Wicklungen und ihrer Anschlüsse muss der Leiterplattenzeichnung entsprechen, und ihre Phasenlage muss auf dem Schaltplan angegeben werden (die Gleichtaktenden der Wicklungen sind durch Punkte gekennzeichnet).

Es wird empfohlen, den fertigen Transformator mit einer wasserdichten Schicht abzudecken - wickeln Sie ihn beispielsweise mit einem schmalen Streifen Plastikklebeband ein. Der Transformator wird mit einer MXNUMX-Schraube zwischen zwei elastischen Unterlegscheiben, die nicht durch die Wicklungen drücken, auf der Platine befestigt.

Beim Zusammenbau des Geräts wird empfohlen, die folgenden Kondensatortypen zu verwenden: C1 - K73-9-630 V, C2 - KD-26-500 V, C8 und C9 - K10-17-26, C5 - K53-30 oder K53- 19; C7, C10 - K50-40 oder K50-35.

Bei einem möglichen Austausch ist zu beachten, dass ein übermäßiger Leckstrom der Kondensatoren C1 und C2 (sowie der Sperrstrom der Dioden VD1 und VD2) den Stromverbrauch des Geräts dramatisch erhöhen kann. Sie kann durch eine unglückliche Wahl des Kondensators C5 deutlich erhöht werden.

Widerstände: R1 - KIM-0,125 oder C3-14-0,125, der Rest - MLT-0,125, S2-23-OD25 oder S2-33-OD25.

Als DD1 kann man natürlich den K561LA7 Chip nehmen. Diode KD510A - durch beliebiges Silizium mit einem Impulsstrom von mindestens 0,5 A ersetzen. Fast jede LED ist geeignet, Kriterium hier ist ausreichende Helligkeit.

Der Trommel-Piezo-Emitter ZP-1 kann durch einen Emitter mit akustischem Resonator ersetzt werden - ZP-12 oder ZP-22. Es können auch andere Piezo-Emitter verwendet werden. Ausreichendes Volumen ist hier das Kriterium.

Auf der Frontplatte des Gerätes, die aus schlagfestem Polystyrol mit einer Dicke von 2,5 mm besteht, sind eine fertig bestückte Leiterplatte, ein Piezo-Emitter und ein Schalter installiert (Abb. 69, b). Das Gehäuse des Geräts in Form einer offenen Schachtel besteht aus Polystyrol mit einer Dicke von 1,5 ... 2 mm. Entlang der Kante ist an seiner Innenseite eine 2,5 mm tiefe Nut ausgewählt, um die Frontplatte des Geräts entlang ihres gesamten Umfangs darin zu befestigen. Die Abdeckung wird mit einer M2-Schraube an der Frontplatte befestigt, der Befestigungspunkt ist eine Flut am Leistungsraum mit einem darin eingepressten Metalleinsatz, der ein Gewinde für die M2-Schraube hat. Da die Stromquelle im Gerät sehr selten gewechselt wird, kann der Schiebedeckel am Stromfach entfallen.

Da Polystyrol ionisierende Strahlung erheblich schwächen kann (siehe Anlagen 6 und 7), wird in der Gehäusewand neben dem Geigerzähler ein durchgehender Ausschnitt angebracht, der nur selten mit einem Gitter abgedeckt werden kann. Die gleichen Gitter decken die Akustikausschnitte in der Frontblende und im Deckel des Gerätes ab.

In "Watchman-R" können Sie nicht nur Geigerzähler vom Typ SBM20 verwenden. Geeignet, ohne merkliche Änderungen der Verbrauchereigenschaften und ohne Änderungen des Geräts, Zähler wie STS5, SBM32 und SBM32K.

Aber es gibt Geigerzähler, die die Gesamt- und Spektralempfindlichkeit des Geräts deutlich erhöhen können. Zum Beispiel SBT7, SBT9, SBT10A, SBT11, SI8B, SI13B, SI14B. Alle haben dünne Glimmer-"Fenster" und sind nicht nur für Gamma- und harte Beta-Strahlung, sondern auch für weiche Beta-Strahlung (und SBT11 auch für Alpha-Strahlung) hochempfindlich. Ihre Konfiguration erfordert zwar erhebliche Änderungen im Design des Gerätekörpers in seinem Gesamtlayout. Einige von ihnen erfordern eine Anpassung der Alarmschwelle. Informationen zu selbst hergestellten Geigerzählern, die in selbst hergestellten Strahlungsüberwachungsgeräten verwendet werden können, sind in Anhang 4 enthalten.

Nichts außer den wachsenden Abmessungen und Kosten kann die Installation mehrerer Geigerzähler im Storozh-R stören (sie sind parallel geschaltet) - um die Gesamt- und Spektralempfindlichkeit des Geräts zu erhöhen.

Das Gerät muss nicht eingestellt werden - richtig montiert, funktioniert es sofort. Darin befinden sich jedoch zwei Widerstände, deren Werte möglicherweise geklärt werden müssen. Dies ist der Widerstand R5, mit dessen Hilfe die Frequenz des Tongenerators auf die Frequenz der mechanischen Resonanz des piezoelektrischen Emitters gebracht wird (ihre erhebliche Fehlanpassung beeinflusst die Lautstärke des Klicks). Und Widerstand R8, der die Alarmschwelle bestimmt (die Schwelle steigt mit zunehmendem Widerstand R8). Eine Schwellenwertkorrektur kann nicht nur erforderlich sein, wenn ein Zähler verwendet wird, der sich in der Strahlungsempfindlichkeit erheblich vom SBM20 unterscheidet, sondern auch, wenn das Gerät für den Betrieb unter Bedingungen einer erhöhten Hintergrundstrahlung neu konfiguriert wird, beispielsweise unter Bedingungen einer bereits bestehenden Strahlenbelastung des Bereich.

"Storozh-R" ist einfach zu bedienen und erfordert keine spezielle Schulung des Besitzers. Ein seltenes Klicken von akustischen Impulsen, die ohne erkennbare Reihenfolge aufeinander folgen, das Fehlen eines Alarmsignals (LED-Blinken) zeigen an, dass sich das Gerät in einem natürlichen Strahlungshintergrund befindet. Dieses Hintergrundklicken ist nahezu unabhängig von der Tageszeit; Jahreszeit und Standort des Geräts, erst tief unter der Erde etwas abbremsen und im Hochland beschleunigen.

Ein Anstieg der Zählrate bei Bewegung des Gerätes und erst recht das Auftreten eines Alarms bedeutet mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit, dass das Gerät in das Feld einer künstlichen Strahlungsquelle gerät. Der reflexartige Wunsch einer Person, diesen Ort zu verlassen, ist hier eine durchaus angemessene Reaktion (Entfernung von der Quelle ist der beste Strahlenschutz, Entfernung der Quelle ist die beste Dekontamination).

Sie können dies jedoch etwas später tun, nachdem Sie zuvor den Standort der Quelle und ihre Verbindung mit dem einen oder anderen sichtbaren Objekt festgestellt haben. Da der Storozh-R durch sein "Fenster" - einen Ausschnitt in der Körperwand neben dem Geigerzähler - maximale Empfindlichkeit hat, erinnert dieses Verfahren an die Funkpeilung. Die Richtung zur Quelle kann auch durch Annäherung festgestellt werden: Die Quelle befindet sich in der Richtung, in der die Zählrate möglichst schnell ansteigt.

Bei der Suche nach Quellen, die viel kleiner als der Geigerzähler selbst sind, wird empfohlen, verdächtige Stellen zu scannen: Bewegen Sie das Gerät, ändern Sie seine Bewegungsrichtung und Ausrichtung. So wird beispielsweise die Position eines mit bloßem Auge nicht sichtbaren „heißen“ Partikels mit einer Genauigkeit von 2...3 mm bestimmt.

All dies mag jedoch unzureichend erscheinen. Es wäre wünschenswert zu wissen - es wird gefährlich herausgefunden oder nicht. Um es klar zu sagen: Diese Frage ist nicht beantwortet, kann nicht beantwortet werden und wird dies wahrscheinlich niemals mit dosimetrischen Instrumenten jeglicher Art tun können. Ein Rezept, um „gefährlich“ von „sicher“ zu trennen, in manchen komplizierten Fällen – und die Beziehung von Lebewesen zu Radioisotopen der Umweltverschmutzung gehören zu den schwierigsten – kann es auf jeden Fall überhaupt nicht geben – ein einfaches Rezept, das umzusetzen ist die dem Gerät anvertraut werden könnten.

Aber selbst das gilt, wenn zumindest im Prinzip „sichere“ Strahlung existiert. Leider wurde sie in jahrelanger Suche nie gefunden. Man konnte nur über seinen größeren oder geringeren Schaden sprechen. Und in zivilisierten Ländern wurde die Vorstellung von der Existenz von unterschwelliger Strahlung - Strahlung, deren Auswirkungen durch eine Art Schutzmechanismus des Körpers vollständig kompensiert würden - aufgegeben. Sie haben sich schon vor langer Zeit geweigert, in den USA zum Beispiel 1946.

Die Minimierung der Exposition des Menschen ist ein ethischer Standard im Umgang mit Quellen ionisierender Strahlung. Diverse Ressortnormen, die deutlich über der natürlichen Hintergrundstrahlung liegende Werte als akzeptabel akzeptieren, sollten als Versuch eines Ausgleichs gewertet werden, der auf der universellen Waage der Unternehmenslenker die Kosten der Schutzmaßnahmen – einerseits – und den Schaden der Gesellschaft abwägt Strahlenschäden - auf der anderen Seite.

"Storozh-R" unterscheidet sich von den meisten der mittlerweile zahlreichen Arten von Haushaltsdosimetriegeräten vor allem dadurch, dass es das Risiko einer versehentlichen Exposition seines Besitzers fast vollständig ausschließt. In einem kontinuierlichen Modus arbeitend, fast ohne andere Aktivitäten zu stören (jeder Hintergrund als Zeichen der Stabilität der Situation "geht" leicht in das Unterbewusstsein einer Person), macht er sofort auf jede wahrnehmbare Veränderung der Strahlung aufmerksam Situation (ein weiteres, ebenso grundlegendes Merkmal unserer Wahrnehmungsumgebung).

Storozh-R ist besonders effektiv bei der Erkennung kompakter Strahlungsformationen - der Anfangsphase fast jeder Strahlenbelastung. Leider fallen sie in dieser Phase ihres Bestehens (übrigens die am besten zugängliche für die Dekontamination) nur ausnahmsweise in das Sichtfeld von Strahlenüberwachungsdiensten: Selbst die fortschrittlichsten, aber entferntesten Geräte sind physisch nicht in der Lage, sie zu erkennen solche Quellen.

Die Alarmschwelle im Gerät ist so eingestellt, dass sie bei fast allen möglichen Abweichungen vom Mittelwert unter der natürlichen Hintergrundstrahlung liegen würde. Nur sehr wenige Gründe, die nicht mit künstlichen Strahlungsquellen zusammenhängen, können den "Storozh-R" in den Alarmmodus versetzen**.

Aber "Storozh-R" kann auch bei bereits erfolgter Strahlenkontamination des Gebiets nützlich sein. Als noch dringlicher kann sich die Identifizierung von Punktquellen und hochaktiven „Spots“ vor einem neuen, technogenen Hintergrund erweisen: Die Erfahrung zeigt, dass die Strahlenbelastung an solchen Orten äußerst ungleichmäßig ist.

"Storozh-R" - in vielen seiner Prototypen und Modifikationen wurde in den letzten vierzig Jahren in verschiedenen Regionen unseres Landes und im Ausland getestet und eingesetzt. Mit seiner Hilfe ausrangierte "leuchtende" Elemente alter Geräte und radioaktive Ampullen von Brandmeldern, "heiße" Partikel von Tschernobyl auf Haushaltsgegenständen und radioaktive Formationen, die bereits im menschlichen Blutkreislauf zirkulieren, hochaktive Mineralien und Fossilien in Museen und Sammlungen sowie Lebensmittel Produkte, die die dreifache (wie gesagt) staatliche Kontrolle bestanden haben, Beschleuniger von wissenschaftlichen Forschungsinstituten, die Passanten "beleuchten", und radioaktiver "Schmutz" in medizinischen Einrichtungen. Und viele viele andere...

Aber viel häufiger hat "Storozh-R" unbegründete Ängste und Verdächtigungen beseitigt - was mit einer gewissen Verachtung Radiophobie genannt wird, aber tatsächlich eine normale menschliche Reaktion auf eine unpersönliche, "statistisch durchschnittliche" Haltung ihm gegenüber ist.

Oder was dasselbe ist, SBM-20. In der Werkskennzeichnung fehlt oft ein Bindestrich (dies gilt auch für Zähler anderer Art).

Veröffentlichung: cxem.net

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