Radioactivity counter как пользоваться приложением
С радиацией шутки плохи. Как известно, у человека нет доступных органов чувств для этого опасного вида излучения, поэтому долгое время радиация оставалась загадкой для человечества.
Что такое радиоактивность и ионизирующее излучение
Радиоактивность — это способность химических элементов к распаду, в результате которого образуются новые атомы, способные оказывать на ткани ионизирующее излучение.
Опасность ионизирующего излучения состоит в его способности создавать внутри тканей новые заряженные частицы, которые оказывают разрушительное действие на клетки тканей, вызывая их мутацию и гибель.
Ионизирующее излучение различается по степени проникающей способности, поэтому не все его виды одинаково опасны для человека. Например, альфа-излучение обладает низкой проникающей способностью, остановить которую сможет лист обычной бумаги, поэтому не представляет опасности до тех пор пока не попадет непосредственно внутрь организма через вдыхаемый воздух или открытую рану. Однако существует еще бета и гамма-излучения. Последнее может распространяться со скоростью света, а остановить его может только толстый слой свинца или бетона.
Источники радиации
Все источники радиации делятся на естественные и искусственные. Самым ярким примером искусственных или техногенных источников являются атомные реакторы.
К естественным источникам относятся природные радиоактивные материалы, которые встречаются повсюду в природе: космическое излучение, солнечная энергия, а также излучение от почвы, воды и некоторых газов, содержащихся в недрах земли. Одним из самых коварных природных источников является газ радон — тяжелый газ без запаха, который может накапливаться в закрытых помещениях.
Радон содержится во многих стройматериалах, воде и природном газе, поэтому может незаметно накапливаться в помещениях с недостаточной вентиляцией и при отсутствии надежной газоизоляции на границе между грунтом и здания.
Допустимые дозы радиации
Для измерения уровня радиации существует несколько единиц измерения. Наиболее распространены среди них Зиверт, Грей и Рентген.
Зиверт — это количество энергии, поглощенное килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощенной дозе в 1 Грей.
Грей — единица, которая показывает сколько энергии ионизирующего излучения поглотил один килограмм вещества.
Рентген — единица экспозиционной дозы радиоактивного облучения рентгеновским или гамма-излучением, определяемая по их ионизирующему действию на сухой атмосферный воздух.
В России допустимая доза радиации для человека установлена на уровне 50−60 мкр/час или приблизительно 0,4−0,5 мкЗв/час.
Согласно радиационным нормам безопасности СанПиН, допустимый уровень радиационного фона в помещении не должен превышать 0,3 мкЗв/час.
Как обезопасить себя от радиации
Обезопасить себя и своих близких от воздействия радиации достаточно просто. Для проверки помещения можно воспользоваться дозиметром — прибором, определяющим уровень радиационного фона.
Классический дозиметр — это прибор на основе газоразрядного индикатора ионизирующего излучения — счетчика Гейгера, который состоит из металлической трубки-катода и нити-анода, натянутой по ее оси. Принцип работы счетчика основан на ударной ионизации. Трубка заполняется разреженным газом, а внутри создается напряжение в несколько сотен вольт.
Любая вызывающая ионизацию частица, попадающая в чувствительный объем счетчика, сталкивается с атомами разреженного газа и становится причиной самостоятельного разряда. При этом выделяется энергия, которая отрывает электроны от атомов газа. Изменяется сопротивление и напряжение внутри трубки. Прибор регистрирует эти импульсы и переводит в понятные нам величины.
Все дело, в том, что CMOS-матрицы, которые есть в каждой камере смартфона, чувствительны не только к видимому свету, но и к фотонам гамма-излучения. Исторически, первыми датчиками ионизирующего излучения как раз были светочувствительные материалы, используемые в фотографии.
Эту особенность успешно применили современные производители ПО для смартфонов, создав ряд приложений, которые способны распознать радиацию. Все, что необходимо для того, чтобы можно было корректно производить измерения — заклеить камеру смартфона непрозрачной черной лентой, так как ионизирующее излучение не должно перекрываться излучением в видимом диапазоне.
Как измерить радиацию смартфоном
Приложение Radioactivity Counter подсчитывает количество ионизирующего излучения благодаря чувствительности матрицы камеры смартфона к излучению за пределами видимого спектра. Если заклеить камеру смартфона непрозрачной лентой, то камера перестанет распознавать освещение, но продолжит регистрировать гамма-излучение, которое отобразиться в виде белых точек.
Для того, чтобы измерить уровень радиации с помощью смартфона, скачайте приложение Radioactivity Counter из магазина Play Маркет и установите его на свой смартфон. После установки приложения необходимо заклеить камеру смартфона черной лентой, которая не должна пропускать источник света.
Затем, необходимо настроить уровень шума. Для этого необходимо нажать соответствующую кнопку «Set noise». Можно также установить уровень шума вручную в настройках программы, используя для этого таблицу для конкретной модели вашего смартфона.
После окончания калибровки, приложение уведомит о текущем уровне помех и начнет проверку. При обнаружении источника повышенной радиации, телефон начнет издавать характерные щелчки и отобразит уровень радиации на экране смартфона.
Еще один способ измерить уровень радиации с помощью смартфона — установка портативного счетчика Гейгера в TRS разъем mini-jack (3.5 мм), который обычно служит для подключения наушников.
Такие приборы можно приобрести на известных китайских маркетплейсах. Главное — не перепутать дозиметр с прибором для измерения электромагнитного излучения. Выглядят они практически одинаково, поэтому перед покупкой не поленитесь изучить подробные характеристики.
Заключение
Радиация нередко вызывает страх у людей. Все потому, что ее нельзя распознать без специальных приспособлений, а последствия от ее воздействия могут быть самыми печальными. Но благодаря современным технологиям мы можем использовать смартфон не только в качестве средства общения, но и находить ему порой самые неожиданные применения. Измерение уровня радиационного фона в квартире — яркий тому пример.
Смартфон в наши дни стал по-настоящему многофункциональным устройством, что позволяет не только экономить средства на покупке различных гаджетов, но и делает нашу жизнь комфортнее, а главное — безопасней.
Пожар в Чернобыльской зоне тушили 10 дней. Огонь подходил к хранилищам с высокоактивными ядерными отходами. К счастью, в этот раз всё обошлось. Но следите за новостями.
Стоит ли паниковать и как в любой момент узнать уровень радиации вокруг?
Что такое радиация
Краткий ликбез для тех, кто забыл уроки физики. Очень обобщенно.
Радиоактивность – способность некоторых химических элементов к распаду. Нестабильные ядра распадаются на элементарные частицы и ядерные фрагменты:
■ Альфа-частицы – ядра гелия, положительно заряженные частицы. Каждое ядро – это два протона + два нейтрона.
■ Бета-частицы – электроны (заряд отрицательный) и позитроны (заряд положительный).
■ Гамма-частицы – поток гамма-квантов (фотонов с высокой энергией). Это электромагнитное излучение с очень малой длиной волны и огромной проникающей способностью.
■ Нейтроны – нейтральные частицы, которые обычно появляются рядом с работающим атомным реактором.
■ Протоны, мюоны, кластеры и т.д.
Суть ионизирующего излучения – в способности ионизировать вещества, создавать внутри них новые заряженные частицы. Ионизирующее излучение часто называют радиацией, но это обобщение. Например, видимый свет и ультрафиолет – тоже радиация, но эти лучи не ионизируют.
Излучение существует ровно до того момента, как его поглотит вещество. И если тяжелые альфа-частицы тормозит даже воздух и задерживает бумага, а от бета-излучения защищает специальная одежда или слой пластика, то с гамма-излучением это не работает. Частицы остановит только толстый слой свинца, почвы, бетона и т.д.
Радиоактивные частицы могут попасть в организм разными путями: например, с грязью, питьевой водой, продуктами или воздухом, который мы вдыхаем, проникают через кожу. Ветер способен переносить радиоактивные частицы на сотни километров.
Для понимания: от Чернобыля до границы Украины с Беларусью – 11 км. До границы с РФ – 150 км.
Ионизирующее излучение повреждает живые клетки. Результат облучения – злокачественные опухоли, нарушение обмена веществ, лучевая болезнь, ожоги, катаракта, бесплодие и ещё сотни диагнозов. Особенно опасно гамма-излучение – от него очень сложно защититься.
Что такое нормальный радиационный фон
В разных районах планеты уровень радиации может отличаться. Например, в Кито, Боготе, Лхасе и других высокогорных областях уровень космического излучения в 5 раз выше, чем на уровне моря.
В индийском штате Керала и в бразильском Гуарапари уровень радиации повышен из-за минералов, которые содержат фосфаты с примесью радиоактивных изотопов урана и тория. А в Ромсере (Иран) есть участок выхода грунтовых вод с высоким уровнем радия. Но на здоровье населения это особо не повлияло.
Радиационный фон непрерывно меняется. В РФ принято ориентироваться на стандарт НРБ-99/2009. СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности. Санитарные правила и нормативы».
Для населения нормой считается 1 мЗв/год (10-3 Зв/год) в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв/год.
В зивертах (Зв) измеряют эквивалентную и эффективную дозы излучения. Это количество энергии, которую поглотила биологическая ткань. Эквивалентная доза зависит от реакции ткани на облучение, эффективная – сумма всех эквивалентных доз с учетом коэффициентов для разных тканей.
В рентгенах (Р) измеряют экспозиционную дозу. Это показатель воздействия источника излучения на сухой воздух. Для оценки биологического действия излучения принято считать, что 100 Р = 1 Зв.
На расстоянии от источника радиационный фон сильно падает. Если в метре можно обнаружить 1000 мкР/ч, то в пяти метрах – уже 40 мкР/ч, что практически не опасно.
В идеале радиационный фон измеряют дозиметром или радиометром. Дозиметр определяет дозу, которую человек или объект получил после контакта с радиоактивным предметом или пребывания в зараженной местности. Радиометр измеряет радиационный фон.
Внутри обоих устройств обычно устанавливают один или несколько газорязрядных датчиков (счетчиков Гейгера-Мюллера). Они подсчитывают число попавших на них ионизирующих частиц.
Как измерить уровень излучения с помощью камеры смартфона
CMOS-матрицы в камерах смартфонов чувствительны не только к видимому свету. Они воспринимают и более короткие волны — рентгеновское и гамма-излучение.
За время выдержки для среднего фото (до 100 мс) следов воздействия такого излучения матрица не зафиксирует. К тому же его перекроет излучение в видимом диапазоне.
Но выход есть! Заклейте камеру черной изолентой. Она защитит от видимого излучения, но позволит рентгеновским и гамма-фотонам попадать на матрицу. После этого приложению останется только подсчитать количество фотонов и преобразовать это значение в понятные единицы измерения.
Насколько точно это работает? В 2014 году специалисты Австралийской организации по ядерной науке и технологиям (ANSTO) протестировали приложение Radioactivity Counter на Samsung Galaxy S2 и Apple iPhone 4S. Они определяли поглощенную предметами дозу излучения в мкГр/ч (для гамма-излучения единицы Гр (грей) и Зв эквивалентны).
Точный дозиметр должен показать линейный отклик на разные дозы радиации. Результаты не должны зависеть от ориентации смартфона в пространстве.
В целом смартфоны хорошо справились с задачей. Samsung показал линейный отклик при мощности излучения от 20 микрогрей в час (мкГр/ч, 10-6 Гр/ч), iPhone – от 30 мкГр/ч (в смартфоне Apple использовали фронтальную камеру, на которую мог попадать свет от экрана). От ориентации устройства показатели не зависели.
Дозу в 1 мЗв можно получить, если подвергаться излучению с интенсивностью 20 мкГр/ч в течение 50 часов (более 2 суток).
Если смартфон обнаружил такое или более высокие значения, вы достаточно быстро и без последствий сможете убраться подальше от источника излучения.
Приложение Radioactivity Counter платное, но дозиметры, как правило, дороже. Версия для iOS, для Android.
На измерение стоит потратить не менее 10 минут. А лучше – целый час, так результат будет точнее.
Исследований на тему CMOS-матриц и фиксации излучения много: вот еще один пример. А здесь есть сравнение чувствительности CMOS-матриц смартфонов к излучению и тесты в разных приложениях: GammaPix, Radioactivity-Meter, RadSensor и уже упомянутом Radioactivity Counter.
Есть ли смартфоны со встроенными дозиметрами
Японская компания Sharp после аварии на АЭС “Фукусима-1” выпустила смартфон Sharp Pantone 5 с датчиком радиационного фона. В него встроен детектор, уменьшенный до размеров SIM-карты.
Чтобы воспользоваться дозиметром, нужно нажать на большую кнопку в нижней части передней панели. Результаты измерений в мЗв/ч появятся на экране через 10 секунд. Данные измерений можно сохранять с привязкой к GPS, чтобы делиться ими с другими пользователями и учеными.
Какие ещё способы существуют
В российских магазинах и на Aliexpress можно заказать портативные дозиметры и радиометры, которые подключаются к 3,5 мм разъему, Lightning- или microUSB-порту. Внутри них – счетчики Гейгера разной степени точности.
Не перепутайте только дозиметры радиации с датчиками электромагнитного излучения – в поиске Aliexpress приборы показываются вместе.
Есть, к слову, и российские разработки – ДО-РА от ОАО «Интерсофт Евразия», к примеру. Подключается к 3,5 мм разъему, измеряет уровень радиации каждые 4 с в течение минуты. Стоит 5,5 тыс. рублей.
Результаты измерений таких гаджетов выводятся либо на встроенный экран, либо передаются в приложение на смартфоне. Некоторые устройства комбинируют данные с датчиков с GPS-координатами и рисуют карту радиационного загрязнения прямо в приложении.
Точность измерений такими датчиками должна быть выше, чем непосредственно камерой смартфона. Хотя, конечно, всё зависит от конструкции устройства и добросовестности производителя.
Где посмотреть уровни радиации на карте
Для РФ:
■ Карта “Народного монитора” (можно оставить только датчики радиации в меню “Вид” в левом верхнем углу)
■ ФГУП “Радон” – уровни радиации для Москвы и части МО
■ Карта Гейгера – совместный проект производителя датчиков СОЭКС с Информационным центром атомной отрасли “Росатома”
■ Радиационная обстановка на предприятиях “Росатома” (нужен Flash Player)
■ Официальная карта ЕГАС мониторинга радиационной обстановки РФ
Мировые данные:
■ Карта Группы по мониторингу радиоактивности окружающей среды (The Radioactivity Environmental Monitoring) — служба Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии
■ Данные Radiation Network – карты обновляются регулярно, информация поступает от частных лиц по всему миру
■ Радиационная карта США от EPA Radnet Gross Data (сервис Агентства по охране окружающей среды)
А здесь – список зараженных радиацией объектов на территории бывшего СССР. Не подходите близко!
(19 голосов, общий рейтинг: 4.74 из 5)
Угроза опасного радиоактивного излучения за последние годы сильно возросла. Несмотря на трагедию в Чернобыле и Фукусиме, люди в повседневной жизни при определении уровня радиоактивности до сих пор полагаются на данные официальных источников. Но обладатели Android-Smartphone для своей же безопасности смогут осуществлять свои собственные измерения радиоактивности.
Приложение Android "Radioactivity Counter" превратит ваш смартфон в счётчик Гейгера
Радиоактивность представляет собой невидимую смертельную угрозу. Для измерения уровня радиоактивности используют счётчик Гейгера. В технической терминологии его называют счётчик Гейгера-Мюллера, детектор излучения или детектор частиц. Выражаясь простым языком, под названием счётчик Гейгера подразумевают прибор для измерения излучения.
Счётчики Гейгера в повседневной жизни, скорее всего, являются малоизвестными измерительными приборами. Но после таких взрывов атомных реакторов как в Чернобыле в 1986 году или Фукусиме в 2011, счётчики Гейгера, несмотря на их высокую цену быстро становятся дефицитом. Цена самых простых из предложенных на рынке приборов доходит до 200 Евро, счётчики Гейгера с цифровым дисплеем стоят уже около 400 Евро, а устройства самого высокого класса – ещё дороже.
Но обладателям Android-Smartphone всё это не нужно. Подумать только: выкидывать столько денег за измерения уровня радиации, да ещё и таскать с собой этот тяжеленный измерительный прибор. Это не шутка: немного чёрного скотча плюс подходящее мобильное приложение – и любой Android-Smartphone со встроенным фотоаппаратом превращается в счётчик Гейгера.
Все это, позволяет осуществить мобильное приложение "Radioactivity Counter" (счётчик радиоактивности). Это приложение, которое в отличие от других технических решений полностью обходиться без дополнительного аппаратного обеспечения, было разработано Рольфом-Дитером Клайн вместе с центром имени Гельмгольца в Мюнхене.
Сенсорным датчиком фотоаппарата приложение Android измеряет содержание энергии гамма-излучения. Вот, что говорит о функционировании приложения Android его изобретатель: "Каждый сенсорный датчик фотоаппарата реагирует на излучение. Обычный свет – это фотоны. Гамма-лучи – это фотоны с повышенным содержанием энергии. Даже если заклеить объектив фотоаппарата мобильного телефона, гамма-лучи все равно будут зафиксированы, потому что они проникают насквозь".
Самыми серьёзными техническими препятствиями, с которыми разработчикам пришлось столкнуться, стали фоновый шум чипов и встроенные механизмы улучшения изображения. Приложение "Radioactivity Counter" нужно настраивать индивидуально, в зависимости от смартфона и модели фотоаппарата, тогда можно добиться точности измерения с небольшим отклонением в процентах от действительного излучения.
При ненастроенном приложении разница составляет от 20 до 40%. В отличие от обычного счётчика Гейгера поверхность объектива фотоаппарата ничтожно мала, всего около 2x2 мм. Измерительная трубка обычных инструментов зачастую составляет длину от 10 см и более. Они требуют тщательного технического обслуживания и быстрее исчерпывают лимит своей работоспособности.
Приложение "Radioactivity Counter" можно с успехом использовать при обнаружении "грязных бомб". Это могут быть также межконтинентальные авиарейсы на большой высоте, медицинские приборы, старый будильник с радием, вазы из стекла с добавками урана, объектив старого фотоаппарата, содержащий торий. Данное изобретение может также пригодиться в тех местах, где никто и не ожидает столкнуться с высоким уровнем радиации. Подтверждением этих слов является этот видеоролик: обнаружение заражённых радиоактивными веществами грибов в баварском лесу.
В магазине приложений Android-Market можно приобрести "облегчённую" версию "Radioactivity Counter" за 1,29 евро и полную версию за 3,49 евро, сэкономив таким образом более ста евро по сравнению с ценой на существовавшие до сих пор измерительные приборы. В качестве альтернативы для Android-Smartphone предлагается бесплатное приложение "Nuclear Radiation Dosim" (ядерно-радиационный дозиметр). Помимо этого должна последовать версия приложения "Radioactivity Counter" для iPhone Apple, как только будет получено разрешения от компании "Apple".
Ионизирующее излучение повреждает живые клетки, вызывая злокачественные опухоли. Самыми опасными считаются гамма-частицы — поток фотонов с высокой энергией и очень малой длиной волны, проникающих даже через бетон и металл.
Как работает технология
Современные CMOS-матрицы в камерах смартфонов — довольно чувствительные приборы, которые фиксируют не только видимый свет, но и более короткие волны. Например, рентгеновское и гамма-излучение.
В обычном режиме работы зафиксировать такой поток смартфон не сможет. Дело в том, что время выдержки мобильной фотографии в среднем составляет всего 100 миллисекунд, этого слишком мало для улавливания ионизирующих частиц.
К тому же, излучение в видимом диапазоне перекроет «невидимое», матрица будет сильно зашумлена. Но есть способ сделать ее чувствительной к более коротким и потенциально опасным для человека волнам.
Эквивалентную и эффективную дозы излучения принято измерять в зивертах — это количество энергии, которую поглотила биологическая ткань. Природный радиоактивный фон в среднем составляет 0,1 микрозивертов в час, такой уровень считается безопасным для человека.
Для этого требуется заклеить или закрыть объектив камеры плотным черным материалом. Подойдет черный картон, пленка от рентгеновского снимка, кусок темного пластика или черная изолента.
В результате на матрицу начнут попадать только рентгеновские и гамма-частицы, у которых проникающая способность намного выше. После этого останется подсчитать количество частиц с помощью специального приложения и перевести полученные данные в единицы измерения.
Смартфон вместо дозиметра
Наиболее популярным приложением для измерения радиации с помощью смартфона является Radioactivity Counter для платформ Android и iOS. Возможности программы протестировали исследователи из Австралийской организации по ядерной науке и технологиям, подтвердив ее работоспособность.
Тесты показали, что CMOS-матрица в смартфоне способна довольно точно фиксировать гамма-излучение и бета-частицы. Полученные данные приложение переводит в конкретные цифры, которые показывают поглощенную дозу излучения. Фактически, Radioactivity Counter позволяет с минимальными затратами выявить потенциально опасный источник радиации.
Ученые использовали смартфоны Samsung и Apple с закрытыми черной пленкой камерами, измеряя дозы в диапазоне от 1 до 349 796 микрозивертов в час. Каждое измерение занимало одну минуту.
Выяснилось, что смартфоны с установленным приложением Radioactivity Counter способны довольно точно рассчитать мощность радиоактивного излучения. При этом ориентация смартфона не играла никакой роли.
Для более точных измерений необходимо использовать тыльную камеру, так как на фронтальный объектив может попадать свет от экрана. Кроме этого, в бытовых условиях измерять радиоактивный фон нужно минимум десять минут.
Читайте также: