Схема дозиметра своими руками на сбм 20

Обновлено: 09.01.2025

В связи с экологическими последствиями деятельности человека, связанной с атомной энергетикой, а также промышленностью (в том числе военной), использующую радиоактивные вещества как компонент или основу своей продукции изучение основ радиационной безопасности и радиационной дозиметрии становится сегодня достаточно актуальной темой. Помимо природных источников ионизирующего излучения с каждым годом все больше и больше появляется мест, загрязненных радиацией впоследствии человеческой деятельности. Таким образом, чтобы сохранить свое здоровье и здоровье своих близких необходимо знать степень зараженности той или иной местности или предметов и пищи. В этом может помочь дозиметр – прибор для измерения эффективной дозы или мощности ионизирующего излучения за некоторый промежуток времени.

Прежде чем приступать к изготовлению (или же покупке) данного устройства необходимо иметь представление о природе измеряемого параметра. Ионизирующее излучение (радиация) – это потоки фотонов, элементарных частиц или осколков деления атомов, способные ионизировать вещество. Разделяется на несколько видов. Альфа-излучение представляет собой поток альфа частиц – ядер гелия-4, альфа-частицы, рождающиеся при радиоактивном распаде, могут быть легко остановлены листом бумаги, поэтому опасность представляет в основном при попадании внутрь организма. Бета-излучение – это поток электронов, возникающих при бета-распаде, для защиты от бета-частиц энергией до 1 МэВ достаточно алюминиевой пластины толщиной в несколько миллиметров. Гамма-излучение обладает гораздо большей проникающей способностью, поскольку состоит из высокоэнергичных фотонов, не обладающих зарядом, для защиты эффективны тяжелые элементы (свинец и т.п.) слоем в несколько сантиметров. Проникающая способность всех видов ионизирующего излучения зависит от энергии.

Для регистрации ионизирующего излучения в основном используются счетчики Гейгера-Мюллера. Это простое и эффективное устройство обычно представляет собой цилиндр металлический или стеклянный металлизированный изнутри и тонкой металлической нити, натянутой по оси этого цилиндра, сам цилиндр наполняется разреженным газом. Принцип работы основан на ударной ионизации. При попадании на стенки счетчика ионизирующего излучения выбивают из него электроны, электроны, двигаясь в газе и сталкиваясь с атомами газа, выбивают из атомов электроны и создают положительные ионы и свободные электроны. Электрическое поле между катодом и анодом ускоряет электроны до энергий, при которых начинается ударная ионизация. Возникает лавина ионов, приводящая к размножению первичных носителей. При достаточно большой напряженности поля энергии этих ионов становится достаточной, чтобы порождать вторичные лавины, способные поддерживать самостоятельный разряд, в результате чего ток через счетчик резко возрастает.

Не все счетчики Гейгера могут регистрировать все виды ионизирующего излучения. В основном они чувствительны к одному излучению – альфа, бета или гамма-излучению, но часто так же в некоторой степени могут регистрировать и другое излучение. Так, например, счетчик Гейгера СИ-8Б предназначен для регистрации мягкого бета-излучения (да, в зависимости от энергии частиц излучение может разделяться на мягкое и жесткое), однако данный датчик так же в некоторой степени чувствителен к альфа-излучению и к гамма-излучению.

Однако, приближаясь все-таки к конструкции статьи, наша задача сделать максимально простой, естественно портативный, счетчик Гейгера или вернее сказать дозиметр. Для изготовления этого устройства мне удалось раздобыть только СБМ-20. Этот счетчик Гейгера предназначен для регистрации жесткого бета- и гамма излучения. Как и большинство других счетчиков, СБМ-20 работает при напряжении 400 вольт.

Основные характеристики счетчика Гейгера-Мюллера СБМ-20 (таблица из справочника):

Данный счетчик обладает относительно невысокими показателями точности измерения ионизирующего излучения, но достаточными для определения превышения допустимой для человека дозы излучения. СБМ-20 применяется во многих бытовых дозиметрах в настоящее время. Для улучшения показателей часто используется сразу несколько трубок. А для увеличения точности измерения гамма-излучения дозиметры оснащаются фильтрами бета-излучения, в этом случае дозиметр регистрирует только гамма-излучение, но зато достаточно точно.

Итак, схема простого дозиметра на основе счетчика Гейгера СБМ-20:

Схему собираю на макетной плате:

Схема не содержит дефицитных деталей (кроме, естественно, самого счетчика) и не содержит программируемых элементов (микроконтроллеров), что позволит собрать схему в течении короткого времени без особого труда. Однако такой дозиметр не содержит шкалы, и определять дозу радиации необходимо на слух по количеству щелчков. Такой вот классический вариант. Схема состоит из преобразователя напряжения 9 вольт – 400 вольт.

На микросхеме NE555 выполнен мультивибратор, частота работы которого составляет примерно 14 кГц. Для увеличения частоты работы можно уменьшить номинал резистора R1 примерно до 2,7 кОм. Это будет полезно, если выбранный вами дроссель (а может и изготовленный) будет издавать писк – при увеличении частоты работы писк исчезнет. Дроссель L1 необходим номиналом 1000 – 4000 мкГн. Быстрее всего можно найти подходящий дроссель в сгоревшей энергосберегающей лампочке. Такой дроссель и применен в схеме, на фото выше он намотан на сердечнике, которые обычно используют для изготовления импульсных трансформаторов. Транзистор T1 можно использовать любой другой полевой n-канальный с напряжением сток-исток не менее 400 вольт, а лучше больше. Такой преобразователь даст всего несколько миллиампер тока при напряжении 400 вольт, но для работы счетчика Гейгера этого хватит с головой несколько раз. После отключения питания от схемы на заряженном конденсаторе C3 схема будет работать еще примерно секунд 20-30, учитывая его небольшую емкость. Супрессор VD2 ограничивает напряжение на уровне 400 вольт. Конденсатор C3 необходимо использовать на напряжение не менее 400 - 450 вольт.

В качестве Ls1 можно использовать любой пьезодинамик или динамик. При отсутствии ионизирующего излучения ток через резисторы R2 – R4 не протекает (на фото на макетной плате пять резисторов, но общее их сопротивление соответствует схеме). Как только на счетчик Гейгера попадет соответствующая частица внутри датчика происходит ионизация газа и его сопротивление резко уменьшается вследствие чего возникает импульс тока. Конденсатор С4 отсекает постоянную часть и пропускает на динамик только импульс тока. Слышим щелчок.

В моем случае в качестве источника питания используется две аккумуляторных батареи от старых телефонов (две, так как необходимое питание должно быть более 5,5 вольт для запуска работы схемы в силу примененной элементной базы).

Итак, схема работает, изредка пощелкивает. Теперь как это использовать. Самый простой вариант – это пощелкивает немного – все хорошо, щелкает часто или вообще непрерывно – плохо. Другой вариант – это примерно подсчитываем количество импульсов за минуту и переводим количество щелчков в мкР/ч. Для этого из справочника необходимо взять значение чувствительности счетчика Гейгера. Однако в разных источника всегда немного разные цифры. В идеальном случае необходимо провести лабораторные замеры для выбранного счетчика Гейгера с эталонными источниками излучения. Так для СБМ-20 значение чувствительности варьируется в пределах от 60 до 78 имп/мкР по разным источникам и справочникам. Так вот, подсчитали количество импульсов за одну минуту, далее это число умножаем на 60 для аппроксимации числа импульсов за один час и все это разделить на чувствительность датчика, то есть на 60 или 78 или что у вас ближе к действительности получается и в итоге получаем значение в мкР/ч. Для более достоверного значения необходимо сделать несколько замеров и посчитать между ними среднеарифметическое значение. Верхний предел безопасного уровня радиации составляет примерно 20 - 25 мкР/ч. Допустимый уровень составляет примерно до 50 мкР/ч. В разных странах цифры могут отличаться.

P.S. На рассмотрение этой темы меня подтолкнула статья о концентрации газа радон, проникающего в помещения, воду и т.д. в различных регионах страны и его источниках.

Этот счетчик не является полным аналогом полноценной стеклянной трубки-детектора для поиска радиоактивных частиц,но реагировать на излучение должен.Нормальная трубка типа СБМ-20 состоит из стеклянной трубки с инертным газом и два вывода-анод и катод.Инертный газ может быть и неон.Вот поэтому есть несколько статей,в том числе и на зарубежных ресурсах,о применении для регистрации излучения радиоактивных частиц неоновую лампу.У нее также катод-анод и внутри газ-неон.Есть упоминания о поиске радиации с помощью датчика-самодельного лепесткового радиометра.Удлиненные листки из тонкой бумаги или фольги.Они крепятся на металлический стержень,помещенный в стеклянную банку.Наэлектризовывают такой детектор статическим электричеством а показания замеряют прибором.На фоне такого радиометра,неоновая лампа выглядит посолидней.

По мнению автора, новый прибор обладает существенными преиму­ществами над прототипом, поскольку не только выводит результаты измере­ния на экран ЖКИ, но и обеспечивает соблюдение условий измерения макси­мальной для используемого в конструк­ции счётчика Гейгера СБМ-20 интенсив­ности радиации 144 мР/ч [2]. Кроме то­го, он измеряет суммарную дозу облу­чения. Её значение на индикаторе сме­няется каждый час, а в случае превыше­ния заданного пользователем порога — после каждого измерения интенсивнос­ти облучения. Суммарную дозу и интен­сивность облучения прибор сравнивает

Результаты измерения при­бор запоминает в энергонезави­симой памяти — EEPROM микро­контроллера. Усреднённое за час значение интенсивности облуче­ния выводится в верхней строке экрана ЖКИ. Индикацию текуще­го или усреднённого за час зна­чения переключают предусмот­ренной для этого кнопкой. После часа работы в режиме индикации текущего значения прибор авто­матически возвращается к инди­кации усреднённого. В случае превышения допустимой интен­сивности облучения включается звуковая и световая сигнализа­ции, а индикация усреднённой за час интенсивности автоматиче­ски сменяется индикацией теку­щей.

Если превышена заданная пользователем доза облучения, то, кроме запоминания превы­шения в EEPROM, прибор пере­ходит в режим индикации превы­шения допустимой дозы. От­ключить этот режим можно толь­ко вручную.

В результате проведённых усовершенствований отпала не­обходимость постоянно следить за показаниями прибора или на­ходиться вблизи него, чтобы ус­лышать звуковой сигнал. Превы­шение допустимой дозы будет зафиксировано и измерено автоматически, а результаты её измерения с постоянным накоплением сохранятся на индикаторе (рис. 2).

Схема усовершенствованного прибо­ра изображена на рис. 3. Потребляемый им ток при работе в условиях естествен­ного радиоактивного фона, когда звуко­вая и световая сигнализации не сраба­тывают, не превышает 2 мА (фактически измеренный — 1,68 мА), продолжитель­ность работы с литий-ионным аккумуля­тором ёмкостью 2670 мА ч — более 66 суток.

Звуковая и световая индикации ана­логичны прибору-прототипу. При пре­вышении первого порога включается мигающий светодиод HL2, второго — звуковой (НА1) и световой (HL1) сигна­лизаторы поступающих от счётчика Гейгера импульсов, а в конце измерения подаётся сигнал тревоги из пяти свето­звуковых импульсов. Этот режим отме­няется только по окончании очередного цикла измерения с результатом, не пре­вышающим допустимый, либо принуди­тельно кнопкой SB3. Всего предусмот­рены три режима звуковой сигнализа­ции, обозначаемых значком в крайнем правом знакоместе верхней строки индикатора:

	индикация превышения
	в отличие от предыдущего режима, слышны импульсы счётчика Гейгера

Для подзарядки литий-ионного акку­мулятора G1 в приборе имеется солнеч­ная батарея GB1. Режим автоматиче­ской оценки работоспособности акку­мулятора исключён.

Чувствительность используемого в приборе счётчика Гейгера СБМ-20 (BD1) — 420±20 имп/с при интенсивнос­ти гамма-облучения 4 мкР/с [2], поэто­му интенсивности облучения в мкР/ч со­ответствует число импульсов, зафикси­рованное за 34,3 с (подробный расчёт приведён в [1]). Относительная погреш­ность показаний прибора с некалибро­ванным счётчиком (а в домашних усло­виях калибровка невозможна) не может быть лучше ±5 %. К этому следовало бы добавить двадцатипроцентную по­грешность старения счётчика, но она будет накоплена лишь после выдачи им 210’° импульсов, что при интенсивнос­ти облучения 25 мкР/ч произойдёт при­близительно через 860 лет.

Временной интервал счёта импуль­сов формирует таймер 1 микроконт­роллера DD1. С учётом программных установок период переполнения счёт­ного регистра этого таймера равен 0,524288 с. Значит, необходимый ин­тервал измерения должен состоять из 34,3/0,524288=65 (с учётом округления) таких периодов. Число 65 (0x41 в шест­надцатеричной системе) записано по адресу 3 в EEPROM микроконтроллера. В случае использования счётчика Гей­гера с другой чувствительностью его можно легко изменить.

Ввиду того что прибор должен фик­сировать максимальную для счётчика СБМ-20 интенсивность облучения 144 мР/ч [2], максимально допустимая продолжительность обработки каждого импульса 0,524288×65/144000=240 мкс.

Примечание. Пролёт радиоактивной частицы через чувствительную зону счётчика Гейгера — явление случайное. Поэтому случайны и интервалы между выдаваемыми счётчиком импульсами. Они подчиняются известному в теории вероятностей закону распределения Пуассона. Указанное автором значение 240 мкс — не максимальный, а средний интервал времени между импульсами. Половина из них будет следовать с большими интервалами, а другая поло­вина — с меньшими и при указанной продолжительности обработки будет потеряна. В результате при максималь­ной интенсивности облучения показа­ния прибора окажутся заниженными в два раза.

Стандартная процедура вывода информации на применённый в приборе ЖКИ со встроенным знакогенератором длится около 80 мс (измерено экспери­ментально), при этом не учтено ещё большее время физического установле­ния состояния жидкокристаллических элементов индикатора. Время вывода можно уменьшить, обновляя на индика­торе не все знаки, а лишь необходимые. Но при большой частоте обновления невозможно избавиться от неприятного мерцания. Поэтому от индикации на ЖКИ импульсов счётчика Гейгера, хоро­шо работающей лишь при фоновых зна­чениях интенсивности облучения, при­шлось отказаться. Показания обновля­ются только по окончании измеритель­ного интервала 34,08 с, при этом анализ превышения и сигнализация активны постоянно.

Для подсчёта максимально возмож­ного числа импульсов (144000) недостаточно одного и даже двух восьмираз­рядных регистров микроконтроллера (максимальное значение 16-разрядного двоичного числа 256×256-1=65535), поэтому для подсчёта использованы три регистра (максимальное 24-разрядное число — 16777215).

В течение часа будет выполнено 106 измерений (3600/34,08=106). Это значение в шестнадцатеричном виде (106=0х6А) записано в EEPROM по ад­ресу 4. Логически очевидно, что интен­сивность облучения, измеренная в мкР/ч и усреднённая за час измерений, соответствует дозе радиации, получен­ной за это же время. Усреднение за час работы предполагает суммирование результатов 106 измерений, затем де­ление полученного результата на 106, однако в силу ограниченных возможно­стей микроконтроллера (PIC16F628A имеет 224 однобайтных регистра дан­ных, а требуется 106×3=318) такой спо­соб усреднения неосуществим.

Примечание. Нет никакой необходи­мости хранить результаты всех 106 из­мерений. Достаточно трёх регистров для хранения их нарастающей после каждого измерения суммы.

Усреднение производится методом подсчёта лишь каждого 106-го импуль­са счётчика Гейгера. В конце часа, если содержимое регистра счётчика по мо­дулю 106 больше 53, к полученному ре­зультату счёта добавляется единица.

Теперь о записи в EEPROM. Произ­водитель декларирует 10 6 возможных перезаписей этой области памяти. Эле­ментарный расчёт показывает, что при записи результата каждого измерения ресурс будет исчерпан примерно через год работы, поэтому обращение к EEPROM в условиях естественного фо­на производится только раз в час и лишь при фиксации превышения порога — после каждого измерения.

Максимальные выводимые на инди­катор значения суммарной дозы, а так­же дозы превышения — 999999 мкР. При средней интенсивности облучения 25 мкР/ч такая суммарная доза будет накоплена примерно за 4,5 года, после чего прибор автоматически обнулится. При максимальной для счётчика СБМ-20 интенсивности 144 мР/ч это произойдёт примерно через семь часов. Обнулить показания можно принудительно, удер­живая кнопку SB1 нажатой более 2,5 с.

Работа основных узлов прибора опи­сана в [1], рассмотрим только сущест­венные изменения.

В связи с низковольтным (3,3 В) питанием ЖКИ невозможно получить необходимое напряжение на его вы­воде 3 с помощью резистивного дели­теля, поскольку при таком значении на­пряжения питания оно должно быть отрицательным (около -0,5 В). Для по­лучения отрицательного напряжения применена микросхема преобразова­ния полярности DA2. Подборкой резис­тора R14 добиваются оптимальной контрастности изображения.

Солнечная батарея должна обеспе­чивать напряжение в интервале от 4,2 В (напряжение полностью заря­женного аккумулятора G1) до 8 В (максимальное допустимое напряже­ние для микросхемы ТР4056, находя­щейся на плате зарядного устройст­ва). Диод VD1 нужен для гальваниче­ской развязки солнечной батареи от USB-разъёма зарядного устройства, иначе солнечная батарея в затемнён­ном состоянии будет нагружать цепь внешнего питания. Диоды Шотки и гер­маниевые в качестве VD1 более пред­почтительны, так как обладают малым падением напряжения в открытом со­стоянии.

Резисторы R4—R6 предназначены для защиты входов микроконтроллера в случае ошибочного переназначения их выходами во время отладки программы. При использовании устройства только с отлаженной программой их можно не устанавливать, заменив перемычками.

Прибор собран на универсальной монтажной плате навесным монтажом. Плата помещена в унифицированный корпус размерами 150x50x23 мм. Рас­положение элементов внутри корпуса показано на рис. 4, а внешний вид при­бора и расположение органов управле­ния на его передней панели — на рис. 5.

Особых требований к применённым деталям нет, за исключением того, что транзистор VT2 должен быть высоко­вольтным (применённый автором тран­зистор KSP42 имеет максимально допу­стимое напряжение коллектор—эмит­тер 300 В). Номинальное напряжение конденсатора С1 должно быть не менее 40 В (при напряжении питания счётчика Гейгера 400 В).

Светодиод HL1 — обычный, HL2 — мигающий. Резистор ограничения тока подсветки индикатора R15 подбирают экспериментально. Его оптимальное сопротивление очень сильно зависит от используемого индикатора. В частнос­ти, для индикатора с белым текстом на синем фоне (первоначально автор ис­пользовал именно такой) этот резистор имел сопротивление около 500 Ом, а для индикатора, тип которого указан на схеме, оно должно быть 12 Ом. Кроме того, выяснилось, что выводы плюса и минуса питания внешне похожих сим­вольных ЖКИ разного типа бывают вза­имно поменяны местами. Необходимо обязательно уточнять их номера в доку­ментации производителя.

Налаживание прибора сводится к установке яркости подсветки подбор­кой резистора R15, контрастности под­боркой резистора R14 и напряжения пи­тания счётчика Гейгера изменением константы в нулевой ячейке EEPROM. Важно отметить, что ввиду маломощнос­ти источника питания счётчика Гейгера измерять его выходное напряжение не­обходимо высокоомным вольтметром. Автор использовал для этой цели осцил­лограф TDS-210 с выносным делителем измеряемого сигнала, имеющим вход­ное сопротивление 1000 МОм.

Для тех, кто планирует изменять про­грамму микроконтроллера, рассмотрим её особенности.

1. Программа написана на языке ассемблера MPASM в среде разработки программ MPLAB IDE v30. Сведения о необходимой конфигурации микроконт­роллера содержатся в загрузочном (HEX) файле программы, и устанавли­вать её вручную нет необходимости.
2. В файле Shorts.inc находятся оп­ределения макрокоманд, которые дела­ют более читаемым и сокращают исход ный текст программы. Этот файл дол­жен находиться в одной папке с исход­ным текстом, иначе определённые в нём макрокоманды не будут восприня­ты ассемблером. Там же должны нахо­диться файлы HD44780LCD.inc (подпро­граммы вывода на ЖКИ), delay.inc (под­программы выдержки времени), push- pop. inc (сохранение состояния регист­ров процессора при обработке преры­ваний). Эти файлы взяты автором из Интернета, комментарии их авторов не удалялись. Файл описания используе­мого микроконтроллера P16Finc также должен быть доступен среде MPLAB. В связи с тем что макроопределения из файла Shorts.inc разработаны для более простых микроконтроллеров, макрокоманды обращения ко второму и третьему банкам регистров микроконт­роллера PIC16F628A в нём отсутствуют. Необходимо делать это путём установ­ки нужных значений разрядов RPO, RP1 регистра STATUS.

1. Поскольку в программе исполь­зуются трёхбайтные числа, для выпол­нения операций с ними использованы специально разработанные подпрограммы. Применяется также режим кос­венной адресации. В этом случае адрес регистра, с которым предстоит рабо­тать, записывают в регистр FSR, после чего все операции, выполняемые над со­держимым физически не существующе­го регистра INDF, фактически будут вы­полняться в регистре, адрес которого записан в FSR. Если изменить содержи­мое FSR, те же операции станут выпол­няться в другом физическом регистре.
2. Подпрограмма вывода на индика­тор цифровых значений делает следую­щее:

• преобразует трёхбайтное двоич­ное число в восемь байтов, каждый их которых содержит двоичный код одной цифры десятичного представления ис­ходного числа:
• поскольку в ЖКИ необходимо пе­редавать ASCII-коды отображаемых цифр, подпрограмма образует их уве­личением двоичного кода выводимой цифры на 0x

1. Вывод на индикатор букв и раз­личных знаков реализован двумя спосо­бами:

• из содержащейся в программной памяти строки символов. Так, при вклю­чении прибора выводится заставка «УРОВЕНЬ + ДОЗА”, записанная в памя­ти, начиная с адреса 0х7ЕЗ;
• с помощью подпрограмм, кото­рым выводимые символы передаются как параметры. При выводе коротких последовательностей символов этот способ оказался более экономным.

Образы этих символов программа зано­сит в память ЖКИ. При необходимости их легко изменить.

1. По аналогии с системным регист­ром микроконтроллера STATUS в про­грамме созданы регистры MatemReg, RegStanu, RegZvuku, каждый разряд ко­торых фиксирует состояние, возникшее в результате выполнения некоторого набора условий, поэтому нет необходи­мости многократно проверять эти усло­вия, достаточно прочитать значение этого разряда.
2. При загрузке программы в микро­контроллер нет необходимости про­граммировать его EEPROM. Нужные ко­ды будут туда записаны самой програм­мой при её первом запуске. Содержи­мое EEPROM после первого запуска программы будет таким, как показано в таблице.

Основной рабочий цикл програм­мы — формирование напряжения для питания счётчика Гейгера. Обработка импульсов счётчика Гейгера и нажатий на кнопки происходит по прерываниям. Формирование напряжения 400 В для счётчика СБМ-20 осуществляется пода­чей положительного импульса длитель­ностью около 10 мкс (зависит от содер­жимого нулевой ячейки EEPROM) на ба­зу транзистора VT2 с последующим ум­ножением напряжения возникших на дросселе L1 импульсов с помощью вы­прямителя-умножителя на диодах VD2— VD8. Резистор R7 обеспечивает прекра­щение электрического разряда в счётчи­ке Гейгера после регистрации импульса.

Период 250 мкс, с которым следуют импульсы, формируемые для получения напряжения 400 В, удачно сочетается с резонансной частотой 4 кГц большинства пьезоизлучателей звука, по­этому для звуковой индика­ции импульсов используется тот же цикл формирования на выходе RB2 импульса и паузы со 125-кратным повторением (длительность звукового сиг­нала — приблизительно 30 мс). Одновременно появляется воз­можность, сокращая длитель­ность звукового сигнала, ком­пенсировать уменьшение на­пряжения на счётчике Гейгера при повышенной интенсивнос­ти облучения. В силу понятных причин автор не проверял ра­боту прибора при интенсив­ности облучения 144 мР/ч, по­этому возможность компенса­ции уменьшения напряжения рассматриваем чисто гипоте­тически.

С целью повышения мощ­ности преобразователя напря­жения по сравнению с прото­типом [1] индуктивность дрос­селя L1 увеличена до 10 мГн. Попутно отметим, что протя­жённость рабочего участка (плато) счётной характеристики счётчика СБМ-20 — 100 В. В его преде­лах погрешность не превышает 10 % [2].

Опыт непродолжительной эксплуата­ции прибора показал, что в нормальном режиме он показывает усреднённую за час интенсивность облучения, и эти показания могут остаться неизменными после того, как пройдёт ещё час. Значение суммарной дозы тоже изменяет­ся редко, как правило, три-четыре раза в сутки. Не изменяющиеся длительное время показания приводят к тому, что хочется проверить, а работает ли при­бор вообще.

Про вред радиации рассказано много и известно это всем. Чтобы определить уровень радиации в данной местности необходим именно счетчик Гейгера. В данном материале речь пойдет о том, что такое Гейгера счетчик и как его сделать своими руками. Определить уровень ионизирующего излучения без этого прибора невозможно, так как радиация не имеет ни запаха ни цвета, ни каких-либо других признаков, по которым ее можно определить. Это газонаполненный прибор, предназначенный для автоматического подсчета числа попавших в него элементарных ионизирующих частиц.

В материале будут представлены самые популярные и надежные схемы счетчика Гейгера и какие детали для этого понадобятся. Для наглядности и лучшей понятности в статье есть несколько видеороликов, подробные электрические схемы и фотографии, а также один скачиваемый файл о том, как сделать такой измерительный прибор своими руками.

Виды счётчиков Гейгера

По конструкции счетчики Гейгера бывают 2 видов: плоский и классический.

Классический

Сделан из тонкого гофрированного металла. За счет гофрирования трубка приобретает жесткость и устойчивость к внешнему воздействию, что препятствует ее деформации. Торцы трубки оснащены стеклянными или пластмассовыми изоляторами, в которых находятся колпачки для вывода к приборам. На поверхность трубки нанесен лак (кроме выводов). Классический счетчик считается универсальным измерительным детектором для всех известных видов излучений. Особенно для γ и β.

Плоский

Чувствительные измерители для фиксации мягкого бета-излучения имеют другую конструкцию. Из-за малого количества бета-частиц, их корпус имеет плоскую форму. Есть окошко из слюды, слабо задерживающее β. Датчик БЕТА-2 – название одного из таких приборов. Свойства других плоских счетчиков зависят от материала.

Что такое дозиметр

дозиметр — на самом деле очень простой прибор, нам нужен чувствительный элемент, в нашем случае трубка Гейгера, питание для неё, обычно около 400V постоянного тока и индикатор, в простейшем случае это может быть обычный динамик. Когда ионизирующее излучение ударяется о стенку счётчика Гейгера и выбивает из неё электроны, оно заставляет газ в трубке стать проводником, поэтому ток идёт прямо на динамик и заставляет его щелкать, если вам интересно, то в сети можно найти гораздо лучшее объяснение.

Я думаю, все согласятся, что щелки — не самый информативный индикатор, тем не менее, у него есть возможность оповещать об увеличении радиационного фона, но подсчет радиации при помощи секундомера для более точных результатов — штука довольно странная, поэтому я решил добавить устройству немного мозгов. Дозиметр — на самом деле очень простой прибор, нам нужен чувствительный элемент, в нашем случае трубка Гейгера, питание для неё, обычно около 400V постоянного тока и индикатор, в простейшем случае это может быть обычный динамик.

Когда ионизирующее излучение ударяется о стенку счётчика Гейгера и выбивает из неё электроны, оно заставляет газ в трубке стать проводником, поэтому ток идёт прямо на динамик и заставляет его щелкать, если вам интересно, то в сети можно найти гораздо лучшее объяснение. Щелки — не самый информативный индикатор, тем не менее, у него есть возможность оповещать об увеличении радиационного фона, но подсчет радиации при помощи секундомера для более точных результатов — штука довольно странная, поэтому я решил добавить устройству немного мозгов.

Альфа, бета, гамма и конструкция счетчиков

Альфа-излучение задерживается бумажкой. Бета-излучение можно экранировать листом оргстекла. А от жесткого гамма-излучения нужно строить стену из свинцовых кирпичей. Это знают, пожалуй, все. И все это имеет прямое отношение к счетчикам Гейгера: чтобы он почувствовал излучение, нужно, чтобы оно, как минимум, проникло внутрь. А еще оно должно не пролететь навылет, как нейтрино сквозь Землю.

Счетчик типа СБМ-20 (и его старший брат СБМ-19 и младшие СБМ-10 и СБМ-21) имеют металлический корпус, в котором нет никаких специальных входных окон. Из этого вытекает, что ни о какой чувствительности к альфа-излучению речи не идет. Бета-лучи он чувствует достаточно неплохо, но только если они достаточно жесткие, чтобы проникнуть внутрь. Это где-то от 300 кэВ. А вот гамма-излучение он чувствует, начиная с пары десятков кэВ.

А счетчики СБТ-10 и СИ-8Б (а также новомодные и малодоступные из-за ломовых цен Бета-1,2 и 5) вместо сплошной стальной оболочки имеют обширное окно из тонкой слюды. Через это окно способны проникнуть бета-частицы с энергией свыше 100-150 кэВ, что позволяет увидеть загрязнение углеродом-14, которое абсолютно невидимо для стальных счетчиков. Также окно из слюды позволяет счетчику чувствовать альфа-частицы.

Правда, в отношении последних надо смотреть на толщину слюды конкретных счетчиков. Так, СБТ-10 с его толстой слюдой его практически не видит, а у Беты-1 и 2 слюда тоньше, что дает эффективность регистрации альфа-частиц плутония-239 около 20%. СИ-8Б — где-то посередине между ними.

Компон

Компоненты

Дизайн счетчика Гейгера Мюллера почти полностью состоит из этих модулей:

• Высоковольтный повышающий конвертер DC-DC)
• Зарядник (Aliexpress или Amazon) 5V повышающий преобразователь DC-DC (Aliexpress или Amazon)
• Ардуино нано (Aliexpress или Amazon) OLED—экран на этих фотографиях 128*64, но в итоге я использовал 128*32 (Aliexpress или Amazon)

Также нам нужен транзистор 2n3904 (Aliexpress или Amazon) Резисторы 10M и 210K (Aliexpress или Amazon) Конденсатор 470pf (Aliexpress или Amazon) Кнопка-переключатель (Aliexpress или Amazon) Аккумулятор, опциональную активную пьезо-трещалку и сам счетчик Гейгера я использовал старые советские. Модель STS-5 довольно дешевая и её легко найти на Ибэй или Амазоне, она также совместима с трубкой SBM-20 или любой другой, вам нужно просто задать параметры в программе, в моём случае количество микрорентген в час равно количеству импульсов трубки за 60 секунд. И да, вот модель кейса, напечатанного на 3Д-принтере.

Сборка

Первое, что нужно сделать, это настроить вольтаж на высоковольтном DC-DC с потенциометром. Для STS-5 нам нужно примерно 410V. Затем просто спаяйте все модули по схеме, я использовал однопроволочные провода, это повышает стабильность конструкции и даёт возможность собрать устройство на столе, а затем просто поместить его в кейс. Важный момент состоит в том, что нам нужно соединить минус на входе и выходе высоковольтного конвертера, я просто припаял штекер.

Так как мы не можем просто присоединить Ардуино к 400V, нам понадобится простая схема с транзистором, я просто спаял их навесным методом и обернул в термоусадочную трубку, резистор 10MΩ от +400V был закреплен прямо на коннекторе. Лучше сделать медный кронштейн для трубки, но я просто накрутил провод по кругу, всё работает нормально, не меняйте плюс и минус счетчика Гейгера. Соединяем дисплей съемным кабелем, тщательно его изолировал, так как он располагался очень близко к высоковольтному модулю.

Схема дозиметра на микроконтроллере

Прибор предназначен для измерения ионизирующих излучений, вызванных бета — и гамма-лучи и имеет следующие параметры:

• Диапазон измеряемой дозы: 0 — 250 миллирентген/час
• Напряжение питания: 2 – 3.3 В две батареи АА
• Средний потребляемый ток: 0.5 мА при отключенной звуковой индикации
• Время выхода на рабочий режим: 30 секунд
• Период обновления показаний: 1 секунда

Прибор состоит из следующих функциональных блоков: генератор высокого напряжения для питания газоразрядного счетчика, формирователь импульсов счетчика, узел управления жидкокристаллическим дисплеем, блок звуковой индикации, и стабилизаторы напряжения для питания различных цепей устройства.

Синхронное управление всеми блоками обеспечивается микроконтроллером DD2. Высокое напряжение формируется преобразователем на транзисторе VT2 и трансформаторе T1. На затвор VT2 поступают импульсы частотой 244 Гц и скважностью примерно 4-15% от микроконтроллера DD2. В момент импульса транзистор открыт и в магнитопроводе T1 накапливается магнитная энергия.

При закрывании транзистора в обмотке I трансформатора формируется ЭДС самоиндукции, приводящая к короткому импульсу положительной полярности амплитудой порядка 60 В на стоке VT2. Это напряжение повышается обмоткой II и поступает на утроитель напряжения на диодах VD3-VD5 и конденсаторах C12-C14. Использование утроителя напряжения снижает требования к трансформатору и упрощает его конструкцию. Высокое напряжение порядка 400 В поступает на счетчик Гейгера BD1 через нагрузочный резистор R10.

Инженер по специальности "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем", МИФИ, 2005–2010 гг.

При таком напряжении счетчик работает в середине плато своего рабочего диапазона. Стабилитроны VD6-VD8 ограничивают напряжение на выходе утроителя до уровня 430 В и защищают от пробоя конденсаторы C11-C13 с номинальным рабочим напряжением 630 В. Такая защита необходима в процессе налаживания или при резком удалении дозиметра от источника радиации.

Без стабилитронов напряжение на конденсаторах может превысить 800-900 В и привести к их пробою. Средний потребляемый ток по цепи T1-VT2 не превышает 0.3 мА при сопротивлении нагрузки от 40 МОм и выше.

Счётчик на фотодиоде

Данная конструкция способна фиксировать только альфа- и бета частицы, гамма диапазон для нее невидим, однако большим плюсом для нее является доступность деталей. Схема достаточно несложная, и ее сборка при наличии нужных деталей не займет много времени.

Список деталей нужных для радиосхемы

• 1 BPW34 фотодиода
• 1 LM358 ОУ
• 1 транзистор 2N3904
• 1 транзистор 2N7000
• 2 конденсатора 100 НФ
• 1 конденсатор 100 мкФ
• 1 конденсатор 10 нФ
• 1 конденсатор 20 нФ
• 1 10 Мом резистор
• 2 1.5 Мом резистора
• 1 56 ком резистор
• 1 150 ком резистор
• 2 1 ком резистора
• 1 250 ком потенциометр
• 1 Пьезодинамик
• 1 Тумблер включения питания

Как вы можете видеть из схемы, она настолько проста, что собирается за пару часов. После сборки убедитесь, что полярность динамика и светодиода, являются правильными. Наденьте на фотодиод медные трубки и изоленту. Она должна плотно прилегать. Просверлите отверстие в боковой стене алюминиевого корпуса для тумблера, а сверху для фотодатчика, светодиода и регулятора чувствительности.

Больше никаких дырок в корпусе быть не должно, так как схема очень чувствительна к электромагнитным наводкам. После того, как все электрические компоненты будут соединены, вставьте батарейки. Мы использовали три сложеные вместе CR1620 батареи. Изоленту обмотайте вокруг трубок, чтобы они не смещались.

Это также поможет закрыть свет от воздействия на фотодиод. Вот теперь всё готово для начала обнаружения радиоактивных частиц. Проверить его в действии можно на любом тестовом источнике радиации, который вы можете найти в специальных лабораториях или в школьных кабинетах, по проведению практических работ.

Как правильно выбирать

Чтобы точно ответить на вопрос, какой счетчик Гейгера лучше выбрать, необходимо рассматривать конкретные условия его применения и основные технические параметры:

Счетчик Гейгера является достаточно полезным устройством, которое используется в работе дозиметров при оценке параметров среды. Существуют разные модели с определенными техническими характеристиками. Они предназначены для регистрации гамма-фотонов, а также альфа и бета-излучения.

Счетчик Гейгера – это деталь, датчик ионизирующего излучения в дозиметрической аппаратуре. Дозиметр – прибор, определяющий накопленную дозу ионизирующего излучения. Радиометр – прибор, показывающий мощность дозы ионизирующего излучения в данный момент времени в данной точке.

Электрические импульсы во внешней цепи, которые возникают при вспышке разряда, усиливаются. Именно их и регистрирует магнитный счетчик. Число таких импульсов зависит от уровня радиации и, соответственно, напряжения на его электродах. Чем выше радиация, тем сильнее треск.

Счетчик Гейгера способен регистрировать гамма-частицы и бетта-частицы так как остальные не могут проникнуть в счетчик и вызвать ионизации аргона. внутри счетчика.

Заключение

Инженер по специальности "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем", МИФИ, 2005–2010 гг.

Счетчик Гейгера – это прибор, который улавливает и подсчитывает количество попавших на него частиц. Он способен улавливать альфа-, бета-, гамма частицы, реагирует на рентгеновское, нейтронное и ультрафиолетовое излучения. Основная часть этого прибора это специальная трубка, наполненная различными газами и имеющая внутри два электрода.

Увидеть и почувствовать радиацию нельзя, но можно узнать о ее присутствии различными способами по засветке фотопленки, по световым вспышкам на дисплее, нопрактичнее всего — с помощью счетчика частиц, создающих электрический импульс при попадании в него частицы. В основном все счетчики Гейгера — Мюллера состоят из герметизированной трубочки, являющейся катодом и протянутой сквозь нее по оси проволочкой — анодом. Пространство внутри заполняется газом при маленьком давлении, чтоб создать оптимальные условия для электрического пробоя. Напряжение на счетчике около 300 — 500 В настраивают так, чтобы самостоятельного пробоя не происходило и ток через счетчик не тек. Но при попадании радиоктивной частицы она ионизирует находящийся в трубке газ, и между катодом и анодом возникает целая лавина электронов и ионов — начинает течь ток. Но через доли миллисекунды счетчик возвращается в исходное состояние и ожидает прохождения следующей частицы.

На фотографии представлен наиболее распространенный счетчик СБМ-20. Он чувствителен к бета- и гамма-излучению (рентгеновскому). Количество импульсов, регистрируемых им за 40 секунд равно интенсивности радиации в микрорентгенах в час (мкР/ч). Нормальный уровень обычно 12 — 16 мкР/ч. Но в горах он может быть в несколько раз выше.

Схема самодельного дозиметра состоит из двух блоков, собранных в небольших пластиковых коробочках: сетевого выпрямителя и индикатора.

Блоки соединяются между собой разъемом X1. При подаче питания конденсатор С3 начинает заряжатся до напряжения 600 В и затем является источником питания для счетчика. Отсоединив питание от розетки и отключив индикатор, начинаем слушать щелчки в высокоомных телефонах.

Как вы уже смогли догадаться щелчок в телефонах означает попадание радиоактивной частицы в счетчик. Время работы индикатора после одной зарядки зависит от тока утечки конденсатора, поэтому он должен быть хорошего качества. Как правило прибор способен без подзарядки проработать минут десять или сорок, зависит от интенсивности радиоактивного излучения.

Об окончании заряда конденсатора можно судить по прекращению щелчковв высокоомных телефонах. Номиналы деталей некритичны. Резистор R1 должен быть мощный 1-2 Вт. Счетчик В1 может быть любым, какой сможете найти.

Дозиметр своими руками СИ-13Г

На элементах DD1.1 и DD1.2 К176ЛА7 собран генератор расчитанный на частоту 1000Гц. Прямоугольные импульсы через дифференцирующееся цепочку C2R3, открывают транзистор VT1 КТ315, работающий в ключевом режиме. Импульсы с его коллекторного перехода, проходя по первичной обмотке трансформатор, наводят в его вторичной обмоткевысокое импульсное напряжение с потенциалом около 100 В. Диод VD1 предназначен для защиты коллектора транзистора от перенапряжения, могущего возникнуть на индуктивной нагрузке — трансформатора.

Выпрямитель с шестикратным умножением выдает постоянное400 В напряжение, которое подается на катод счетчика через токоограничительный резистор R4. Отрицательные импульсы с анода счетчика, вызванные пролетом радиоактивных частиц, переключают элемент DD1.3 и растягиваясь по длительности до долей секунды попадают на DD1.4, т.к на другой его вход поступают прямоугольные импульсы частоты 1 кГц. На выходе элемента получаются тональные звуковые сигналы, одновременно светится и светодиод HL1.

Трансформатор самодельный, намотанный на миниатюрном Ш-образном ферритовом сердечнике Ш4×8, первичная обмотка которого содержит 100 витков провода ПЭЛ 0,1, вторичная — 1200 витков провода ПЭЛ 0,06. Намотку необходимо делать внавал, между обмотками прокладывают 1 — 2 слоя изоляции.

В этой статье найдете описание простых схем дозиметра на счетчике СБМ-20, обладающих достаточной чувствительностью и регистрирующих самые малые значения бета- и гамма- радиоктивных частиц. Схема дозиметра базируется на отечественном датчике радиационного излучениятипа СБМ-20. Он похож на металлический цилиндр диаметром 12 мм и длинной около 113 мм. В случае необходимости его можно заменить на ZP1400, ZP1320 или ZP1310.

В основе прибора — счетчик Гейгера-Мюллера типа СБМ-20. Это цилиндр из металла, с двумя электродами на концах. Внутри газ. На эти электроды подают постоянное напряжение около 400V. При прохождении через счетчик ионизирующей частицы происходит электрический пробой и сопротивление прибора резко снижается от бесконечного до весьма ощутимого. Таким образом с каждой ионизирующей частицей, пролетающей через счетчик он создает короткий импульс.

Этот бытовой дозиметр с использованием микроконтроллера способен фиксировать превышение уровня радиации в диапазоне от 0 мР до 144 мР. Конструкция состоит из повышающего преобразователя напряжения и микроконтроллера, который считает генерируемые импульсы и передает информацию на цифровой индикатор.

При каждом пролете через счетчик ионизирующей частицы устройство издает короткий тональный звук. Чем выше радиация, тем чаще звучит. Схема генератора напряжения 700V сделана на основе миниатюрного силового трансформатора типа HRE3005000 с двумя обмотками, — вторичной на 6V и сетевой на 230V. Трансформатор очень малогабаритный и имеет мощность менее 1W. Вот этот трансформатор здесь используется для получения высокого напряжения. Он включен наоборот, то есть, в данной схеме низковольтная обмотка работает как первичная. Она включена в коллекторную цепь транзистора VT1, на базу которого поступают импульсы от генератора на микросхеме А1, — интегральном таймере типа 555. Чтобы получить необходимые 700V витков вторичной обмотки трансформатора недостаточно, поэтому есть еще дополнительный умножитель напряжения на диодах VD2-VD6.

Для обеспечения стабилизации выходного напряжения, в схеме есть обратная связь, которая осуществляется через резисторы R3 и R4. Через них поступает напряжение на вывод 2 А1, величина которого пропорциональна величине выходного напряжения. Соответственно меняется скважность импульсов, генерируемых микросхемой А1 и изменяется напряжение на выходе умножителя. Таким образом, напряжение на выходе умножителя поддерживается стабильно и мало зависит от напряжения питания. Устанавливают выходное напряжение подстройкой резистора R1. Следует заметить, что для точного измерения выходного напряжения обычный мультиметр не подходит из-за низкого входного сопротивления. Нужно использовать высокоомный вольтметр или измерять мультиметром через делитель напряжения, например, составленный из резисторов сопротивлением 10 мегаом и 100 килоом.

При приходе импульса на вывод 2 А2, ждущий мультивибратор запускается и вырабатывает пачку импульсов, которая поступает на динамик В1. Раздается короткий звук высокого тона. Эту схему можно использовать и как часть цифрового дозиметра. Импульсы на его счетчик нужно будет подавать с вывода 3 А2. Детали. Главную деталь — счетчик Гейгера-Мюллера можно заменить и другим, например, отечественным. Но это потребует соответствующего изменения напряжения питания счетчика (для наших обычно 400V). То есть, нужно будет уменьшить число ступеней умножителя напряжения. Трансформатор Т1 можно заменить практически любым маломощным силовым трансформатором со вторичной обмоткой 6V. Или же мотать его самостоятельно. Динамик В1 — капсюль от малогабаритных головных телефонов. Его сопротивление должно быть в пределах 16-50 Огл. Налаживание заключается только в установке высокого напряжения регулировкой подстроечного резистора R1.

Схема этого измерителя радиации позволяет контролировать изменение излучения используя световые вспышки светодиода. Увеличение количества таких вспышек в единицу времени говорит об превышение радиационного фона в зоне контроля.

В портативных самодельных дозиметрах, в которых в роли датчиков радиации используются счетчики Гейгера, главным узлом конструкции является модуль, преобразующее малое напряжение питания от обычной батарейки в повышенное до 360…440 вольт, необходимого для питания счетчика Гейгера.

Ионизирующая радиация опасна не только своей высокой поражающей способностью — доза, смертельно опасная для человека, в тепловом ее эквиваленте едва нагрела бы и стакан воды, но и тем, что она никак не воспринимается нашими органами чувств. Ни один из органорецепторов человека не предупредит его о сближении с источником радиации любой интенсивности. Это обстоятельство позволяло долгое время скрывать от населения происходившие в нашей стране радиационные аварии и их последствия. И даже после взрыва на Чернобыльской АЭС, радиоизотопный след которого ощутила, как минимум, вся Европа, еще несколько лет у нас блокировались любые попытки дать в руки населения приборы, которые позволили бы ему самому позаботиться о своей безопасности. И лишь с появлением в свободной продаже датчиков ионизирующей радиации — так называемых счетчиков Гейгера — управлявшие нашей страной утеряли, наконец, исключительное право знать то, что не следует, по их мнению, знать населению.

Измерение уровня радиоактивного фона осуществляется с помощью специального прибора – дозиметра. Его можно приобрести в специализированном магазине, но домашних умельцев привлечет другой вариант — сделать дозиметр своими руками. Бытовую модификацию можно собрать в нескольких вариациях, например, из подручных средств или с установкой счетчика СБМ-20.

Возможности самодельного аппарата

Естественно, профессиональный или многофункциональный дозиметр собрать будет довольно сложно. Бытовые портативные или индивидуальные приборы регистрируют бета или гамма излучение. Радиометр предназначен для исследования конкретных объектов и считывают уровень радионуклидов. Фактически дозиметр и радиометр – это два разных устройства, но бытовые версии часто совмещают в себе и первое, и второе. Тонкая терминология играет роль только для специалистов, потому даже комбинированные модели называют обобщенно – дозиметр.

Выбрав одну из предложенных схем для сборки, пользователь получит простейшее устройство с низкой чувствительностью. Польза в таком приборе все же есть: он способен регистрировать критичные дозы радиации, это будет свидетельствовать о реальной угрозе здоровью человека. Несмотря на то, что самодельное устройство в разы уступает любому бытовому дозиметру из магазина, для защиты собственной жизни его вполне можно использовать.

Полезные советы

Перед тем, как выбрать для себя одну из схем сборки, ознакомьтесь с общими рекомендациями по изготовлению прибора.

1. Для аппарата собственной сборки выбирают 400 вольтовые счетчики, если преобразователь рассчитан на 500 вольт, то нужно корректировать настройку цепи обратной связи. Допустимо подобрать иную конфигурацию стабилитронов и неоновых ламп, смотря, какая схема дозиметра применяется при изготовлении.
2. Выходное напряжение стабилизатора замеряется вольтметром с входным сопротивлением от 10 Мом. Важно проверить, что оно фактически равно 400 вольт, заряженные конденсаторы потенциально опасны для человека, несмотря на малую мощность.
3. Вблизи счетчика в корпусе делается несколько мелких отверстий для проникновения бета-излучений. Доступ к цепям с высоким напряжением должен быть исключен, это нужно учесть, при установке прибора в корпус.
4. Схему измерительного узла подбирают на основании входного напряжения преобразователя. Подключение узла осуществляется строго при отключенном питании и разряженном накопительном конденсаторе.
5. При естественном радиационном фоне самодельный дозиметр будет выдавать порядка 30 – 35 сигналов за 60 секунд. Превышение показателя свидетельствует о высоком ионном излучении.

Схема №1 — элементарная

• пластиковая бутылка, а точнее – горлышко с крышкой;
• консервная банка без крышки с обработанными краями;
• обычный тестер;
• кусок стальной и медной проволоки;
• транзистор кп302а или любой кп303.

Ножку затвора КП302а прикручивают к петле стальной проволоки, а к стоку и истоку подсоединяют клеммы тестера. Вокруг банки нужно обкрутить медную проволоку и одним концом закрепить к черной клемме. Капризный и недолговечный полевой транзистор можно заменить, например, соединить несколько других по схеме Дарлингтона, главное – суммарный коэффициент усиления должен быть равен 9000.

Самодельный дозиметр готов, но его нужно откалибровать. Для этого используют лабораторный источник радиации, как правило, на ней указана единица его ионного излучения.

Схема № 2 — установка счетчика

Для того, чтобы собрать дозиметр своими руками, подойдет обычный счетчик СБМ-20 — его придется купить в специализированном магазине радиодеталей. Сквозь герметичную трубку-катод по оси проходит анод – тонкая проволока. Внутреннее пространство при малом давлении наполнено газом, что создает оптимальную среду для электрического пробоя.

Напряжение СБМ-20 порядка 300 – 500 В, его необходимо настроить так, чтобы исключить произвольный пробой. Когда попадает радиоактивная частица, она ионизирует газ в трубке, создавая большое количество ионов и электронов между катодом и анодом. Подобным образом счетчик срабатывает на каждую частицу.

Важно знать! Для самодельного аппарата подойдет любой счетчик, рассчитанный на 400 вольт, но СБМ-20 – самый подходящий, можно приобрести популярный СТС-5, но он менее долговечный.

Схема дозиметра представляет собой два блока: индикатор и сетевой выпрямитель, которые собирают в коробочках из пластика и соединяют разъемом. Блок питания подключают к сети на небольшой промежуток времени. Конденсатор заряжается до напряжения 600 Вт и является источником питания устройства.

Блок отключают от сети и от индикатора, а к контактам разъемам подсоединяют высокоомные телефоны. Конденсатор следует выбрать хорошего качества, это продлит время работы дозиметра. Самодельный аппарат может функционировать в течение 20 минут и больше.

• резистор выпрямителя оптимально подобрать с рассеивающей мощностью до 2 вт;
• конденсаторы могут быть керамические или бумажные, с соответствующим напряжением;
• счетчик можно выбрать любой;
• исключите вероятность прикосновения руками к контактам резистора

Естественный радиационный фон будет регистрироваться как редкие сигналы в телефонах, отсутствие звуков означает, что нет питания.

Схема № 3 с двухпроводным детектором

Можно сконструировать самодельный дозиметр с двухпроводным детектором, для этого нужна пластиковая емкость, проходной конденсатор, три резистора и одноканальный демпфер.

Сам демпфер снижает амплитуду колебаний и устанавливается за детектором, непосредственно рядом с проходным конденсатором, который измеряет дозу. Для такой конструкции подойдут только резонансные выпрямители, а вот расширители практически не используются. Прибор будет более чувствителен к радиации, но потребует больше времени для сборки.

Существуют и другие схемы, как сделать дозиметр самостоятельно. Радиолюбители разработали и протестировали множество вариаций, но большинство из них основывается на схемах, описанных выше.

Читайте также:

  
• Система контроля давления в шинах своими руками
  
• Якорьки для рыбалки своими руками
  
• Халфбайк своими руками
  
• Масс эффект как отремонтировать систему очистки
  
• Паук из фетра своими руками