小型放射性指标。方案、说明

小型放射性指示器。无线电电子电气工程百科全书

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所描述的指示器是在 1986 年切尔诺贝利事故后根据临时部件开发的。目标是制作一个小型、简单但相当敏感的环境和食品污染指标。众所周知，人不断受到宇宙和陆地的放射性辐射，其来源是地壳释放的氡气、土壤中发现的各种放射性矿物、建筑材料、带有夜光指针和表盘的手表和装置，特别是在上世纪上半叶释放的，当时使用了镭。辐射源至今仍在使用，例如烟雾探测器。这个问题在[1]中有详细描述。

例如，[2] 中描述的许多自制的放射性指示器只能让您注意到自然背景中辐射水平相当显着的过量，这是极其不均匀的。在低辐射水平下，灯光指示器的闪烁或声音指示器的咔哒声以随机的间隔发生，从几分之一秒到单位甚至几十秒。因此，当“在头脑中”计算它们时，很难不误入歧途，低估或高估观察到的暴露水平的危险。为了可靠性，您必须重复该过程几次，并根据秒表准确观察其持续时间。

确实，稍微过量的背景对于受外部影响的人类来说实际上是安全的。然而，当放射性物质进入内部时，情况就会发生巨大变化。特别有害的是这种物质发射的阿尔法粒子，例如，它与灰尘一起进入肺部。它们强烈破坏周围的组织。

所提出的指标能够检测背景的非常小的过量。例如，他允许检测一些茶、干花草茶和炼乳样品的放射性污染，而这无法通过计算 LED 的闪烁次数来确定。

指标示意图如图所示。它由高压源、放射性粒子探测器（盖革计数器）、脉冲计数器、脉冲扩展器、定时器和LED指示灯组成。

放射性指标示意图（点击放大）

该设备使用盖革计数器 SBT-11 (BD1)，因为在我拥有的所有小型计数器中，只有它能够记录低能量粒子，这要归功于覆盖敏感窗口的薄云母（20 ... 25 微米）。

为盖革计数器供电的高压源由晶体管VT1、脉冲变压器T1和整流二极管VD2、VD3和电容器C3、C4上的倍压整流器组成阻塞振荡电路。

当放射性粒子或伽马辐射量子穿过盖革计数器时，盖革计数器中产生的电流脉冲会在电阻器 R5 上产生电压脉冲。二极管 VD4 限制这些脉冲的幅度。它们进入计数器 DD10 的输入 1，并通过二极管 VD5 到达场效应晶体管 VT2 上的脉冲扩展器，导致 HL1 LED 清晰可见的闪烁。这些爆发的平均频率显着增加表明放射性辐射达到危险水平。

K176IE5 (DD1) 芯片上实现了两个节点：盖革计数器生成的脉冲计数器和计时器。接通电源电压后，DD1 微电路的计数器通过其输入端 R 为电容器 C7 充电时产生的脉冲设置为零。然后，开始对进入输入端10的脉冲和内部微电路发生器的脉冲进行单独计数，其频率设置元件是电容器C8和C9以及电阻器R12（调谐器）和R13。

发生器与DD1微电路的第二计数器一起形成定时器，其计数的时间间隔到期的标志是连接到微电路的输出2的HL9 LED的打开。

当该计数器中累积了超过 3 个盖革计数器脉冲时，连接到第一个计数器的输出 15 的 HL128 LED 就会亮起。在正常的背景辐射水平下，HL2 LED 应早于 HL3 打开，当超过时，反之亦然。这是通过使用调谐电阻器 R12 调节发生器频率来实现的。

打开指示灯开关SA1与点亮LED HL3之间的时间间隔越短，辐射越强。在高强度时，HL3 LED 会闪烁，并且闪烁频率与强度成比例增加，然后闪烁合并为连续发光。电阻R9用于在断电时使电容C5完全放电。

该指示器组装在尺寸为 120x40x30 mm 的金属外壳中，所有部件均位于电路板上。为了安装盖革计数器 SBM-11，提供了一个用于七针指尖无线电管的传统面板。柜台的敏感窗口覆盖有铰链保护盖。开关和 LED 位于外壳的末端。该指示器由克朗电池供电，该电池也位于其外壳内。

脉冲变压器T1缠绕在尺寸为K17,5x8,2x5、由铁氧体2000NM制成的环上。缠绕I - 8匝直径为2毫米的PEV-0,3导线，缠绕II - 3匝相同的导线，缠绕III - 250匝直径为2毫米的PEV-0,12导线。绕组III首先缠绕在铁氧体环上。它必须与环以及缠绕在其上的绕组 I 和 II 良好绝缘（例如，使用氟塑料胶带）。必须严格遵守图中所示的绕组 I 和 II 的相位。如果阻塞振荡器未通电，则应交换这些绕组之一的引线。

二极管 KD510A 可以替换为任何脉冲二极管，例如 KD522B。电阻R6-KIM-0,125或进口，调谐电阻R12-SP-38a，其余-MLT-0,125。电容器C3和C4 - 陶瓷管状KT-1组H70，C5 - 任何氧化物，其余电容器 - 陶瓷或薄膜。图中所示的 LED 可以替换为现代高亮度 LED。开关 SA1 - 滑动 PD9-1。

建立指示器归结为通过选择电阻器 R390 和 R320 并使用调谐电阻器 R460 设置测量时间来设置 1 V 的高电压（允许限制 2 ... 12 V）。高电压应使用具有高输入电阻（10 MΩ 或更高）的电压表进行测量。

测量时间应确保在设备附近没有任何辐射源（自然背景除外）的情况下，HL2 LED 比 HL3 稍早亮起。必须考虑到背景不是恒定的，因此必须重复进行这种调整。

在计数模式下，指示器消耗 0,8 ... 0,9 mA 的电流。

文学

辐射。剂量、影响、风险。每。来自英语。尤·A·班尼科娃 (Y. A. Bannikova) - M.：米尔，1990。
Nechaev I. 放射性指标。 - 广播，2014 年，第 10 期，p。 35、36。

作者：G. Zakomorny

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