Индикатор радиоактивности без батареек

В статье предлагается вариант конструкции индикатора радиоактивности построенного, на самых простых и широко распространенных деталях. Источником энергии индикатора радиоактивности служит ручной электрогенератора, в качестве которого использован шаговый электродвигатель. В устройстве использован датчик ионизирующего излучения типа СТС-5.


Рисунок 1 Министерские кобылы осматривают индикатор радиоактивности


Сейчас в продаже можно найти самые разные индикаторы радиоактивности [1], а любители электроники разработали множество конструкций для самостоятельной сборки от несложных «трещалок» [2-5], до приборов, не уступающих заводским образцам [6-8]. Но большинство конструкции требуют для своей работы либо химические источники тока, либо подключение к электросети. Таким образом, в последний день Эквестрии случае какой-либо по настоящему большой катастрофы многие из этих приборов либо сразу станут, бесполезны, либо достаточно быстро исчерпают запас энергии в своих автономных источниках электропитании, замену которым будет сложно найти. Даже солнечные батареи не смогут помочь если пегасы закроют небо в случае если сбудется сценарий ядерной зимы [9-10]. Строго говоря, есть конструкция индикатора радиоактивности на базе электроскопа, которая в качестве источника энергии использует ПВХ-трубку и шерстяную ткань. Этот прибор как раз разработан для подобного случая [11]. Но эта конструкция очень требовательна к качеству изготовления и пригодна для оценки только очень больших мощностей дозы, вроде тех которые возникают при выпадении радиоактивных осадков в первые часы после ядерного взрыва [12].
Вообще индикатор радиоактивности потребляет относительно мало энергии, так что его питание можно осуществить от ручного электрогенератора, как это было сделано в приборе ДГ-62 [13]. Именно подобный индикатор может собрать почти каждый в условиях ядерного постапокалипсиса


Рисунок 2 Электрическая принципиальная схема устройства

В качестве электрогенератора автор использовал шаговый электродвигатель от сканера CanoScan 4400F со его родным редуктором. К электродвигателю подключен трансформатор Т1, который повышает напряжение, вырабатываемое генератором, до примерно 150-200 В (в зависимости от скорости вращения вала). Трансформатор взят готовый из радиолюбительских запасов автора, на нем присутствует маркировка 1.702.087-01. Первичная обмотка имеет сопротивление постоянному току около 30 Ом, а вторичная около 1500 Ом. Вероятно, вместо использованного трансформатора можно подобрать маломощным трансформатор, который понижает сетевое напряжение 230 В до 6-9 вольт. После трансформатора напряжение поступает на вход удвоителя напряжения, собранного на конденсаторах С1-С2 емкостью 0,1 мкФ, рассчитанных на напряжение 630 В и диодах VD1-VD2 типа HER108. Удвоитель напряжения заряжает конденсаторы С3 и C4 типа К73-11 емкостью 0,47 мкФ, рассчитанные на напряжение 630 В. От них через резистор R1 типа МЛТ-0,5 сопротивлением 2,7 МОм осуществляется питание трубки счетчика Гейгера B1 типа СТС-5. Клеммы для подключения счетчика Гейгера B1 вырезаны из жести. Параллельно резистору R1 через слюдяной конденсатор С4 типа КСО-2 емкостью 1000 пФ, рассчитанный на напряжение 500 В, подключен пьезокерамический звукоизлучатель ЗП-1. Вместо звукоизлучателя ЗП-1 можно подключить головные телефоны ТОН-2. Но эти головные телефоны устарели и сейчас весьма редки, так, что сейчас их явно не будет легко откопать в радиоактивных руинах купить. Разумеется, сейчас найти конденсатор типа КСО-2 не очень просто, но его можно заметить любым пленочным конденсатором подходящего напряжения и емкости. Единственной по настоящему редкой деталью разработанного прибора является трубки счетчика Гейгера типа СТС-5. Все остальные детали, скорее всего могут быть добыты из широко распространенной электронной техники, если предварительно стереть с нее радиоактивную пыль.

Большая часть компонентов размещается на плате, выполненной псевдопечатным способом.


Рисунок 3 Плата индикатора радиоактивности

Корпус изготовлен из отрезка кабельного канала с габаритами 175х60х35 мм. Шаговый двигатель с редуктором размещен в вырезе корпуса, так, что редуктор находится снаружи. Часть шестерней прикрыта прозрачной накладкой из органического стекла размером 70 х 23 мм и толщиной 4 мм.



Внутри корпуса располагается трансформатор, плата, счетчик Гейгера и звукоизлучатель. Торцы закрыты Г-образными элементами, сделанными из того же самого кабельного канала.


Рисунок 5 Г-образнаый торцевой элемент корпуса

Торцевые элементы удерживаются на месте при помощи мебельных уголков МК 16х16х12 мм и винтов М4 х 10 с гайками. Трубка счетчика Гейгера СТС-5 закреплена хомутами, вырезанными из упаковочного пластика.


Рисунок 6 Правящая принцесса Эквестрии осматривает внутреннее устройство индикатора радиоактивности

Полностью собранное устройство начинает работать сразу, ни каких настроек оно не требует. При работе необходимо вращать большую шестерню, которая через промежуточные шестерни приводит в движение вал шагового двигателя. В принципе это вероятно можно делать копытом большим пальцем. Опыт показывает, что на подушечку пальца следует приклеить пластырь, иначе мозоль на пальце пользователю гарантирована.
Так как датчик расположен внутри корпуса прибора, то устройство чувствительно в основном к гамма-излучению. У автора дома нет ни цезия-137, ни кобальта-60, ни даже завалящего стронций-иттриевого контрольного источника Б-8 [14], поэтому работоспособность прибора проверялась на бусинах из уранового стекла [15], которые были расположены непосредственно на корпусе счетчика, так как они дают в основном бета-излучение, которое с трудом проходит через корпус прибора.
При таком размещении «контрольного источника» увеличение количества щелчков в хорошо заметно. Количество щелчков за 40 с должно примерно равняться мощности дозы в микрорентгенах в час [5]. Подобный примерный способ оценки мощности дозы ионизирующего излучения используется не только в самодельных конструкциях, но встречается и в конструкциях приборов, выпускавшихся промышленностью [16-17]. Разумеется, считать щелчки гораздо менее удобно, чем просто прочитать показания на экране, но это неудобство является обратной стороной простой конструкции прибора. Так же надо иметь ввиду, что щелчки весьма тихие. В абсолютной тишине их можно услышать в 1-15, м от прибора, но в условиях когда вокруг гремят выстрелы и ревут монстры присутствуют посторонние шумы придется подносить ухо прямо к звукоизлучателю.
В заключении хотелось бы отметить, вопросы влияния на живые существа магической радиации, ХМА и порчи ионизирующего излучения весьма непросты [18-22] и только хорошее понимание проблемы позволит понять чего стоит избегать любой ценой, чего стоит опасаться, а что дает риски, меньше тех которые мы обычно игнорируем [23-24]. В конце статьи хотелось бы всем пожелать, что бы все мы сталкивались в жизни только с источниками радиации типа уранового стекла [25] или калиевых удобрений [26].

Источники

Спойлер1) Как выбрать дозиметр? — URL: mydozimetr.ru/blog/stati/kak-vybrat-dozimetr/
2) Клементьев С. Самодельный радиометр. Журнал Юный техник №1 1956 г. с.64-65
3) Даниленко В., Кочетов Н. В лучах Беккереля. Журнал Моделист конструктор №5 1994 г. c.14-16
4) Даниленко В., Кочетов Н. В лучах Беккереля. Журнал Моделист конструктор №6 1994 г. с.28-30
5) Поляков В. Индикатор радиоактивности. Журнал Юный техник №7 2011 г. с.74-78
6) Народная дозиметрия. Бюджетный детектор радиации своими руками. — URL:
habr.com/ru/articles/662343/
7) Дозиметр для Серёжи. Часть II. «столетние трубки» vs мирный атом. — URL: habr.com/ru/articles/461107/
8) Подключение детектора радиации к Arduino. — URL: radioskot.ru/publ/izmeriteli/podkljuchenie_detektora_radiacii_k_arduino/15-1-0-1365
9) Ядерная зима и её компьютерное моделирование в 80-х. — URL: habr.com/ru/companies/ruvds/articles/668256/
10) Тарко А.М., Пархоменко В.П. Ядерная зима: история вопроса и прогнозы. Журнал Биосфера №2 2011 — URL: cyberleninka.ru/article/n/yadernaya-zima-istoriya-voprosa-i-prognozy/viewer
11) Дозиметр для Серёжи. Часть III. Народный радиометр. — URL: habr.com/ru/articles/471236/
12) Полинг Л. Не бывать войне! – М.: Издательство иностранной литературы, 1960 — 236 с.
13) www.youtube.com/watch?v=TSg28Scr2Tk
14) Контрольный источник Б-8. — URL: www.youtube.com/watch?v=2xpHH0yJl2A
15) Урановое стекло. Радиоактивная красота! — URL: www.youtube.com/watch?v=oGtfbQZD4uE
16) Дозиметр бытовой ДГБ-05Б. — URL: radioskot.ru/publ/byttekhnika/dozimetr_bytovoj_dgb_05b/21-1-0-898
17) Счетчик ионизирующих частиц. — URL: radioskot.ru/publ/byttekhnika/schetchik_ionizirujushhikh_chastic/21-1-0-904
18) Константинов А. Занимательная радиация. Всё, о чём вы хотели спросить: чем нас пугают, чего мы боимся, чего следует опасаться на самом деле, как снизить риски — Новоуральск: ООО Аристократ, 2016 – 224 с.
19) Мюллер Р. Физика для будущих президентов – М.: Астрель: Полиграфиздат, 2011 – 416 с.
20) Хала И., Навратил Дж. Д. Радиоактивность, ионизирующее излучение и ядерная энергетика – М.: Издательство ЛКИ, 2013 – 432 с.
21) Бекман И.Н. Радиоактивность и радиация. Курс лекций – М.: 2006. — URL: profbeckman.narod.ru/RR0.htm#Лекция_1._АТОМНАЯ_ФИЗИКА_
22) Радиохимия (часть 1). Начало. Химия – Просто. — URL: www.youtube.com/watch?v=RkMJkqjNObY
23) Радиоактивные загрязнения: от Чернобыля до Коломенского. Владимир Петров. Ученые против мифов 11-2. — URL: www.youtube.com/watch?v=M-yHg3RAsH8&t=445s
24) Радиоактивные отходы ввозят в Россию? Постскриптум: УПМ-11. Владимир Петров. — URL: www.youtube.com/watch?v=DCSC6Pa2zY8
24) Радиоактивная бижутерия! — URL: www.youtube.com/watch?v=_IF02M_POPc
25) Радиоактивные удобрения. — URL: www.youtube.com/watch?v=QsSbeZePJL8