In unserem Zeit alter der von Menschen verursachten Katastrophen ist es notwendig, uns vor deren Folgen in Form radioaktiver Kontamination zu schützen. Und dazu muss ionisierende Strahlung detektiert werden. In Ermangelung industrieller Geräte kann daher jeder Funkamateur versuchen, einen Geigerzähler mit seinen eigenen Händen herzustellen.
Was ist ein Geigerzähler?
Um den radioaktiven Hintergrund zu messen, haben Wissenschaftler und Ingenieure Geräte entwickelt - Geigerzähler. Als Sensor für Alpha-, Beta- und Gammastrahlung dient eine verschlossene, mit einem Edelgasgemisch gefüllte Gasentladungsröhre, benannt nach den Erfindern des Geiger-Müller-Zählwerks. Aber professionelle Geräte sind für den modernen Laien nicht leicht zugänglich und recht teuer.
Es wurden mehrere Varianten solcher Strukturen entwickelt. DIY-Geigerzähler aus einer Neonlampe kann selbst den unvorbereitetesten Stalker zum Überleben in einer postapokalyptischen Welt machen.
Sorten von improvisierten DesignsGeigerzähler
Der Geigerzähler wurde von vielen Hobbydesignern mit eigenen Händen entwickelt und hergestellt. Es gibt viele Gest altungsmöglichkeiten. Die gebräuchlichsten hausgemachten Entwicklungsschemata sind bekannt:
- Radiometer, das einen Fluoreszenz- oder Neonstarter als Beta- und Gammasensor verwendet.
- Ein einfacher hausgemachter Strahlungsindikator basierend auf dem STS-5-Sensor.
- Das einfachste Dosimeter mit einem Sensor SBM-20.
- Kleiner Strahlungsindikator basierend auf SBT-9-Sensor.
- Indikator für ionisierende Strahlung basierend auf einem Sensor eines Halbleiterbauelements - einer Diode.
- Der einfachste Strahlungsindikator mit einem selbstgebauten Entladungsgerät aus einer PET-Flasche und einer Dose.
Vor- und Nachteile von Designs
Die Konstruktionen von selbstgebauten Dosimetern und Strahlungsindikatoren mit den Sensoren SBM-20, STS-5, SBT-9 sind recht einfach und haben eine hohe Empfindlichkeit. Aber sie haben einen sehr wichtigen Nachteil – sie sind industrielle Sensoren für ionisierende Strahlung, die schwer zugänglich und teuer in der Anschaffung sind.
Ein Strahlungsindikator mit einem Halbleiterbauelementsensor ist billig, aber aufgrund der Nichtlinearität der Halbleitereigenschaften schwierig einzurichten und empfindlich gegenüber Temperatur- und Versorgungsspannungsänderungen.
Das Gerät mit selbstgebautem Sensor aus einer PET-Flasche ist denkbar einfach, benötigt aber eine Sch altung mit Feldeffekttransistor, die einem Heimwerker nicht immer zur Verfügung steht. Außerdem neigen Feldeffekttransistoren unter starkem Druck zum DurchbruchStrahlung.
Am günstigsten sind Ausführungen mit starterbasierten Sensoren von defekten Leuchtstoff- oder Neonlampen. Zu den Nachteilen eines Sensors von einem Starter wie einer Neonlampe gehören die Empfindlichkeit gegenüber Änderungen der Temperatur und der Versorgungsspannung sowie die Notwendigkeit, den Sensor vor Licht und elektromagnetischer Strahlung abzuschirmen. Zu den Vorteilen gehört die einfache Herstellung und Einrichtung eines Geigerzählers mit Ihren eigenen Händen.
Schema eines Strahlungsindikators mit einer Glimmlampe als Sensor
Das Erstellen eines Geigerzählers mit Ihren eigenen Händen sollte mit dem Studium des Sch altplans des Geräts beginnen. Diese Sch altung verwendet eine Neonröhre als Gamma- und Betasensor.
Betrachten wir den Sch altplan.
Die Diode D1 dient zur Gleichrichtung von Wechselstrom. Um eine konstante Spannung von 100 V bereitzustellen, wurde eine Stabilisierungssch altung basierend auf einer Zenerdiode D2 verwendet. Die Parameter des Widerstands R1 sind abhängig von der Versorgungsspannung Vac und berechnen sich nach der Formel
R1=(Vac-100V)/(5 mA).
Der variable Widerstand R2 setzt die Spannung an der Glimmlampe leicht unter die Zündspannung. Die Neonlampe im Standby-Modus sollte nicht leuchten. Wenn radioaktive Teilchen durch einen Glaskolben fliegen, ionisiert das Edelgas und die Lampe blitzt auf.
In dem Moment, in dem die Lampe blinkt, tritt am Widerstand R3 ein Spannungsabfall auf, und eine Neonlampe wird leuchtenSpannung, kleiner als H altespannung. Es fließt kein Strom durch die Lampe, bis sie durch ein ionisierendes Teilchen gezündet wird. Im Moment eines kurzen Stromflusses durch die Lampe ertönt ein lautes Klicken im Lautsprecher. Nachdem Sie einen Geigerzähler mit Ihren eigenen Händen aus einer Neonlampe zusammengebaut haben, können Sie mit dem Aufbau beginnen.
Geigerzähler einrichten und kalibrieren
Das entwickelte Modell des postapokalyptischen Geigerzählers lässt sich leicht mit den eigenen Händen aufbauen. Mit einem variablen Widerstand R2 wird das Gerät in den Standby-Modus versetzt, kurz bevor ein Sensor von einer Neonlampe ausgelöst wird. Außerdem nähert sich für das Experiment ein staubiger Lappen dem Indikator für Radioaktivität und die Empfindlichkeit des Geräts wird durch den Regelwiderstand R2 eingestellt. Da der Staub voller radioaktiver Isotope ist, sollte die Neonanzeige der Radioaktivität bei richtiger Einstellung regelmäßig blinken, der Lautsprecherkopf sollte zwitschernde Geräusche und Klickgeräusche abgeben.
Für eine genauere Kalibrierung des Geräts müssen Sie eine verfügbare Strahlungsquelle verwenden. Es kann sich um einen Kippsch alter von militärischer Funkausrüstung handeln, auf den ein leuchtender radioaktiver Phosphor aufgebracht ist. Die Kalibrierung erfolgt mit einem beispielhaften Standarddosimeter. Die Betriebsfrequenz eines hausgemachten Geigerzählers ist an die Häufigkeit des Zählens des Strahlungspegels eines Industriedosimeters angepasst. Zur Kalibrierung kann auch eine Standardstrahlungsquelle verwendet werden, die üblicherweise mit einem Militärdosimeter ausgestattet ist.
Materialien und Werkzeuge zum Zusammenbau eines Geigerzählers
Wenn Sie einen Geigerzähler mit Ihren eigenen Händen zusammenbauen, MaterialienEs kann jedes für einen Funkamateur verfügbare verwendet werden. Hauptsache, die Nennwerte der Funkkomponenten entsprechen dem obigen Diagramm. Es ist notwendig, eine Neonlampe als Sensor richtig auszuwählen, damit die Zündspannung ungefähr 100 V entspricht. In diesem Fall können Funkkomponenten sowohl importiert als auch inländisch sein. Die Parameter der Teile müssen anhand der Referenzliteratur ausgewählt werden.
Es ist wichtig zu beachten, dass im angegebenen Sch altplan eine Wechselspannung aus dem Netz Vac \u003d 220 V gemäß einer transformatorlosen Sch altung verwendet wird, und dies ist gefährlich für einen Stromschlag für den Körper. Um elektrische Verletzungen zu vermeiden, sollte das Instrumentengehäuse aus elektrisch isolierendem Material bestehen. Hierfür eignen sich Plexiglas, Getinax, Fiberglas, Polystyrol und andere Laminate.
Beim Zusammenbau eines Geigerzählers mit eigenen Händen kommt das unterschiedlichste Werkzeug zum Einsatz:
- Zum Löten von Funkkomponenten wird ein elektrischer Lötkolben mit 60 W benötigt.
- Bügelsäge wird häufig zum Schneiden von Glasfaserfolien bei der Herstellung von Leiterplatten verwendet. Es wird zum Schneiden und Schneiden von Körperteilen aus Kunststoff verwendet.
- Die elektrische Bohrmaschine wird zum Bohren von Löchern in die Leiterplatte verwendet, um das Gehäuse an den Ecken zusammenzubauen.
- Pinzetten sind unerlässlich für die Arbeit mit kleinen Teilen beim Löten und Montieren eines elektrischen Sch altkreises.
- Seitenschneider werden zum Abschneiden überstehender Kabel von Funkkomponenten empfohlen.
- Für die Inbetriebnahme des Gerätes ist unbedingt ein elementares Testgerät erforderlich, welches Sie benötigenNehmen Sie Spannungsmessungen an Testpunkten sowie andere elektrische Parameter vor.
- Für eine autarke Stromversorgung eines wahrhaft postapokalyptischen Geigerzählers empfiehlt es sich, eine 4,5-9 V Batterie anzuschließen, wozu jede einfache Spannungswandlersch altung bis 220 V AC verwendet werden kann.
Bei der Arbeit mit Elektrizität und radioaktiven Stoffen muss auf Sicherheit geachtet werden.
