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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Storozh-R es un dispositivo de monitorización continua de la radiación. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / dosímetros La contaminación tecnogénica del medio ambiente a menudo se considera un "precio" inevitable por las comodidades de la vida civilizada que nos proporciona el progreso científico y tecnológico. Pero si nosotros mismos podemos juzgar la contaminación, al menos manifestándose de alguna manera, podemos minimizar de alguna manera su impacto en nosotros mismos, entonces en relación con sustancias, campos, entornos que son inaccesibles a nuestros sentidos, nos encontramos en una posición diferente: no solo para tomar cualquier medida de autodefensa, pero no podemos simplemente aprender sobre la aparición de tal peligro, incluso su existencia a largo plazo. En tales casos, queda confiar completamente en ciertos servicios de control centralizados, sabiendo que, por la naturaleza misma de sus actividades, por sus capacidades físicas, en el mejor de los casos controlarán el bienestar promedio de cada uno de nosotros y su cumplimiento con el normas de sus departamentos. Todo esto se aplica plenamente a la contaminación por radiación del medio ambiente: a los radioisótopos, a su radiación penetrante: invisible, inaudible, intangible, sin olor ni sabor, incluso en dosis absolutamente inaceptables. Es cierto que los servicios departamentales han perdido recientemente su derecho de monopolio sobre el control de la radiación en nuestro país: la población ha recibido dosímetros personales. Pero la "medición del peligro", este principio fundamental del control departamental, que nos llegó junto con los dosímetros personales (en su mayoría modelos simplificados de los profesionales), solo a primera vista parece ser algo que reemplaza por completo el control organoléptico. En el hecho de que ninguno de los sentidos humanos puede clasificarse como de medición, uno puede, por supuesto, ver solo características de la evolución de los seres vivos que no nos obligan a nada. Pero el hecho de que la pérdida de cualquiera de ellos no se compense ni siquiera con el trabajo más perfecto de la tecnología electrónica moderna nos hace tratar la orientación organoléptica, su ideología misma, su escala de valores, con la debida atención. Como, en consecuencia, a los dispositivos capaces de orientar igualmente a una persona en nuevos entornos potencialmente peligrosos para ella. La técnica de orientación personal de una persona en los productos y desechos de la civilización moderna está diseñada para resolver problemas más allá de la fuerza de los especialistas profesionales, independientemente de su número, calificaciones y equipo. Siempre, como invariablemente resultó, insuficiente. Pero, ¿cuáles pueden ser las funciones de los dispositivos para el seguimiento "organoléptico" de la situación de radiación? ¿Cómo, de hecho, deberían diferir de los dosímetros convencionales? Y en general, ¿tenemos suficientes fondos para esto? Un dispositivo organoléptico de monitoreo de radiación, un tecnoreceptor de radiación, se diferencia de un dispositivo dosimétrico principalmente en su propósito: está obligado a informar a su propietario de manera oportuna sobre su proximidad a una fuente de radiación, sobre la aparición de un peligro potencial para él. El soporte técnico de este modo de funcionamiento del dispositivo afecta a casi todos sus parámetros. Entonces, si la eficiencia energética de un dosímetro es un indicador más bien secundario para él, entonces para un tecnoreceptor es uno de los más importantes: un dispositivo que no puede funcionar de manera continua, lo que requiere un cuidado constante de su suministro de energía, no se puede atribuir a esta categoría en absoluto. Por otro lado, la cuestión de la precisión del tecnorreceptor casi pierde su significado. En cualquier caso, en la elección entre la capacidad de "ver" un amplio espectro de radiación y la precisión de una evaluación cuantitativa de solo algunas de sus variedades -solo radiación gamma, por ejemplo-, la banda ancha espectral del dispositivo tendrá prioridad incondicional. . Estos dispositivos también difieren en la forma de presentación de la información. El tecnorreceptor de radiación debe incluirlo en el espacio receptor humano. Es decir, debe poder informar a su propietario sobre la situación de las radiaciones y sus cambios sin que éste lo solicite. Los marcadores y escalas comunes en la tecnología de medición obviamente no pueden ayudar aquí.
También se imponen requisitos especiales sobre la fiabilidad del tecnorreceptor. No solo debe ser alto, sino que también debe verificarse constantemente: la falla del dispositivo debe detectarse de inmediato. Un dispositivo de control de radiación organoléptica también debe tener una alta sensibilidad a la radiación, en cualquier caso, ser capaz de controlar el fondo de radiación natural y responder casi instantáneamente a cualquier cambio notable en él. Y, finalmente, todo esto no valdría mucho si fuera caro... En vista de lo anterior, se diseñó "Storozh-R", un vigilante de radiación, un dispositivo para el monitoreo continuo de radiación. Los principales parámetros
El diagrama esquemático del dispositivo se muestra en la fig. 68. Como sensor de radiación ionizante BD1 se utiliza un contador Geiger tipo SBM20*. Alto, el voltaje en su ánodo forma un generador de bloqueo: los pulsos de voltaje del devanado elevador I del transformador T1 a través de los diodos VD1, VD2 cargan el condensador de filtro C1. La carga del contador es la resistencia R1 y los elementos asociados con la entrada 8 del chip DD1. Sobre los elementos DD1.1, DD1.2, C3 y R4, se monta un único vibrador que convierte el pulso proveniente del contador Geiger y que tiene una caída prolongada en uno "rectangular" con una duración de 5 ... 7 ms . Un fragmento del circuito, que incluye los elementos DD1.3, DD1.4, C4 y R5, es un generador de sonido controlado por la entrada 6 DD1, excitado a una frecuencia F@1/2·R5·C4@1 kHz, a cuya salida parafásica (salidas 3 y 4 DD1) se conecta el emisor piezoeléctrico HA1. Un pulso-clic acústico es excitado en él por un "paquete" de impulsos eléctricos. En los elementos VD4, R8 ... R10, C8 y C9, se ensambla un integrador que controla el funcionamiento de un amplificador de umbral realizado en un chip DD2.
El voltaje a través del capacitor C9 depende de la frecuencia de excitación promedio del contador Geiger; cuando alcanza el potencial de desbloqueo del transistor de efecto de campo incluido en DD2, el LED HL1 se enciende: la frecuencia y la duración de sus destellos aumentarán con el aumento de los niveles de radiación. El dispositivo está montado en una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio de doble cara de 1,5 mm de espesor (Fig. 69, a). La lámina del reverso se usa solo como un bus cero (está conectado a la fuente de alimentación "-"), en los lugares donde pasan los conductores, se graban círculos con un diámetro de 1,5 ... 2 mm. El contador de dos extremos SBM20 se monta en la placa de circuito impreso con soportes rígidos (alambre de acero con un diámetro de 0,8 ... 0,9 mm). Se colocan firmemente en los cables del medidor y se sueldan en los orificios previstos para ellos. Un medidor con cables blandos (otro diseño del medidor SBM20) está unido al cuerpo con soportes delgados que lo cubren (alambre de montaje con un diámetro de 0,4 ... 0,6 mm), los orificios para su soldadura son "a-b" y "c-d ". El transformador T1 está enrollado en un núcleo anular M3000NM de tamaño K16x10x4,5 mm. Las nervaduras afiladas del núcleo se alisan previamente con papel de lija y todo el núcleo se cubre con un aislamiento fuerte eléctrica y mecánicamente, por ejemplo, se envuelven con lavsan o cinta fluoroplástica. El devanado I se enrolla primero, contiene 420 vueltas de cable PEV-2-0,07. El devanado se conduce casi vuelta a vuelta, en un solo sentido, dejando un espacio de 1...2 mm entre su inicio y final. El devanado I también está cubierto con aislamiento. A continuación, el devanado II-8 vueltas de alambre con un diámetro de 0,15 ... 0,2 mm se enrolla en un aislamiento arbitrario, y encima, el devanado III, 3 vueltas con el mismo cable. Estos devanados también deben distribuirse sobre el núcleo de la manera más uniforme posible. La ubicación de los devanados y sus terminales debe corresponder al dibujo de la placa de circuito impreso, y su fase debe indicarse en el diagrama del circuito (los extremos de modo común de los devanados se indican con puntos). Se recomienda cubrir el transformador terminado con una capa de impermeabilización; envuélvalo, por ejemplo, con una tira estrecha de cinta adhesiva de plástico. El transformador se fija al tablero con un tornillo MXNUMX entre dos arandelas elásticas que no atraviesan los devanados. Al ensamblar el dispositivo, se recomienda utilizar los siguientes tipos de condensadores: C1 - K73-9-630V, C2 - KD-26-500V, C8 y C9 - K10-17-26, C5 - K53-30 o K53- 19; C7, C10 - K50-40 o K50-35. Con posibles reemplazos, debe tenerse en cuenta que la fuga sobreestimada de los condensadores C1 y C2 (así como la corriente inversa de los diodos VD1 y VD2) puede aumentar drásticamente el consumo de energía del dispositivo. Se puede aumentar notablemente con una elección desafortunada del condensador C5. Resistencias: R1 - KIM-0,125 o C3-14-0,125, el resto - MLT-0,125, S2-23-OD25 o S2-33-OD25. Como DD1, puede, por supuesto, tomar el chip K561LA7. Diodo KD510A: reemplácelo con cualquier silicio con una corriente de pulso de al menos 0,5 A. Casi cualquier LED es adecuado, el criterio aquí es un brillo suficiente. El emisor piezoeléctrico tipo tambor ZP-1 se puede sustituir por un emisor con resonador acústico - ZP-12 o ZP-22. Es posible utilizar otros emisores piezoeléctricos. El criterio aquí es volumen suficiente. Se instala una placa de circuito impreso completamente ensamblada, un emisor piezoeléctrico y un interruptor en el panel frontal del dispositivo, que está hecho de poliestireno de alto impacto de 2,5 mm de espesor (Fig. 69, b). La carcasa del dispositivo, que tiene la forma de una caja abierta, está hecha de poliestireno de 1,5 ... 2 mm de espesor; a lo largo del borde, en su lado interior, se selecciona una ranura de 2,5 mm de profundidad para fijar el panel frontal del dispositivo en todo su perímetro. La cubierta se sujeta al panel frontal con un tornillo M2, el punto de fijación es una marea en el compartimiento de alimentación con un inserto de metal presionado, que tiene una rosca para el tornillo M2. Dado que la fuente de alimentación en el dispositivo se cambia muy raramente, se puede omitir la cubierta deslizante en el compartimento de alimentación. Dado que el poliestireno puede atenuar significativamente la radiación ionizante (véanse los Apéndices 6 y 7), se hace un corte en la pared de la caja adyacente al contador Geiger, que solo se puede cubrir con una rejilla rara. Las mismas rejillas cubren los cortes acústicos en el panel frontal y en la tapa del dispositivo. En "Watchman-R" puede usar no solo contadores Geiger del tipo SBM20. Adecuado, sin cambios notables en las propiedades del consumidor y cualquier alteración del dispositivo, contadores como STS5, SBM32 y SBM32K. Pero hay contadores Geiger que pueden aumentar significativamente la sensibilidad general y espectral del dispositivo. Por ejemplo, SBT7, SBT9, SBT10A, SBT11, SI8B, SI13B, SI14B. Todos ellos tienen "ventanas" delgadas de mica y son altamente sensibles no solo a la radiación gamma y beta dura, sino también a la radiación beta suave (y SBT11 también a la radiación alfa). Es cierto que su configuración requerirá cambios significativos en el diseño de la caja del instrumento, en su diseño general. Algunos de ellos también requerirán un ajuste del umbral de alarma. En el Apéndice 4 se proporciona información sobre contadores Geiger de fabricación nacional que se pueden utilizar en dispositivos de vigilancia de la radiación de fabricación casera. Nada, excepto las dimensiones y el costo crecientes, puede interferir con la instalación de varios contadores Geiger en el Storozh-R (están conectados en paralelo), para aumentar la sensibilidad general y espectral del dispositivo. El dispositivo no requiere ajuste: ensamblado correctamente, comienza a funcionar de inmediato. Pero hay dos resistencias en él, cuyos valores pueden necesitar aclaración. Esta es la resistencia R5, con la ayuda de la cual la frecuencia del generador de sonido se lleva a la frecuencia de resonancia mecánica del emisor piezoeléctrico (su discrepancia significativa afecta el volumen del clic). Y la resistencia R8, que determina el umbral de alarma (el umbral aumenta al aumentar la resistencia R8). La corrección del umbral puede ser necesaria no solo cuando se utiliza un contador que difiere significativamente del SBM20 en la sensibilidad a la radiación, sino también cuando se reconfigura el dispositivo para que funcione en condiciones de mayor radiación de fondo, en condiciones, por ejemplo, de contaminación por radiación ya existente del área. "Storozh-R" es fácil de usar y no requiere ningún entrenamiento especial por parte del propietario. Un clic raro de pulsos acústicos que se suceden uno tras otro sin ningún orden visible, la ausencia de una señal de alarma (parpadeos de LED) indican que el dispositivo está en un fondo de radiación natural. Este clic de fondo es casi independiente de la hora del día; estación y ubicación del dispositivo, disminuyendo un poco la velocidad solo en las profundidades subterráneas y acelerando en las tierras altas. Un aumento en la tasa de conteo cuando se mueve el dispositivo, y más aún la aparición de una alarma, con una probabilidad muy alta significa que el dispositivo entra en el campo de una fuente de radiación artificial. El deseo reflejo de una persona de abandonar este lugar es una reacción completamente apropiada aquí (alejarse de la fuente es la mejor forma de protección contra la radiación, retirar la fuente es la mejor descontaminación). Pero puede hacer esto un poco más tarde, habiendo establecido previamente la ubicación de la fuente, su conexión con uno u otro objeto visible. Dado que el Storozh-R tiene la máxima sensibilidad desde su "ventana", un corte en la pared del cuerpo adyacente al contador Geiger, este procedimiento recuerda a la radiogoniometría. La dirección a la fuente también se puede establecer acercándose a ella: la fuente está ubicada en la dirección en la que la tasa de conteo aumenta lo más rápido posible. Al buscar fuentes que son mucho más pequeñas que el propio contador Geiger, se recomienda escanear lugares sospechosos: mueva el dispositivo, cambiando su dirección de movimiento y orientación. Así, la posición de una Partícula "caliente" invisible a simple vista, por ejemplo, se determina con una precisión de 2...3 mm. Sin embargo, todo esto puede parecer insuficiente. Sería deseable saber: se descubre peligrosamente o no. Seamos claros: esta pregunta no se responde, no se puede responder, y probablemente nunca se podrá hacer esto con instrumentos dosimétricos de ningún tipo. La receta para separar "peligroso" de "seguro" en cualquier caso complicado -y la relación de los seres vivos con los radioisótopos de la contaminación se encuentran entre los más difíciles- puede no ser en absoluto, en cualquier caso, una receta simple, cuya implementación podría confiarse al dispositivo. Pero incluso esto es si la radiación "segura" existe al menos en principio. Desafortunadamente, en muchos años de búsqueda, nunca la encontraron. Sólo se podía hablar de su mayor o menor daño. Y en los países civilizados, se abandonó la idea de la existencia de radiación subumbral, radiación cuyo impacto sería completamente compensado por algún tipo de mecanismo de protección del cuerpo. Se negaron hace mucho tiempo, en USA, por ejemplo, en 1946. La minimización de la exposición humana es un estándar ético al tratar con fuentes de radiación ionizante. Varias normas departamentales que aceptan niveles aceptables que exceden significativamente la radiación natural de fondo deben ser tratadas como intentos de encontrar un equilibrio, pesando en la balanza universal del ejecutivo empresarial el costo de las medidas de protección - por un lado - y la pérdida de la sociedad por daños por radiación - por el otro. "Storozh-R" se diferencia de la mayoría de las ahora numerosas variedades de dispositivos dosimétricos domésticos principalmente en que elimina casi por completo el riesgo de exposición accidental de su propietario. Trabajando en un modo continuo, casi sin interferir con otras actividades (cualquier fondo, como un signo de una situación estable, "deja" fácilmente el subconsciente de una persona), instantáneamente llama su atención sobre cualquier cambio notable en la situación de radiación (otro, igualmente característica fundamental de nuestro entorno de percepción). Storozh-R es especialmente eficaz en la detección de formaciones de radiación compactas, la fase inicial de casi cualquier contaminación por radiación. Desafortunadamente, en esta fase de su existencia (la más accesible, por cierto, para la descontaminación), entran en el campo de visión de los servicios de monitoreo de radiación solo como una excepción: incluso los equipos remotos más avanzados son físicamente incapaces de detectar tales fuentes. El umbral de alarma en el dispositivo está configurado para que esté bajo el fondo de radiación natural con casi todas las posibles desviaciones del valor promedio. Solo muy pocas razones, no relacionadas con fuentes de radiación artificial, pueden poner al "Storozh-R" en modo de alarma **. Pero "Storozh-R" también puede ser útil en condiciones de contaminación por radiación del área que ya ha tenido lugar. La identificación de fuentes puntuales y "puntos" altamente activos contra un nuevo trasfondo tecnogénico puede resultar aún más urgente: la experiencia muestra que la contaminación por radiación en tales lugares es extremadamente desigual. "Storozh-R" - en muchos de sus prototipos y modificaciones ha sido probado y utilizado en varias regiones de nuestro país y en el extranjero durante los últimos cuarenta años. Con su ayuda, elementos "luminosos" desechados de dispositivos antiguos y ampollas radiactivas de detectores de incendios, partículas "calientes" de Chernobyl en artículos domésticos y formaciones radiactivas que ya circulan en el torrente sanguíneo humano, minerales y fósiles altamente activos en museos y colecciones, y alimentos. productos que han pasado el triple (como se dijo) control estatal, aceleradores de institutos de investigación científica que "iluminan" a los transeúntes y "suciedad" radiactiva en instituciones médicas. Y muchos muchos otros... Pero mucho más a menudo, "Storozh-R" eliminó temores y sospechas infundados: lo que se llama radiofobia con cierto desdén, pero de hecho es una reacción humana normal a una actitud impersonal, "estadísticamente promedio" hacia él. O, lo que es lo mismo, SBM-20. En la marca de fábrica, a menudo falta un guión (esto también se aplica a contadores de otros tipos). *) El valor medio de la radiación natural de fondo al nivel del mar se acerca a los 15 µR/h. A una altitud de 1 km, el fondo aumenta aproximadamente dos veces, a una altitud de 10...12 km - 10...15 veces. Hay varios lugares en el mundo con niveles anormalmente altos de radiación natural de fondo. Está sobreestimado entre 2 y 4 veces en algunas zonas de Francia, Brasil, India, Egipto y casi 10 veces en la isla de Niue en el Océano Pacífico. La razón de tales anomalías son las peculiaridades de las estructuras geológicas locales y su composición de radionúclidos.Publicación: cxem.net
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