Članek opisuje samogradnjo preprostega modela Geigerjevega števca, ki ga lahko uporabimo kot indikator radioaktivnega sevanja. Tudi v domačem okolju je mogoče najti predmete, ki bodo povzročili značilno prasketanje števca.
Po lanski (2011) katastrofi elektrarne v Fukušimi, sem se odločil raziskati možnosti lastne izdelave merilnika radioaktivnega sevanja. Zelo razširjena naprava, ki zaznava ionizirajoče sevanje, še vedno ostaja Geiger-Müllerjeva cev, priključena na Geigerjev števec, čeprav je bila razvita že v začetku 20. stoletja1. Razlog za to je dostopnost cevi, ki zaznava razpade jeder, kot tudi relativna enostavnost elektronike, ki omogoča določanje jakosti radioaktivnega sevanja.
Delovanje Geigerjevega števca
Geigerjeva cev je napolnjena z mešanico plinov, ki v normalnih razmerah ne prevaja električnega toka. Na njeni sredini je tanka anoda, ki skupaj s katodo – plaščem cevi – tvori nekakšen valjasti kondenzator. Ko cev preleti visokoenergijski delec oziroma visokoenergijski foton, se nekaj molekul plina ionizira – njihovi elektroni se ločijo od matičnih atomov, ki postanejo pozitivno nabiti ioni: kationi. Te močno električno polje znotraj kondenzatorja pospeši proti negativno nabiti katodi, iz njih izbite elektrone pa proti anodi. Dobijo zadostno energijo, da med potovanjem ionizirajo še nove plinske molekule in končno se kondenzator izprazni. Govorimo o plazovnem preboju. 2
Števec predstavlja vezje, ki je sposobno šteti omenjene razelektritve Geigerjeve cevi. Da cev pravilno deluje, mora biti napetost, na katero je priključena, zadosti visoka. V tem napetostnem območju ena ionizacija, ki jo povzroči delec, zadošča za plazovno ionizacijo celotnega plina v cevi.
Geigerjeve cevi ločimo glede na vrste radioaktivnega sevanja, ki so jih sposobne zaznavati. Cev z okencem iz kvarca lahko zazna tudi alfa delce, vendar je močno občutljiva na poškodbe. Večina robustnejših cevi bo zaznavala le gama in beta sevanje, če imajo delci več kot približno 2,5 MeV energije. Jasno pa je, da so občutljivejše cevi tudi dražje.
Ključni del Geigerjevega števca očitno predstavlja prav Geigerjeva cev, ki je zaradi zahtevane zrakotesnosti in polnjenja s kompleksnimi plinskimi mešanicami ni ravno enostavno izdelati. Cena novih je tudi temu primerna. Na srečo pa obstajajo bogate sovjetske vojaške zaloge z novimi lastniki, ki z veseljem razprodajajo svoje blago tudi kupcem onstran nekdanje železne zavese. Prek E-baya sem tako zlahka prišel do cevi SBM-20, lahko pa bi uporabil tudi katero drugo.
Specifikacije naprave:
- baterijsko 9 V napajanje,
- prenosnost,
- štetje razpadov na minuto in približen preračun v sieverte/h,
- možnost priklopa na računalnik za spremljanje radioaktivnosti v daljšem časovnem obdobju prek okolja LabView,
- možnost delovanja kot dozimeter.
Preostale lastnosti naprave določajo tehnični podatki uporabljene Geigerjeve cevi, tabela 1. Podatkovni list cevi SBM-20 navaja tudi občutljivost na sevanje in področja delovanja glede na izpostavljenost sevanju, kar pa je glede na to, da nimamo na voljo kakršnih koli sevalnih normal za kalibracijo, niti nobenih močnih virov sevanja, nemogoče upoštevati pri izdelavi.
Napajalnik
Vezje napaja 9 V baterija. Mikrokrmilniški del deluje na napetosti 5 V, ki jo zagotavlja linearni regulator iz družine 78xx, vhod visokonapetostnega dela pa je vezan neposredno na baterijo. Vezje varuje 2,2 Ω uporovna »varovalka«.
Geigerjev števec
2012_SE200_26
