Licznik Geigera dla Arduino i smartphonów kontra szkło uranowe

Dla naszych mikrokontrolerów czy nawet smartphonów dostępnych jest wiele czujników i mierników, w tym także te bardziej nietypowe jak liczniki Geigera, które można wykorzystać do prostych demonstracji mierząc promieniotwórczość niektórych skał, starych świecących cyferblatów zegarów czy szkła i ceramiki barwionej związkami uranu.

Licznik Geigera

Klasyczne liczniki Geigera-Müllera oparte są o szklaną rurę wypełnioną gazem szlachetnym i niewielką ilością par alkoholu. Wnikające promieniowanie, np. cząstka alfa powoduje jonizację gazu, co doprowadza do wyładowania lawinowego, co dalej jest wychwytywane przez resztę elektroniki licznika jako impuls napięcia.

Licznik Geigera dla Arduino i innych mikrokontrolerów

W sprzedaży dostępny jest gotowy licznik, który poprzez interfejs SPI można zintegrować z Arduino jak i innymi mikrokontrolerami. Zestaw RadiationD dostępny jest m.in. chińskich sklepach z elektroniką i jak w zwyczaju chińskie projekty mają dokumentacja czy dostępność bibliotek pozwala wiele do życzenia.

W przypadku tej płytki potrzebujemy biblioteki do Arduino lub naszego mikrokontrolera, który zawiera implementację odczytywania danych poprzez SPI z pinów oznaczonych jako P3 (GND, 5V, VIN). Licznik może działać też niezależnie, choć dostaniemy tylko wersję audio - każdy impuls przedstawiony zostanie jako charakterystyczny trzask.

Płytka RadiationD dla Arduino

Płytka RadiationD dla Arduino

Miernik promieniowania dla Smartphonów

Pomysłowy gadżet dla smartphonów oparty jest o diodę PIN. Detektor podpinamy do złącza słuchawek i za pomocą dedykowanej aplikacji możemy dokonać pomiaru promieniowania. Jako że jest to bardzo proste urządzenie dokładność/jakość pomiaru mogą pozostawiać wiele do życzenia (nie jest to sprzęt do zastosowań profesjonalnych).

Miernik promieniowania FTLab dla smartphonów

Miernik promieniowania FTLab dla smartphonów

Testowanie mierników promieniowania

By przetestować licznik Geigera czy wspomniany miernik FTLab potrzebne będzie źródło promieniowania, które jest nieco silniejsze od promieniowania otoczenia.

Banany zazwyczaj nie będą wystarczająco promieniotwórcze dla tych mniej czułych detektorów (promieniotwórczy potas). Najlepszym, choć potencjalnie słabo dostępnym testerem jest ceramika uranowa - wyroby ceramiczne z glazurą barwioną związkami uranu. Drugą opcją jest szkło uranowe o zielonkawej barwie. Promieniotwórczość szła jest niższa od ceramiki ale powinna być wystarczająca by dać odczyt na prostym liczniku Geigera.

Szkło uranowe

Szkło uranowe

Promieniowanie UV powoduje fluorescencję szkła uranowego

Promieniowanie UV powoduje fluorescencję szkła uranowego

Stare zegary ze świecącymi w ciemności elementami zawierają promieniotwórczy rad. Malowanie elementów zegarów farbą ze związkami radu odbywało się ponad sto lat temu, gdy nie zdawano sobie jeszcze sprawy z niebezpieczeństw. Tzw radowe dziewczyny to kobiety, które zmarły w skutek choroby popromiennej - jak było w zwyczaju, by precyzyjnie malować małe elementy ustami ostrzyły pędzel tym samym wprowadzając do organizmu coraz więcej promieniotwórczego materiału.

Związki uranu pozwolą nam testować czułość na promieniowanie beta i gamma. Źródłem promieniowania alfa mogą być czujniki dymu zawierające ameryk.

Niektóre skały, szczególnie te bogate w rudę uranu też mogą dawać odczyt na tych prostych urządzeniach.

Aplikacja ustawia się na 0.1 uSv/h przy braku źródła promieniowania

Aplikacja ustawia się na 0.1 uSv/h przy braku źródła promieniowania

Pomiar promieniotwórczości szkła uranowego
Po przystawieniu szkła uranowego aplikacja wskazuje jakiś poziom promieniotwórczości

Po przystawieniu szkła uranowego aplikacja wskazuje jakiś poziom promieniotwórczości

Licznik Geigera reaguje na obecność szkła uranowego

Licznik Geigera reaguje na obecność szkła uranowego

Miernik FTLab mimo iż pokazał jakiś poziom promieniowania dla szkła uranowego to jego jakość pomiaru pozostawia wiele do życzenia - dokonując kilku pomiarów możemy dostać odmienne wyniki jak i sam czujnik czasami może skakać pomiędzy różnymi wartościami.

Licznik Geigera RadiationD spisał się lepiej o tyle że dawał spójne odczyty i reagował na tak niski poziom promieniowania szkła uranowego.

RkBlog

Elektronika i Python, 7 November 2021, Piotr Maliński

Comment article
RkBlog main page Search RSS Contact