ในยุคภัยพิบัติที่มนุษย์สร้างขึ้น เราจำเป็นต้องปกป้องตนเองจากผลที่ตามมาในรูปแบบของการปนเปื้อนกัมมันตภาพรังสี และด้วยเหตุนี้จึงต้องตรวจพบรังสีไอออไนซ์ ดังนั้นหากไม่มีอุปกรณ์อุตสาหกรรมนักวิทยุสมัครเล่นสามารถลองทำเคาน์เตอร์ Geiger ด้วยมือของเขาเอง
เคาน์เตอร์ไกเกอร์คืออะไร
ในการวัดพื้นหลังของกัมมันตภาพรังสี นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรได้พัฒนาอุปกรณ์ - เคาน์เตอร์ Geiger ในฐานะที่เป็นเซ็นเซอร์สำหรับรังสีอัลฟา เบต้า และแกมมา ท่อระบายก๊าซแบบปิดสนิทซึ่งเต็มไปด้วยส่วนผสมของก๊าซเฉื่อยถูกนำมาใช้ ซึ่งตั้งชื่อตามผู้ประดิษฐ์เคาน์เตอร์ Geiger-Muller แต่อุปกรณ์ระดับมืออาชีพไม่สามารถเข้าถึงได้ง่ายสำหรับคนธรรมดาสมัยใหม่และค่อนข้างแพง
มีการพัฒนาโครงสร้างดังกล่าวหลายแบบ เคาน์เตอร์ DIY Geiger จากโคมไฟนีออนสามารถสร้าง stalker ที่ไม่ได้เตรียมตัวให้พร้อมที่สุดสำหรับการเอาชีวิตรอดในโลกหลังหายนะ
หลากหลายดีไซน์ชั่วคราวเคาน์เตอร์ไกเกอร์
เคาน์เตอร์ Geiger ได้รับการพัฒนาและผลิตโดยนักออกแบบมือสมัครเล่นหลายคนด้วยมือของพวกเขาเอง มีตัวเลือกการออกแบบมากมาย แผนการพัฒนาแบบโฮมเมดที่พบบ่อยที่สุดคือ
- เรดิโอมิเตอร์ โดยใช้หลอดเรืองแสงหรือหลอดนีออนเป็นเบต้าและแกมมาเซนเซอร์
- ตัวบ่งชี้การแผ่รังสีแบบโฮมเมดอย่างง่ายตามเซ็นเซอร์ STS-5
- โดไซมิตเตอร์ที่ง่ายที่สุดพร้อมเซ็นเซอร์ SBM-20
- ตัวระบุการแผ่รังสีขนาดเล็กตามเซ็นเซอร์ SBT-9
- ตัวบ่งชี้การแผ่รังสีไอออไนซ์ตามเซ็นเซอร์จากอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ - ไดโอด
- ตัวบ่งชี้การแผ่รังสีที่ง่ายที่สุดพร้อมที่ระบายแบบทำเองจากขวด PET และกระป๋อง
ข้อดีและข้อเสียของการออกแบบ
การออกแบบเครื่องวัดปริมาณรังสีและตัวบ่งชี้การแผ่รังสีที่ทำเองโดยใช้เซ็นเซอร์ SBM-20, STS-5, SBT-9 ค่อนข้างเรียบง่ายและมีความไวสูง แต่พวกมันมีข้อเสียที่สำคัญมาก นั่นคือเซ็นเซอร์อุตสาหกรรมของรังสีไอออไนซ์ ซึ่งเข้าถึงยากและหาซื้อได้ยาก
ตัวบ่งชี้การแผ่รังสีพร้อมเซ็นเซอร์อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์มีราคาถูก แต่เนื่องจากความไม่เป็นเชิงเส้นของคุณสมบัติของเซมิคอนดักเตอร์ จึงตั้งค่าได้ยาก มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้า
อุปกรณ์ที่มีเซ็นเซอร์โฮมเมดจากขวด PET นั้นเรียบง่ายมาก แต่ต้องใช้วงจรที่มีทรานซิสเตอร์แบบ Field Effect ซึ่งไม่เหมาะกับ DIYer เสมอไป นอกจากนี้ทรานซิสเตอร์แบบ field-effect มีแนวโน้มที่จะพังทลายได้ภายใต้ความแข็งแกร่งรังสี
ราคาที่ไม่แพงที่สุดคือการออกแบบที่มีเซ็นเซอร์แบบสตาร์ทจากหลอดฟลูออเรสเซนต์หรือหลอดนีออนที่ชำรุด ข้อเสียของเซ็นเซอร์จากสตาร์ทเตอร์ เช่น หลอดนีออน ได้แก่ ความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้า ความจำเป็นในการป้องกันเซ็นเซอร์จากแสงและการแผ่รังสีแม่เหล็กไฟฟ้า ข้อดีรวมถึงความง่ายในการทำและตั้งค่าเคาน์เตอร์ Geiger ด้วยมือของคุณเอง
แบบแผนของตัวบ่งชี้การแผ่รังสีด้วยหลอดนีออนเป็นเซ็นเซอร์
การสร้างเคาน์เตอร์ Geiger ด้วยมือของคุณเองควรเริ่มต้นด้วยการศึกษาแผนภาพวงจรของอุปกรณ์ วงจรนี้ใช้หลอดนีออนเป็นเซ็นเซอร์แกมมาและเบต้า
ลองพิจารณาแผนภาพวงจรกัน
Diode D1 ใช้เพื่อแก้ไขกระแสสลับ เพื่อให้แรงดันคงที่ 100 V วงจรรักษาเสถียรภาพที่ใช้ซีเนอร์ไดโอด D2 ถูกนำมาใช้ พารามิเตอร์ของตัวต้านทาน R1 ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าของ Vac และคำนวณโดยใช้สูตร
R1=(Vac-100V)/(5 mA).
ความต้านทานแปรผัน R2 ตั้งค่าแรงดันไฟที่หลอดนีออนให้ต่ำกว่าแรงดันไฟจุดระเบิดเล็กน้อย ไฟนีออนในโหมดสแตนด์บายไม่ควรติด เมื่ออนุภาคกัมมันตภาพรังสีบินผ่านหลอดแก้ว ก๊าซเฉื่อยจะแตกตัวเป็นไอออนและหลอดไฟจะกะพริบ
ในขณะที่ไฟกะพริบ แรงดันไฟตกจะเกิดขึ้นที่ความต้านทาน R3 และไฟนีออนจะสว่างขึ้นแรงดันไฟน้อยกว่าแรงดันคงตัว หลอดไฟจะไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลจนกว่าจะจุดไฟโดยอนุภาคไอออไนซ์ ในช่วงเวลาที่กระแสไฟไหลผ่านหลอดไฟสั้นๆ จะมีเสียงดังในลำโพง หลังจากประกอบเคาน์เตอร์ Geiger ด้วยมือของคุณเองจากโคมไฟนีออน ก็เริ่มตั้งค่าได้เลย
การติดตั้งและปรับเทียบเคาน์เตอร์ Geiger
รูปแบบที่พัฒนาขึ้นของเคาน์เตอร์ Geiger หลังวันสิ้นโลก ติดตั้งง่ายด้วยมือของคุณเอง ด้วยความต้านทานผันแปร R2 อุปกรณ์จะเข้าสู่โหมดสแตนด์บายโดยใกล้จะกระตุ้นเซ็นเซอร์จากหลอดนีออน นอกจากนี้ สำหรับการทดลอง ผ้าขี้ริ้วฝุ่นจะเข้าใกล้ตัวบ่งชี้กัมมันตภาพรังสีและความไวของอุปกรณ์จะถูกปรับโดยตัวต้านทาน R2 เนื่องจากฝุ่นเต็มไปด้วยไอโซโทปกัมมันตภาพรังสี สัญญาณไฟนีออนของกัมมันตภาพรังสีควรกะพริบเป็นระยะเมื่อปรับอย่างเหมาะสม หัวลำโพงควรส่งเสียงเจี๊ยก ๆ และคลิก
เพื่อการปรับเทียบอุปกรณ์ที่แม่นยำยิ่งขึ้น คุณต้องใช้แหล่งกำเนิดรังสีที่มีอยู่ มันสามารถเป็นสวิตช์สลับจากอุปกรณ์วิทยุทหารที่มีสารเรืองแสงกัมมันตภาพรังสีติดมัน การสอบเทียบดำเนินการโดยใช้เครื่องวัดปริมาตรมาตรฐานที่เป็นแบบอย่าง ความถี่ของการทำงานของตัวนับ Geiger แบบโฮมเมดจะปรับตามความถี่ของการนับระดับรังสีของเครื่องวัดปริมาณรังสีอุตสาหกรรม สำหรับการสอบเทียบ สามารถใช้แหล่งกำเนิดรังสีมาตรฐาน ซึ่งมักจะติดตั้งเครื่องวัดปริมาณรังสีสำหรับทหาร
วัสดุและอุปกรณ์ประกอบเคาน์เตอร์ไกเกอร์
เมื่อประกอบเคาน์เตอร์ไกเกอร์ด้วยมือ วัสดุใด ๆ ที่มีให้สำหรับนักวิทยุสมัครเล่นสามารถใช้ สิ่งสำคัญคือการจัดเรตของส่วนประกอบวิทยุสอดคล้องกับแผนภาพด้านบน จำเป็นต้องเลือกหลอดนีออนเป็นเซ็นเซอร์อย่างถูกต้องเพื่อให้แรงดันไฟจุดระเบิดประมาณ 100 V ในกรณีนี้ส่วนประกอบวิทยุสามารถนำเข้าและในประเทศได้ ต้องเลือกพารามิเตอร์ของชิ้นส่วนโดยใช้เอกสารอ้างอิง
เป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องทราบว่าในแผนภาพวงจรที่กำหนด แรงดันไฟฟ้าสลับจากแหล่งจ่ายไฟหลัก Vac \u003d 220 V ถูกใช้ตามวงจรไร้หม้อแปลงไฟฟ้า และนี่จะเป็นอันตรายต่อไฟฟ้าช็อตต่อร่างกาย เพื่อป้องกันการบาดเจ็บจากไฟฟ้า ตัวเครื่องควรทำจากวัสดุที่เป็นฉนวนไฟฟ้า เพื่อจุดประสงค์นี้ plexiglass, getinax, ไฟเบอร์กลาส, โพลีสไตรีนและลามิเนตอื่น ๆ นั้นเหมาะสม
เมื่อประกอบเคาน์เตอร์ Geiger ด้วยมือของคุณเอง จะใช้เครื่องมือที่หลากหลายที่สุด:
- ต้องใช้หัวแร้งไฟฟ้า 60W ในการบัดกรีส่วนประกอบวิทยุ
- เลื่อยวงเดือนใช้กันอย่างแพร่หลายในการตัดฟอยล์ไฟเบอร์กลาส ในการผลิตแผงวงจรพิมพ์ ใช้สำหรับตัดและตัดชิ้นส่วนพลาสติกของร่างกาย
- สว่านไฟฟ้าใช้สำหรับเจาะรูบนแผงวงจรพิมพ์ ประกอบเคสที่มุม
- แหนบจำเป็นสำหรับการทำงานกับชิ้นส่วนขนาดเล็กเมื่อทำการบัดกรีและติดตั้งวงจรไฟฟ้า
- ใบมีดข้างเหมาะสำหรับตัดสายที่ยื่นออกมาของส่วนประกอบวิทยุ
- สำหรับการเริ่มใช้งานอุปกรณ์ จำเป็นต้องมีผู้ทดสอบเบื้องต้นซึ่งคุณจะต้องใช้ทำการวัดแรงดันไฟฟ้าที่จุดทดสอบ เช่นเดียวกับพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าอื่นๆ
- สำหรับแหล่งจ่ายไฟอัตโนมัติของตัวนับ Geiger ยุคหลังวันสิ้นโลก ขอแนะนำให้เชื่อมต่อแบตเตอรี่ 4.5-9 V ซึ่งใช้วงจรแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบธรรมดาใดๆ ก็ตามที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงสุด 220 V AC
ต้องปฏิบัติตามความปลอดภัยเมื่อทำงานกับไฟฟ้าและวัสดุกัมมันตภาพรังสี
