Comments 29
Прекрасная работа. Спасибо.
Вероятно можно было бы попробовать еще апроксимацию нелинейной регрессией, как считаете, могло бы это дать более качественные результаты?
Спасибо за приятный отзыв!
Да, в периоды неизменной или медленно изменяющейся радиации можно было бы аппроксимировать результат даже и линейной регрессией. Это наверное даст более достоверные результаты, чем просто среднее арифметическое. Такой вариант подошел бы каким-то стационарным станциям мониторинга.
Почему бы не измерять промежутки времени между импульсами вместо частоты импульсов? Импульсы не бывают слишком частыми, современный микроконтроллер может отреагировать прерыванием на каждый импульс в отдельности. Не говоря уж о возможности прямого измерения интервалов аппаратным таймером.
Да, такой вариант тоже вполне работает. Можно считать интервалы между импульсами, можно количество импульсов в фиксированном интервале. Я попробовал оба. Просто показалось, что второй удобнее с точки зрения последующей обработки. И еще удалось при втором варианте сделать более экономичный режим микроконтроллеру, он больше спал.
Где-то в интернете встречал еще одна вариацию этой идеи: считать время до импульса (time-to-pulse кажется называется). Но не от предыдущего импульса, а просто от момента включения счетчика. Плюс в том, что можно добиться измерения более мощной радиации, чем штатные возможности счетчика. Удивительно, что со статистической точки зрения все получается корректно. Только реализовать сложно: нужно сбрасывать питание счетчика после импульса и потом снова резко подавать его.
а) использовать взвешенную оконную функцию, а не прямоугольную (коей и является скользящее среднее) или
б) не использовать скольжение, а результаты объединять кусочно-непрерывно с перекрытием.
Ближе к концу статьи там есть вариант сглаживания усреднением с коэффициентами. Наверное этот как раз упрощенная взвешенная оконная функция. И она действительно давала более плавный результат.
Насчет б) - надо почитать - подумать. Спасибо за наводку.
Можно БИХ-фильтр с неотрицательной импульсной характеристикой, но он обладает долгим эффектом памяти.
Лучше - линейно взвешенная скользящая средняя (также известная среди финансистов как LWMA), которая вычисляется почти так быстро, как и простая (за константное время), но оперативнее реагирует на недавние события.
Гамма и Бета излучения примерно одинаковы по воздействию на ткани человека при одинаковой энергии. В то время как Альфа частицы травмируют ткани в 20 раз сильнее.
Что подразумевается под этой фразой-то?
У альфа-частиц почти нет значимой проникающей способности ни во что. Даже в воздухе их свободный пробег всего около 10 см.
Бета-частицы имеют проникающую способность выше, нейтронное излучение - ещё выше (кроме водород-содержащих веществ).
Гамма-излучение - это рекордсмен из них. Оно может делать всякое с веществом, куда проникло:
и фотоэффект на его атомах
и ядерный фотоэффект на них же
и эффект Комптона
и образование пар
О каком "примерно одинаковом воздействии" между бета- и гамма-излучении идёт речь?
Это довольно обширная тема для краткого поста.
Не все воздействия приводят к проблемам в организме человек а только те, когда клетка перестает выполнять свою функцию. Когда радиоактивная частица набедокурила так, что разрушила жизненно необходимые функции клетки. Т.е. воздействие должно быть на уровне молекулы. Фотоэффект и пр. - это на уровне атома: возбудился на долю секунды и сбросил возбуждение, ионизовался-рекомбинировался. Это не сильно портит материю. Иначе фотодатчики понемногу разрушались бы.
Чем легче частица пролетает через вещество - тем наоборот меньше воздействия с веществом и меньше разрушений на своем пути. Считается, что невзирая на различия Гамма и Бета частиц и типов их взаимодействия - они приводят к примерно одинаковой травматичности для тканей организма.
Альфа конечно застревает в коже и это очень хорошо. Наружный слой кожи мертвый и он понемногу отшелушивается. На жизненные функции организма поверхностные разрушения в коже не повлияют. Но если выпить... Вспомните известный случай отравления полонием.
Ясира Арафата и Полонского (вроде) я припоминаю. В университете ещё несколько менее известных случаев рассказывали с такой же историей.
Т. е. подытожим:
бета-частицы имеют достаточную проникающую способность, чтобы навредить в радиационном смысле
у гамма-излучения вред такого же масштаба и смысла
вред же от альфа-частиц подразумевался в скорее химическом смысле, нежели радиоактивном
Всё верно?
Да, я думаю все примерно так. В радиометрии только наверное полураспад и Беккерели являются точными единицами. А воздействие на организм - это та еще тема. Есть даже коэффициенты этого воздействия на разные ткани: мозг, мышцы...
Ясно!
По поводу разного воздействия на разные ткани вы, кстати, очень-очень верно заметили. Есть даже специальный проект защитного костюма, который закрывает от излучения не всё тело, а только самые критичные части: помню, что были прикрыты область таза и позвоночного столба. Степень защиты в 2 раза ниже обычного, масса в 10 раз ниже. Жаль, ссылку найти не могу. Видимо, в серию не пошёл.
P. S. Блестящая работа.
Ясира Арафата и Полонского (вроде) я припоминаю.
Как любопытно у вас Литвиненко, отравленный полонием, превратился в Полонского :D
Коэффициент качества излучения. Для беты и гаммы он равен единице, для альфы 20. Имеется в виду биологическое действие. То есть при одинаковой поглощенной дозе альфы, бетты и гаммы биологическое действие бетты и гаммы эквивалентно друг другу, а альфы - в двадцать раз больше, как будто от альфа организм получил больше. Домножением на коэффициент вычисляется эквивалентная доза (в зивертах или бэрах). Вообще конечно интереснее именно эквивалентная доза, если вы изменяете радиацию в целях охраны здоровья, но ее, как видите, не так-то просто получить
Для ускорения реакции на резкие изменения — можно заменить среднее на медиану.
Спасибо за идею. Надо попробовать...
В моменты нарастания и спада медианы действительно немного оперативнее реагируют.
А на плато можно оставить усреднение.
ЕМНИП, матожидание среднего и медианы — равны.
Есть множество фильтров для устранения всплесков, одним из самых удобных является обобщение медианного фильтра - квантильный фильтр, который в простейшем случае вычисляется так: берём сумму n (например, n = 5) последовательных значений, вычитаем максимальное и минимальное значения, и делим на n - 2.
Спасибо за статью. Более 20 лет назад игрался с счетчиками гейгера и делал дозиметр на микроконтроллере, правда дальше скользящего среднего не пошел. В приборе с 4 счетчиками СБМ20 время усреднения было около 11 секунд, вполне достаточно.
А вот отставание счетчика гейгера выглядит очень странно. Надо вникать в методику измерения, внутреннее устройство и геометрию датчиков и методику организации самих сравнительных измерений. Если источник точечный, а мощность дозы меняется изменением расстояния, то при больших дозах и малых расстояниях как раз будет возрастатьт неоднородность мощности дозы в разных частях счетчика.
Кроме того надо понимать что счетчик гейгера считает частицы но ничего не знает об их энергии, и показания точного сцинтиляционного дозиметра и дозиметра на счетчике гейгера могут отличаться в разы в зависимости от спектра источника.
Коллега!
Про причины отставания совершенно справедливо! Как они там располагали дозиметр, какая конфигурация реперного измерения...
Если они просто придвигали дозиметр к источнику, то вполне могла быть погрешность геометрии измерений.
Мы тогда сначала усреднили ошибки и сделали корректировку чувствительности, но уплыл фон. В итоге честно говоря немного надоело придумывать причины этих ошибок и сделал искусственную корректировку. Теперь заказчик доволен.
Счетчик Гейгера же дает не какой‑то постоянный сигнал, а всего лишь импульс от каждой пролетевшей частицы.
На самом деле нет. Примерно одна частица из сотни вызывает лавинный пробой. Остальные просто летят дальше.
Алгоритмы программы для дозиметра на счетчике Гейгера