Хабр Курсы для всех
РЕКЛАМА
Практикум, Хекслет, SkyPro, авторские курсы — собрали всех и попросили скидки. Осталось выбрать!
Хабр доступен 24/7 благодаря поддержке друзей
Комментарии 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.
график изменения сделать плавнее если
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.
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.
У финансовых инструментов больше магии, чем математики — они же ими тренды пытаются ловить. А что обычная, что линейная, что экспоненциальная скользящая средняя высокие частоты фильтруют одинаково плохо, а главное — неравномерно. А самое печальное (для финансистов) что LWMA и задержку на разных частотах даёт разную, что неизбежное следствие асимметричности.
амплитудный спектр LWMA
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.
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Алгоритмы программы для дозиметра на счетчике Гейгера