А я и не говорил, что автору надо пользоваться самодельным оборудованием. Тем более, что у него есть доступ к настоящему. Я про самодельное оборудование сказал, просто что бы подчеркнуть, что NaI это самый начальных уровень. Доступный даже любителям.
По поводу описать свой опыт. Если честно, то я не вижу что конкретно там описывать. Моя схема является смесью схемы с радиокота и датащита на PCM2904. То есть я в плане схемотехники ничего нового не скажу. Все это уже описано в интернете. Схему на само деле показывать не особо хочу. Не потому, что тайна, а потому, что там есть пара компонентов которые у меня выбраны не оптимальным образом. Я слишком сильно растягиваю сигнал, что конечно увиличивает количество отсчетов АЦП на один импусльс но увеличивает вероятность склейки (к слову, если делать по схеме из радиокота, то устройство запускается и выдает приличные спектры сразу. Просто я хотел попробовать улучшить разрешение за счет настройки обратной связи, но в процессе экспериментов остапа понесло и все не дойдут руки вернуть промежуточный вариант). Так же у меня схема очень много потребляет. Чуть больше 500мА от USB. Я когда её делал в попытках добиться максимально стабилизированного питания сильно увлекся линейными стабилизаторами и как следствие КПД блока питания ниже плинтуса. А выигрыша по разрешению от моих экспериментов с питанием я не заметил. Короче моя схема больше похоже на докозательство того, что не умеешь, делай по инструкции и не выкобенивайся. Схема выглядит как то так. На фото нет самого кристалла NaI. Потом все засунул в корпус алюминиевых банок и обмотал алюминиевым скотчем (фото этой порнографии показывать не буду)
По поводу самой спектрометрии. Мне приглянулась BecquerelMonitor http://blog.livedoor.jp/kabuworkman-becqmoni/. Theremino не понравилась. Сколько не пытался настроить получал разрешение меньше чем BecquerelMonitor. И я бы списал это на свою некомпетентность, если бы более прошаренный знакомый не получил бы тот же результат. Пока лучший результат который я получил, это 7.2 процента (к слову на скриншоте грунт из электростали, что конкретно в печь они закинули я не знаю, но судя по тому, что кроме 31 и 662 других пиков нет, видимо это был какой то промышленный источник с чистым цезием, замеры сразу после аварии есть на видео https://www.youtube.com/watch?v=uETl6LJwYG0 я свою пробу грунта набирал после того как там провели дизактивацию и все успокоились. Цифры там конечно сейчас существенно меньше, но все равно область с повышенным фоном имеется).
Результат конечно не самый выдающийся. Но учитывая, что кристалл я покупал на барахолке и по паспорту он вообще даже не спектрометрический и от неправильного хранения немного отслоилось защитное стекло. Я считаю результат хорошим. Может быть обзаведусь более приличным кристаллом и удастся еще улучшить разрешение.
Из прикольных находок это вот такой медальон с Торием обзор спектра с которого я делал на видео http://www.youtube.com/watch?v=XHUcNit4OdE. И вот такие микропики у меня получились при замере фильтра для воды, который много месяцев фильтровал водопроводную воду. Это конечно мелочь. Но все равно приятно, что она осела на фильтре.
По поводу дозы. Рентгеновский аппарат я пока собирать не планирую. Как то потребности в нем нет. Я говорил про тормозной рентген возникающий при торможении бета частиц от трития в корпуте брелка. Я думаю вы понимаете что такая мелкая фигня на фоне фонового излучения практически не дает добавки к дозе (а учитывая проникающую способность и устойчивсть кожи к излучению это вообще фигня).
Кстати осаживанием ДПР радона я тоже развлекался. Да в не проветриваемом помещении после суток пластинка немного фонит. Но к сожалению я свою ловушку для ДПР радона сломал раньше чем собрал спектрометр (скорее всего там где то провод оторвался, надо просто разобрать проверить все соединения). Надо будет как то найти время её починить и все таки повторить эксперимент автора поста.
По поводу источников. Идем на али и ищем электроды марки WT или медальоны скалярной энергии. В них Торий-232. Потом ищем на том эе али датчик дыма с Америцием-241. Потом идем в магазин за удобрением с Калием-40. Жители подмосковья могут опционально съездить в в Электросталь и накопать там земли с Цезием-137. Естественно набор маловат. И при помощи такого набора не получится точно расчитывать удельную активность образцов. Но для того, что настроить спектрометр на соответствие каналов и энергий этого достаточно.
И о том, что это возможно я судил исходя из собственного опыта. Только сместо звуковухи я использовал PCM2904 (по сути та же звуковуха, только аналоговый сигнал не надо гонять по длинным проводам.
PS и естественно, я не говорю, что промышленные приборы плохие или что они очень дорого стоят. Я уверен, что есть промышленные приборы которые дают лучше разрешение пускай даже с того же NaI, чем мои 7.2% для пика цезия. Однако это вполне себе спектрометр. У меня даже получалось ловить на него тормозной рентген от тритиевых брелков (менее 20кэВ).
Проблема не в спектрометрии, а в используемом тобой оборудовании. Йодид натрия это самый начальный уровень в спектрометрии. Но и самый доступный. В принципе при желании его можно и самому дома собрать. Если нужно разрешение получше, то ищи бромид лантана. С ним получится улучшить разрешение до 2-3%. А если сможешь достать HPGe детектор, то ты будешь в шоке от того количества пиков которые будут на спектре (на NaI из за не очень высокоо разрешения маленькие пики размазываются так, что их не видно а большие пики могут быть суммой нескольких).
Под разрешением сцинтиляционных детекторов понимают ширину линии на половине высоты пика. Смысл в том, что ты можешь делать измерение в 100500 каналов. Но из за физических особенностей детектора линии будут все равно размазанными (если проводить аналогию, не важно сколько у тебя мегапикселей, если у тебя заляпанная оптика четкой картинки не получить). Причем для разных энергий эта ширина может быть разной. Хорошее разрешение для NaI(Ta) 5-7% для 661.657кэВ от цезия. Бромид лантана может дать около 2-3%.
На мой взгляд тут противоречие идей. Точный прибор на гамму с энергокомпенсацией и ценой в 500$ возможно и найдет своего клиента, который будет готов отдавать столько денег именно за такие возможности. Но этот клиент далеко не массовый и на таких редких клиентах БигДата не получится. А для БигДата нужны дешевые устройства.
Большое время автономной работы это конечно хорошо. А в цифрах это «большое» как выглядит. Скажем при стандартном бытовом уровне 0.1мкЗв/ч с выключенным экраном в режиме сигнализатора он сколько проживет?
Одно из главных приемуществ слюдяных датчиков в том, что они хорошо чувствуют мягкий рентген и мягкую бету и альфу. При использовании фотодиодов чувствительность по альфе сразу идет лесом, альфа через корпус не пройдет. С мягкой бетой тоже не все гладко. Но тут уже надо на энергии смотреть, я тут точно утверждать не буду.
Далее 64 диода… BPW34s при покупке партией в несколько тысяч штук стоит примерно 0.5$. То есть такая матрица уже стоит 32$. Еще накидываем ОУ (а сигналы с диодов очень очень слабые, абы какие ОУ тут не подходят, нужны малошумящие) и сумма уже перестает радовать.
Подробностей не знаю. Но знакомые которые хотели наладить свое производство этих датчиков после изучения темы сказали, что там не все так просто. И есть нюансы. К слову не только в россии делают счетчики гейгера. И если например наших можно обвинить в распилах, то судя по тому, что китайские тоже стоят денег наталкивает на определенные мысли.
Ну я например потенциал вижу. На данный момент на рынке всего один общедоступный прибор со слюдяным счетчиком. Поэтому если он будет стоит 10-12 тысяч, то это будет конкурент Радиаскану. Насколько хороший конкурент, это надо будет уже в работе с реальным прибором смотреть. Судить сейчас нельзя. Но потенциал есть.
По поводу вылизанности я бы не был столь однозначен. При том, что дозиметр в принципе не очень сложное устройство (он конечно требует редких и дорогих компонентов, но если не гнаться за предельными параметрами вроде года работы на одной батарейке или работе при мощности дозы несколько Р/с, то он весьма прост). Многие популярные производители не сильно напрягаются над тем, что бы максимально использовать даже имеющиеся технические средства. Время такая примитивная вещь как оценка статистической погрешности во многих приборах отсутствует. Поэтому мне кажется рынку дозиметров нужны новые устройства, которые зададут новые стандарты качества.
Бета-1-1 это счетчик гейгера. Сцинтилляторы это немного другая тема.
А по поводу цены. Дозиметры штука очень малопопулярная. Что бы их брали многотысячными тиражами, они должны стоить рублей 300-400. Но столько они не могут стоить по объективным причинам. А значит автоматически растет на них и цена. И от этого никуда не деться. Единственный выход из этого замкнутого круга это повысить востребованность дозиметров. А что бы повысить востребованность дозиметров необходимо, что бы была реальная угроза от радиации. Скажем второй чернобыль, маяк и фукусима вместе взятые. Вот так, что бы целый материк засрать, что бы отселяться не куда было. Тогда можно будет продавать начать выпускать дешевые дозиметры. Но к счастью большинство владельцев дозиметров реальных источников радиации даже в глаза не видели и от безделья мучаются как бы из подручные средств сделать КИ что бы убедиться, что дозиметр в принципе исправен. Ожидать вкусных цен на дозиметры не приходится.
3к стоит счетчик гейгера со слюдяным окном… Сцинтилляторы уместить в эту цену очень сложно. Я бы даже сказал вообще не реально, но вдруг завтра найдется умелец который сможет. При этом не стоит забывать, что дозиметры продаются очень малыми партиями. Поэтому даже всякая фигня вроде пластикового корпуска может вылиться в копеечку в производстве. Например даже популярная модель дозиметра радиоскан предпочли не делать собственный корпус, а использовать корпус от другого устройства.
У меня сейчас дома такая штука есть и можно сказать, что я её тестировал. Видео обзор пока не получается на нее снять. Но если коротко, то да, на радиацию она реагирует. Но с целым ворохом нюансов. Нюанс первый, околофоновые уровни ей мерять бесполезно. От фона она регистрирует одну частицу раз в 10-15 минут (для сравнения дубовенький СБМ-20 дает более 10 импульсов в минуту). Набирать с такой скоростью счета хоть сколь либо достоверную статистическую погрешность, это задача для сильных духом. Причем разработчики не зафиксировав ни одной частицы радостно пишут на экране позитивные 0.1uSv.h. Более менее она начинает работать от нескольких uSv/h и выше (ну как, более менее, когда СБМ-20 верещит как резанный, он где то в течении минуты начинает что то показывать). Во вторых при такой низкой чувствительности датчика единственным решением является усреднение результатов за очень долгое время, что бы набрать приемлимую статистическую погрешность. Но в ПО у них какой то косяк, потому что увеличение времени измерения к увеличению точности не приводят. При неизменном уровне результат на экране болтается как говно в проруби. Предполагаю, что усреднение у них идет не за все время измерения а только за последние Х минут. А так же эта штука начинает считать ложные срабатывания от постукивания.
Не совсем корректно говорить "± 50-100% друг относительно друга" не указывая доверительной вероятности. Потому, что без указания доверительной вероятности этот диапазон может быть неограниченно большим. Например для мощности дозы в 10мкР/ч и чувствительности счетчика 60 импульсов на мкР, и временем измерения одна минута, то с вероятностью 68% измеренное значение будет отличаться от истинного не более чем на 31%, в оставшихся 27% не более чем на 63%, в оставшихся еще 4% не более чем 95% (судя цифрам вы видимо для этого диапазона считал вероятности) но в еще оставшихся долях процентов измерения могут еще больше отличаться. Увеличение времени до 2 минут (а вы допускаете такой интервал времени) уменьшает доверительный интервал до 67% с вероятностью 99,7%.
Далее если говорить про скорость и точность, то опять же надо сначала сформировать задачу зачем мы все таки это делаем. Если нам нужно вычислять, а не присыпало ли нас цезием от ближайшего завода (как например это было в Электростили) то мы можем себе позволить и часовые замеры и нам хватит точности минутного замера. Если мы хотим фиксировать мимо пробегающего маджахеда с вазочкой из уранового стекла, то тут уже и Бета-2М-1 окажется бесполезен и нужно будет ставить несколько литров пластика.
Собственный фон до 1 импульса в секунду, это не значит, что он на практике будет давать тебе столько импульсов, это значит только то, что производитель датчик с таким фоновым счетом считает исправным. На практике собственный фон от датчика во много раз меньше. И если не гнаться за скоростью измерения то они вполне пригодны для измерения околофоновых значений, а для погодной станции большая скорость реакции не особо важна, это же не поисковый прибор, а просто средство мониторинга. При помощи правильной обработки результата СБМ-20 даже пригоден для выявления радиоактивности в богатых калием продуктах.
По поводу описать свой опыт. Если честно, то я не вижу что конкретно там описывать. Моя схема является смесью схемы с радиокота и датащита на PCM2904. То есть я в плане схемотехники ничего нового не скажу. Все это уже описано в интернете. Схему на само деле показывать не особо хочу. Не потому, что тайна, а потому, что там есть пара компонентов которые у меня выбраны не оптимальным образом. Я слишком сильно растягиваю сигнал, что конечно увиличивает количество отсчетов АЦП на один импусльс но увеличивает вероятность склейки (к слову, если делать по схеме из радиокота, то устройство запускается и выдает приличные спектры сразу. Просто я хотел попробовать улучшить разрешение за счет настройки обратной связи, но в процессе экспериментов остапа понесло и все не дойдут руки вернуть промежуточный вариант). Так же у меня схема очень много потребляет. Чуть больше 500мА от USB. Я когда её делал в попытках добиться максимально стабилизированного питания сильно увлекся линейными стабилизаторами и как следствие КПД блока питания ниже плинтуса. А выигрыша по разрешению от моих экспериментов с питанием я не заметил. Короче моя схема больше похоже на докозательство того, что не умеешь, делай по инструкции и не выкобенивайся. Схема выглядит как то так. На фото нет самого кристалла NaI. Потом все засунул в корпус алюминиевых банок и обмотал алюминиевым скотчем (фото этой порнографии показывать не буду)
По поводу самой спектрометрии. Мне приглянулась BecquerelMonitor http://blog.livedoor.jp/kabuworkman-becqmoni/. Theremino не понравилась. Сколько не пытался настроить получал разрешение меньше чем BecquerelMonitor. И я бы списал это на свою некомпетентность, если бы более прошаренный знакомый не получил бы тот же результат. Пока лучший результат который я получил, это 7.2 процента (к слову на скриншоте грунт из электростали, что конкретно в печь они закинули я не знаю, но судя по тому, что кроме 31 и 662 других пиков нет, видимо это был какой то промышленный источник с чистым цезием, замеры сразу после аварии есть на видео https://www.youtube.com/watch?v=uETl6LJwYG0 я свою пробу грунта набирал после того как там провели дизактивацию и все успокоились. Цифры там конечно сейчас существенно меньше, но все равно область с повышенным фоном имеется).
Результат конечно не самый выдающийся. Но учитывая, что кристалл я покупал на барахолке и по паспорту он вообще даже не спектрометрический и от неправильного хранения немного отслоилось защитное стекло. Я считаю результат хорошим. Может быть обзаведусь более приличным кристаллом и удастся еще улучшить разрешение.
Из прикольных находок это вот такой медальон с Торием обзор спектра с которого я делал на видео http://www.youtube.com/watch?v=XHUcNit4OdE. И вот такие микропики у меня получились при замере фильтра для воды, который много месяцев фильтровал водопроводную воду. Это конечно мелочь. Но все равно приятно, что она осела на фильтре.
По поводу дозы. Рентгеновский аппарат я пока собирать не планирую. Как то потребности в нем нет. Я говорил про тормозной рентген возникающий при торможении бета частиц от трития в корпуте брелка. Я думаю вы понимаете что такая мелкая фигня на фоне фонового излучения практически не дает добавки к дозе (а учитывая проникающую способность и устойчивсть кожи к излучению это вообще фигня).
Кстати осаживанием ДПР радона я тоже развлекался. Да в не проветриваемом помещении после суток пластинка немного фонит. Но к сожалению я свою ловушку для ДПР радона сломал раньше чем собрал спектрометр (скорее всего там где то провод оторвался, надо просто разобрать проверить все соединения). Надо будет как то найти время её починить и все таки повторить эксперимент автора поста.
И о том, что это возможно я судил исходя из собственного опыта. Только сместо звуковухи я использовал PCM2904 (по сути та же звуковуха, только аналоговый сигнал не надо гонять по длинным проводам.
PS и естественно, я не говорю, что промышленные приборы плохие или что они очень дорого стоят. Я уверен, что есть промышленные приборы которые дают лучше разрешение пускай даже с того же NaI, чем мои 7.2% для пика цезия. Однако это вполне себе спектрометр. У меня даже получалось ловить на него тормозной рентген от тритиевых брелков (менее 20кэВ).
Большое время автономной работы это конечно хорошо. А в цифрах это «большое» как выглядит. Скажем при стандартном бытовом уровне 0.1мкЗв/ч с выключенным экраном в режиме сигнализатора он сколько проживет?
Далее 64 диода… BPW34s при покупке партией в несколько тысяч штук стоит примерно 0.5$. То есть такая матрица уже стоит 32$. Еще накидываем ОУ (а сигналы с диодов очень очень слабые, абы какие ОУ тут не подходят, нужны малошумящие) и сумма уже перестает радовать.
А по поводу цены. Дозиметры штука очень малопопулярная. Что бы их брали многотысячными тиражами, они должны стоить рублей 300-400. Но столько они не могут стоить по объективным причинам. А значит автоматически растет на них и цена. И от этого никуда не деться. Единственный выход из этого замкнутого круга это повысить востребованность дозиметров. А что бы повысить востребованность дозиметров необходимо, что бы была реальная угроза от радиации. Скажем второй чернобыль, маяк и фукусима вместе взятые. Вот так, что бы целый материк засрать, что бы отселяться не куда было. Тогда можно будет продавать начать выпускать дешевые дозиметры. Но к счастью большинство владельцев дозиметров реальных источников радиации даже в глаза не видели и от безделья мучаются как бы из подручные средств сделать КИ что бы убедиться, что дозиметр в принципе исправен. Ожидать вкусных цен на дозиметры не приходится.
Далее если говорить про скорость и точность, то опять же надо сначала сформировать задачу зачем мы все таки это делаем. Если нам нужно вычислять, а не присыпало ли нас цезием от ближайшего завода (как например это было в Электростили) то мы можем себе позволить и часовые замеры и нам хватит точности минутного замера. Если мы хотим фиксировать мимо пробегающего маджахеда с вазочкой из уранового стекла, то тут уже и Бета-2М-1 окажется бесполезен и нужно будет ставить несколько литров пластика.