В данной статье я хочу поделиться своими изысканиями на тему слабых источников радиации, которые можно встретить в повседневном обиходе. Я не буду рассматривать всякую экзотику типа изделий из уранового стекла, приборов со радиолюминисцентной краской на шкале и ионизационных датчиков дыма. Речь пойдет о самой обычной посуде, стройматериалах и продуктах питания, слабую и неопасную для здоровья радиоактивность которых можно обнаружить простейшим бытовым дозиметром.
Тема радиации заинтересовала меня после прочтения статьи про брелок Гейгера. Как справедливо заметил в комментариях KbRadar, брелок является сигнализатором опасности, а не поисковым прибором для сравнения мощности фона излучения в разных местах. Поэтому мне захотелось обзавестись простейшим дозиметром-радиометром с экраном. Я написал в Даджет и заказал для обзора дозиметр Defender СОЭКС. Оказалось, что прибор уже снят с производства, и мне достался последний имевшийся в наличии экземпляр. Поэтому далее в статье не буду подробно описывать данный конкретный гаджет, а лишь приведу результаты проведенных с его помощью исследований.
Первым делом мне захотелось проверить точность показаний прибора. В комплект к бытовым дозиметрам
На том же месте мой дозиметр показал вот что:
Так как сто рентген соответствуют одному зиверту, то показания почти сходятся.
В моем дозиметре используется старый добрый датчик бета-излучения СБМ-20 производства «Электрохимприбор».
Данный датчик является счетчиком Гейгера-Мюллера не реагирущим на альфу и мягкую бету (эти виды излучения не проникают через его металлический корпус). Тем не менее он раз в десять чувствительнее СБМ-21 используемого в упомянутом выше брелке за счет своих размеров.
| Тип счетчика |
Рабочий интервал U, В |
Наклон плато, %/В |
МЭД, max Р/ч |
Чувствительность, имп/с при 1 мкР/с |
Диаметр, D, мм; Длина, L, мм |
|---|---|---|---|---|---|
| СБМ-20 |
350 — 475 |
0,1 |
0,1 (Р/с) |
60 — 75 |
D=11 L=108 |
| СБМ-21 |
350 — 475 |
0,15 |
0,25 (Р/с) |
6,5 – 9,5 |
D=6 L=21 |
Из этой таблицы (взятой с сайта Электрохимприбора) видно что СБМ-20 засечет как минимум 15 импульсов в минуту при естественном фоне 15 мкР/ч а СБМ-21 — лишь 1-2 импульса. За несколько минут измерений с СБМ-20 можно набрать достаточно статистики чтобы показать более-менее надежное значение слабого радиационного фона.
Калий-40
Один из распространенных в природе изотопов калия, 40K, радиоактивен. Так как химически он неотличим от обычного стабильного калия, то наряду со стабильным калием он участвует в обмене веществ в живых организмах и входит в состав множества минералов. Каждую секунду в вашем теле происходит несколько тысяч бета-распадов 40K:
Кроме того, c вероятностью 12% ядро 40K может захватить электрон и превратиться в 40Ar c испусканием ?-кванта.
На этой реакции основан калий-аргоновый метод ядерной геохронологии.
Древесная зола содержит поташ (карбонат калия, K2CO3). На фото ниже счетчик лежит в ведерке с золой, оставшейся от приготовления шашлыков. Чтобы разница с естественным фоном 0.12 мкЗв/ч была заметнее, пришлось практически закопать дозиметр в золу.
Примечание: Если целью является получение точного числового значения фона, дозиметр не следует держать в непосредственной близости от изучаемого предмета. В моем случае задача была иная — обнаружить сам факт наличия небольшого дополнительного фона.
Зола от сжигания травы содержит больше поташа чем древесная, с ней различия были бы заметнее. Дачники часто используют золу вместо калийных удобрений фабричного производства, которые тоже фонят из-за присутствия изотопа 40K.
При изготовлении хрустального стекла, в шихту могут добавлять тот же поташ или оксид калия. Поэтому можно встретить слаборадиоактивную хрустальную посуду. Я перепробовал кучу ваз и фужеров и лишь внутри этой пивной кружки заметил небольшие отклонения от фона.
Стоит отметить что измерения радиоактивности предметов имеют смысл только если также измерять естественный фон поблизости и смотреть на разницу. Тут видно что поодаль от кружки фон меньше.
Много калия содержится в бананах. Банан даже используется как шуточная единица дозы радиации (см. банановый эквивалент). Разница фона внутри ящика с бананами и в метре от него очень мала, но все же обнаруживается.
Чтобы надежно обнаруживать такие малые различия фона, приходится тратить довольно много времени на измерения, ведь погрешность СБМ-20 может достигать 30%. Дозиметр обновляет показания на дисплее каждые десять секунд. В процессе каждого измерения заполняется зеленый столбик в левой части экрана. С каждым новым измерением на экран выводится усредненное значение всех предыдущих изменений и таким образом повышается точность. Для индикации точности имеется желтый столбик, подрастающий с каждым измерением и полностью заполняющийся за две минуты — инструкция гласит что достаточная точность достигается при его максимальном заполнении. Чтобы реагировать на изменения фона, в логику работы прибора заложен сброс предыдущих измерений при изменении фона в три раза. В моих опытах никогда не встречалось столь существенного перепада, и я не придумал ничего лучше чем просто выключать и включать дозиметр между измерениями.
Для надежной фиксации наличия разницы фона, я повторил опыт с бананами несколько раз. В каждом подходе я измерял два значения фона — внутри коробки и в метре рядом. Естественно, цифры немного плавали, но в коробке с бананами фон всегда был немного выше.
Уран и торий
Эти элементы в первую очередь вспоминают, когда говорят о природных источниках радиации. Природный гранит может содержать как следы урана, так и тория, хотя их количество сильно зависит от месторождения. В парке я обнаружил вот такой декоративный гранитный булыжник, фон у поверхности которого в два раза превышает фон в паре метров рядом.
Гранитная плитка, идущая на облицовку зданий и памятников тоже может фонить. Мне пришлось обойти множество кандидатов пока я не обнаружил двукратное отклонение от фона, который в тот момент составлял 0.12 мкЗв/ч:
В строительстве используется гранитный щебень который могут добавлять в бетон или посыпать дорогу. Гранитный щебень также используется в железнодорожных насыпях. На фото ниже — Новомосковская детская железная дорога (узкоколейка, использующаяся для тренировки юных железнодорожников). Здесь щебень хороший, совсем не фонит.
Также в строительстве может использоваться шлак — побочный продукт доменного сталелитейного производства. У советских дачников были популярны вот такие слабофонящие шлакоблоки:
Откуда же в шлаке уран? Он содержится в каменном угле, который сжигают в домне. Поэтому металлургические комбинаты и ТЭС не только повышают уровень углекислого газа в атмосфере, но и создают радиоактивное загрязнение. Жить рядом с ТЭС может быть вреднее чем рядом с АЭС (до тех пор пока последняя работает в штатном режиме). Некоторая часть урана остается в шлаке из которого делают вот такой дешевый щебень и посыпают им дорожки.
Дорожка слегка фонит.
Природные изотопы урана и тория излучают лишь ?-частицы которые не могут проникнуть сквозь корпус счетчика. Счетчик реагирует на ?-активные продукты их распада (см. Радиоактивные ряды).
Радон
Радон — это радиоактивный инертный газ, в семь раз тяжелее воздуха. Не имеет стабильных изотопов, самый долгоживущий из них, 222Rn, имеет период полураспада чуть меньше четырех суток. Природные запасы распадающегося радона непрерывно пополняются благодаря ?-распаду радия в земной коре.
Из-за своей инертности, атомы радона легко покидают кристаллическую решетку минерала в котором они образовались. Через трещины и поры, газ поднимается к поверхности и попадает в атмосферу, где и рассеивается, не причиняя особого вреда. Другое дело если радон выходит не на открытое пространство, а в замкнутый объем подвала здания. Если подвал не проветривается, радон будет накапливаться. СБМ-20 не может непосредственно засечь радон так как этот газ подвержен ?-распаду:
Возникающее в этом распаде ядро полония 218Po также распадается с излучением ?-частицы: 218Po > 214Pb + 4He. Зато ядра свинца 214Pb перегружены нейтронами и распадаются испуская ?-излучение которое «видит» СБМ-20. Есть и другие продукты распада (изотопы полония, висмута, свинца и др.) излучающие не только в ? но и ?-частицы.
Вообще для точного измерения активности радона в воздухе нужно специальное оборудование. С бытовым дозиметром можно лишь попытаться обнаружить сам факт его присутствия. В поисках радона я спустился в подвал старого жилого дома с земляным полом и измерил фон на высоте полтора метра (он составил 0.12 мкЗв/ч). На уровне пола фон был лишь незначительно выше, и я было подумал что радона тут нет, но заметил что в полу есть большая яма глубиной около метра прикрытая досками (когда-то она использовалась для хранения картошки). Я предположил, что тяжелый газ может «стекать» туда через щели между досками и накапливаться, так как доски мешают проветриванию ямы. На дне ямы оказалось 0.3 мкЗв/ч.
Я убрал доски, проветрил подвал и повторил измерения:
Фон заметно снизился. Осталось попытаться объяснить результат. Казалось бы, после проветривания изменений быть не должно, так как дозиметр реагирует не на сам радон, а на дочерние продукты его распада — тяжелые металлы. Тем не менее эксперимент показал наличие разницы фона. На диаграмме выше видно, что большая часть образующихся изотопов металлов живет минуты и секунды, и просто не успевает осесть на пол. Атомы дочерних продуктов распада конденсируются на мельчайших пылинках висящих в воздухе, делая их радиоактивными. Проветривание позволяет частично избавиться от этой пыли.
Также немного радона может попадать в наши дома с природным газом и артезианской водой. Проветривайте чаще, ведь несмотря на то что ?-частицы не проникают через кожу, радон и продукты его распада попадают в легкие при дыхании. Там они уже будут не столь безобидны.
Дополнительные материалы по теме
Помимо многочисленных ссылок на статьи из википедии которые я расставил по тексту выше, могу порекомендовать следующие интересные материалы.
- Статья egigd — Немножко про радиацию
- Радиация на Луркморье
- Тест дозиметров от Популярной механики
- Статья в журнале «Химия» — Радиоактивность у нас дома: проблема радона
- Польза и вред радона
- Radiation Dose Chart на xkcd.com (также есть русский перевод)
Update: Когда статья была уже готова, пришла новость от Даджета о том что в продаже появилась новая модель от того же производителя — Экотекстер 2 СОЭКС. Это комбинированное устройство два-в-одном: дозиметр+нитратометр. Прибор умеет измерять радиационный фон встроенным счетчиком Гейгера СБМ-20, а также может оценивать содержание нитратов в овощах и фруктах. Осенью, в пору богатого урожая это особенно актуально. Функционал нитратометра основан на измерении электрического сопротивления продуктов с помощью щупа. Компания Даджет даёт 10%-ю скидку на Экотекстер 2 СОЭКС всем читателям Гиктаймс. Промокод GEEKT-SOEX2 действует 14 дней с момента публикации.
Комментарии (70)
egigd
24.09.2015 08:04+3Разница фона внутри ящика с бананами и в метре от него очень мала, но все же обнаруживается.
Это просто статистический разброс, а не реальное обнаружение излучения бананов.
Чтобы СБМ-20 статистически достоверно отличил 0,10 и 0,14 мкЗв/ч, нужно дважды подождать не менее чем 10 минут. И прибор должен усреднять показания за все эти 10 минут. СОЭКС же усредняет показания лишь за 2 минуты максимум, более «древние» результаты им отбрасываются. В результате статистическая погрешность в этом диапазоне мощностей дозы составляет примерно 20%. Т.е. если у нас реально 0,12 мкЗв/ч, он запросто может показать и 0,10 и 0,14. А иногда даже 0,09 и 0,15…
Жить рядом с ТЭС может быть вреднее чем рядом с АЭС (до тех пор пока последняя работает в штатном режиме).
Не «может быть», а абсолютно точно многократно вреднее.
Особенно если речь об угольных ТЭС — там разница уже на порядки.
Фон заметно снизился.
Опять-таки, разница на пределе статистической погрешности. Фон в обоих случаях мог быть 0,26 мкЗв/ч. Погрешность тут на уровне ±14%.
Также немного радона может попадать в наши дома с природным газом и артезианской водой.
Не немного, а куча. Причём с обычной водой — тоже. Концентрация радона на кухне с газовой плитой и в ванной комнате как правило более чем на порядок превосходит таковую в комнатах.
beliakov
24.09.2015 08:33Это просто статистический разброс, а не реальное обнаружение излучения бананов.
Чтобы СБМ-20 статистически достоверно отличил 0,10 и 0,14 мкЗв/ч, нужно дважды подождать не менее чем 10 минут.
Как вариант можно повторить опыт много раз. Что я собственно и сделал, так как тоже не особо доверял абсолютным показаниям. Я бы согласился что это статистический разброс, если бы в одном из опытов фон внутри банановой коробки оказался ниже чем снаружи. Но, этого не наблюдалось.egigd
24.09.2015 08:46Опишите подробнее, сколько измерений сделали снаружи, сколько внутри, что получили.
В текущей формулировке складывается впечатление, что вы один раз измерили снаружи, получив 0,10, а потом несколько раз внутри, и все разы было не меньше 0,11. Если так, то это ни о чём не говорит: те 0,10 могли быть редким особенно сильным «отрывом» вниз, вот и получилось потом всё время выше.beliakov
24.09.2015 08:58Да, согласен, опишу в статье этот момент поподробнее. Ну и для себя, попробую еще раз все это проверить с другой партией бананов :)
yus1960
24.09.2015 08:15+1В приборе стоит датчик СБМ-20, который имеет диапазон регистрации гамма- излучения:
4*10E-3… 4*10E1 мкР/с.
Правда, если я не ошибаюсь, они используются ещё советской приёмки. Но как и радиолампы, их потенциал со временем изменяется не на много. Точность не должна сильно уменьшиться.beliakov
24.09.2015 08:55Интересно что на сайте Электрохимприбора СБМ-20 находится в разделе «счетчики бета излучения»: www.ehp-atom.ru/produkciya/geofizicheskoe-oborudovanie-i-ylektrovakuumnye-pribory/schetchiki-geigera-myullera
begin_end
24.09.2015 10:24+1Да, к сильной бете он весьма чувствителен. Иногда в приборах используется обмотка счетчика свинцовой фольгой или прикрытие свинцовым фильтром-крышкой, чтобы был счет именно гамма, кроме того этим немного подравнивается кривая гамма-чувствительности.
JerleShannara
24.09.2015 14:46+1Он регистрирует бету. Для примера возьмите древний советский ДП-5, который на СБМ-20 (и СИ3БГ, но если стал нужен этот датчик, то пора делать ноги) построен. Умеет измерять гамму и детектировать бету.
Flann
24.09.2015 11:03Откуда же в шлаке уран? Он содержится в каменном угле, который сжигают в домне. Поэтому металлургические комбинаты и ТЭС не только повышают уровень углекислого газа в атмосфере, но и создают радиоактивное загрязнение.
Ну, во-первых, не в любом каменном угле и не всегда. Добываемый уголь проходит в том числе и радиационный контроль. Например в Забайкалье есть угольное месторождение, законсервированное именно по этой причине — в ходе геологоразведки была установлена радиоактивность пластов выше фоновых значений и работы остановили. И это при том, что в тех местах довольно непростая ситуация в плане энергетики и эта шахта могла бы значительно улучшить положение.
А то ещё поднимется паника у людей, использующих в дачных печах каменный уголь…egigd
24.09.2015 12:24В любом и всегда.
Вопрос в том, укладывается в допустимые нормативы или нет…
Так вот, допустимые нормативы таковы, что радиоактивные выбросы угольных электростанций на единицу произведённой электроэнергии многократно выше таковых у АЭС.Flann
24.09.2015 12:56Если с точки зрения геохимии, то могу согласиться, что в любом. Но при этом он будет и в торфе. и в сланцах и в других осадочных породах. За счёт сорбционных свойств органики содержания будут повыше чем в магматических/метаморфических породах, но при этом всё равно ниже каких-то значимых величин. Жаль я пока в командировке, а геохимический справочник в офисе лежит — тогда мог бы привести конкретные цифры для сравнения.
egigd
24.09.2015 13:18Да, разумеется они есть везде. Речь не шла о том, что только углём плохо топить. Даже природный газ приносит радиоактивные изотопы, от чего на кухне с газовой плитой концентрация радона на порядок выше, чем в комнате.
yus1960
24.09.2015 13:17Навеяло. Не уверен, что на дачах сейчас используют уголь. С углём не так всё просто. В частных домах использовали. Раньше. Для растопки использовался сорт «Пламенный», который загорался от мелких щеп и дровишек. А когда печка просыпалась, сыпалось ведро основного угля «Семечка». На нём дом и грелся всю ночь до утра.
Flann
24.09.2015 13:31Про дачи вот тоже сам не вполне уверен — многие переходят на газовые или многотопливные котлы. Но вот в регионах углём топят по-прежнему, и не только в деревнях. В Чите, например, довольно много частных домов в черте города, а так как город в низине, то в безветренную погоду зимой даже в горле начинает першить от характерной угольной гари.
GavriKos
24.09.2015 11:49уличные часы с индикацией радиационного фона
Сурово. Какой то научный объект?beliakov
24.09.2015 11:54+1Да нет, просто купили зачем-то часы с такой опцией, они свободно продаются (например, www.etalonvrn.ru/catalog.php?id=19&prod=6).
Skywrtr
24.09.2015 20:56А в наших краях даже вот такие штуки встречаются.
DarkByte
30.09.2015 14:37+1Так вот как они выглядят. Показания с них можно посмотреть на сайте www.russianatom.ru
ganzmavag
24.09.2015 13:25Эх, в Новомосковске! Совсем рядом) Надо было в Узловский район еще съездить — глянуть, что там от Чернобыля еще осталось и фон на терриконах от шахт замерить. Как раз отвалы породы.
yus1960
24.09.2015 14:21+1Был летом в Кимовском районе, в гости к родственникам. Там признаки шахт тоже остались. С собой был подобный прибор. Подходил к подозрительным местам, измерял фон, он был в норме. «Чернобыльские» люди перестали получать ещё в конце 90-х.
ganzmavag
24.09.2015 14:34Там вроде есть места, где льготы какие-то сохранились. Но в деталях не знаю.
Спасибо за информацию, наконец-то узнал, что там реально с фоном.
Akr0n
24.09.2015 14:24+2Краснокаменск, на краю старого уранового карьера
jar_ohty
24.09.2015 15:40Надо сказать насчет хрусталя. Один из источников его радиоактивности — это калий. Но у нас дома была пара ваз из довольно паршивого желтоватого хрусталя, который отличался интенсивной голубовато-зеленоватой флюоресценцией в коротковолновом УФ излучении и довольно высокой радиоактивностью. К сожалению, вазы эти были выброшены при переезде на «материк» и не дожили до гамма-спектрометров в радиолюбительской лаборатории. Но подозреваю содержание в них урана.
beliakov
24.09.2015 15:50По описанию внешнего вида похоже на урановое стекло.
jar_ohty
24.09.2015 15:57Нет, как выглядит урановое стекло, я знаю, у меня есть фильтр типа ЖЗС-19 из него. У того стекла был только легкий желтоватый оттенок, заметный только если смотреть с ребра.
Raegdan
24.09.2015 22:38А разве в быту применяют фонящие изотопы урана? Мне всегда казалось, что применяют только 238-й, т.к. во-первых это отход атомной промышленности, а во-вторых он практически стабильный (4 с лишним млрд лет, вроде?), им наоборот от радиации прикрываются.
jar_ohty
24.09.2015 23:04В быту вообще сейчас никакие изотопы урана не применяют. А когда применяли — применяли уран как есть, природный. Ибо изотопы крупнотоннажно тогда разделять не умели, соответственно, не было кучи отходов в виде обедненного урана.
Во-вторых, радиоактивность обедненного урана не так уж мала. Она всего лишь вдвое ниже, чем у природного.
SADKO
24.09.2015 15:44+2Слабая радиация и всего один СБМ-20, это как из ом-метра нитрат-тестер :-)
beliakov
24.09.2015 15:55+1Не совсем верная аналогия. Нитрат-тестер из омметра видит то чего нет, а СБМ-20 — наоборот :)
jar_ohty
24.09.2015 16:00+1Нитрат-тестер из омметра видит проводимость, обусловленную нитрат-ионами, как впрочем и любыми другими и не способен их различать. СБМ-20 видит кванты низких энергий и бета-излучение гораздо лучше, чем высокоэнергетическое гамма-излучение, создающее намного большую дозу. Так что аналогия вполне справедливая. Но нитрат-тестер не лечится ничем, а СБМ-20 лечится полумиллиметром свинца. Правда, его низкая чувствительность от этого больше не становится.
beliakov
24.09.2015 16:04СБМ-20 видит кванты низких энергий и бета-излучение гораздо лучше, чем высокоэнергетическое гамма-излучение,
Я это и имел в виду. Нитрат-тестер из омметра реагирует на то чего нет, а СБМ-20 видит не все что хотелось бы.jar_ohty
24.09.2015 16:05Скорее слишком много того, что не очень-то и хотелось бы.
beliakov
24.09.2015 16:07В смысле видит слишком много беты?
jar_ohty
24.09.2015 16:12Угу. Я уже писал, что эффективность счетчика Гейгера для беты раз в 100 больше, чем для гаммы (естественно, для той беты, что проходит сквозь стенки). А чувствительность к мягкой гамме около 100-150 кэВ примерно 10 раз больше, чем к цезиевой линии, при том, что вклад в дозу на квант у него в пять раз меньше, чем у 662 кэВ.
beliakov
24.09.2015 22:20Что то комментаторы противоречат друг другу. egigd вот пишет что «фоновое бета-излучение весьма мало, зафиксировать его на фоне гамма-излучения почти невозможно». Что же я все-таки наблюдал, гамму или бету?
jar_ohty
24.09.2015 23:13В каком именно случае?
Реакция дозиметра на калийные соли и гранит в значительной степени обусловлена бета-излучением. Причины я уже описал.
egigd
25.09.2015 04:06Я писал про ФОНОВОЕ. Т.е. просто посреди комнаты, улицы и т.д. А не от конкретных компактных источников излучения.
Raegdan
24.09.2015 16:26+2Хотите провести «боевое крещение» дозика? Съездите на экскурсию в Зону. Разумеется, получив при этом ещё и массу впечатлений, если вы неравнодушны к постапокалиптике.
Я ездил поздней осенью 2013-го. Из Москвы цена вопроса тогда была 10 тыр, по времени — 1 день. В пятницу после работы выехали, в воскресенье утром вернулись, поезд Москва — Киев и автобус Киев — Зона.
В числах: 30-километровая Зона вообще не фонит, 10-километровая — почти везде (включая Припять) 60...100 мкР/ч, смотровая площадка ЧАЭС 250...300 мкР/ч, а вотВыжигатель моз… ЗГРЛС «Дуга» тоже не фонит, несмотря на расположение в 10-километровой. Мы даже там ботинки в луже мыли, чтобы уменьшить шанс того, что на выезде зазвенит турникет. Потом в обратном поезде товарищи по экскурсии показывали фотку дозиметра с 1400 мкР/ч, где они такое нашли — не знаю. Я таких показаний на своём ни разу не видел.
Всего провели там 5 часов, набрали где-то 250...300 мкР, то есть можно считать — просто прожили лишний день при естественном фоне (12 мкР/ч * 24ч = 288 мкР).
Фоток под рукой нет, если не забуду — сброшу вечером.
З.Ы. Своего дозика нет, увы. Брал на прокат, называется Терра, датчик по словам гида — два СБМ-20.
stalinets
24.09.2015 18:37В подвале больницы есть комната, где свалена одежда первых пожарных, тушивших АЭС. Там один из самых высоких уровней, что можно найти в зоне, не лазая в саркофаг. Но ходить туда без полного скафандра с замкнутым циклом дыхания не стоит: даже в респираторах и ОЗК есть немалый риск надышаться пылью и через время обнаружить у себя рак лёгких, например…
www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=CRXUCz8763k#t=794Raegdan
25.09.2015 01:4280 мР/ч? Да уж, очень сурово. Причём не факт, что дозик успел досчитать точно. Хотя нет — на таком фоне там, наверное, бедные СБМки как пулемёт трещали и статистика собиралась моментально.
catharsis
11.10.2015 02:14Вообще у нее довольно быстро наступает насыщение, и бытовой радиометр начинает показывать НОЛЬ.
iliar
06.10.2015 13:55Мест где можно протестировать свежекупленный дозиметр гораздо больше чем Чернобыль. Причем с гораздо более простым доступом. Например когда мне для настройки самодельного спектрометра потребовался Цезий-137 я просто поехал в Электросталь и накопал земли рядом с Солярисом. Вот только я не совсем понимаю желание людей ходить по таким местам и слушать попискивание дозиметра. Для проверки работоспособности прибора достаточно просто мешка удобрения из магазина.
stalinets
24.09.2015 18:21+1Кстати, кого интересует выбор дозиметра — советую почитать статью Олега Айзона:
sohabr.net/gt/post/260288
К сожалению, статья тут долго не продержалась из-за несогласованной рекламы, но тем не менее прочесть стоит.
entze
24.09.2015 21:13+1Ну раз редакция посчитала это «рекламой», то было дело принципа этой «рекламой» воспользоваться и поехать купить Радиаскан-701 :)
DmitrySpb79
30.09.2015 16:33+1Что-то в статье гранит слабовато фонит. Вот для сравнения на фото наш Питерский :)
stalinets
01.10.2015 06:30+1К примеру, памятник Кирову в Ростове, на Кировском/Пушкинской.
Примерно так же фонит памятник красноармейцам на Ворошиловском/Садовой.
AlexanderG
04.10.2015 15:01Зола от сжигания травы содержит больше поташа чем древесная, с ней различия были бы заметнее
По этой же причине тепловые электростанции выбрасывают намного больше радиоактивности в среду, чем атомные.
atomlib
Мне казалось, что попытка измерить что-то в районе 0,1 микрозиверта в час даст лишь погрешность. Особенно это будет заметно в дешёвом бытовом дозиметре за 5 тысяч рублей, к примеру, мой «СОЭКС-01М» спокойно скачет от 0,15 до 0,25. В «Википедии» стоит: «Steady dose rates below 0.1 µSv/h are difficult to measure.[citation needed]» Кто-нибудь может подтвердить или опровергнуть это?
egigd
Совершенно верно: для точных измерений фонового излучения нужны либо очень чувствительные датчики (в идеале — сцинтиллятор, как минимум большой датчик Гейгера, что-то типа Бета-5, который в 6 раз чувствительнее СБМ-20), либо очень большое время измерений (минут 10 и более в случае СБМ-20). Соэкс не имеет ни того, ни другого, а от того статистический разброс его показаний при фоновом уровне даже при полном заполнении правой шкалы составляет примерно ±20%.
Нескомпенсированность хода с жёсткостью датчика и одновременная фиксация гамма- и бета-излучения без возможности их различения приводят к тому, что прибор может давать ошибку в плоть до многократной. Впрочем, в основном в сторону завышения.
beliakov
Дело в том что радиационный фон — величина статистическая. Счетчик он потому и счетчик, что буквально считает в штуках попадающие в него частицы излучения (ох уж этот дуализм). При нормальном естественном фоне это может быть менее одного импульса в секунду. Поскольку частицы не летают в воздухе стройными рядами а носятся как попало, показания будут скакать. Чтобы повысить точность, можно увеличивать физические размеры датчика, количество одновременно задействованых датчиков (в некоторых бытовых дозиметрах устанавливают сразу два СБМ-20) или просто увеличить время измерения.
Как я писал выше, мой дозиметр усредняет показания накапливая точность до тех пор пока не обнаружит резкий всплеск (случающийся если пользователь подошел к источнику излучения). В этом случае предыдущие результаты сбрасываются и отсчет начинается заново. Во всех моих экспериментах я проводил каждое измерение не менее двух минут. К тому же моей целью было не получение абсолютного значения фона, а лишь обнаружение существования разницы между фоном вблизи от изучаемого предмета и на некотором удалении.
Я согласен с тем что мой счетчик выдает какие-то ненадежные цифры при слабом фоне. Но я могу уверенно сказать что эти цифры стабильно разные внутри ящика с бананами и снаружи — этот опыт я повторял раз пять.
egigd
Нет, сам фон отнюдь не статистический*. Но счётчик Гейгера имеет крайне малую чувствительность к гамма-излучению, им фиксируется лишь порядка 1% попавших в него гамма-квантов, остальные проходят его насквозь без взаимодействия. Именно взаимодействие потока со счётчиком является статистическим. В эту минуту провзаимодействовало 0,8% частиц, в следующую — 1,2% и т.д.
* — ну ладно, даже освещённость в ясный день имеет статистические флуктуации. Я о том, что флуктуации потока гамма-квантов через датчик за время одного цикла измерений СОЭКСа (10 секунд) весьма малы. Например, мой дозиметр со сцинтилляторным датчиком, имеющим активный объём 40х13 мм (активный объём СБМ-20 примерно 80х10 мм, т.е. даже чуть больше), у меня на столе стабильно показывает 18±2 частицы в секунду при времени одного цикла усреднения в 5 секунд. Значит через датчик СОЭКСа за цикл измерений в среднем проходит самое меньшее 200 частиц (в реальности наверняка ещё больше, сцинтиллятор такого размера тоже далеко не 100% частиц ловит), что даёт статистическую погрешность около 7%. После усреднения по 12-ти циклам (полное заполнение правой шкалы) получилась бы статистическая погрешность всего в ±2%. Реально же, как я уже писал выше, она около 20%.
P.S. я здесь везде указывал статистические погрешности в смысле стандартного отклонения, т.е. с доверительным интервалом 68%. Примерно каждое третье измерение может отклоняться от истинного значения ещё сильнее.
beliakov
А что насчет беты?
egigd
Фоновое бета-излучение весьма мало, зафиксировать его на фоне гамма-излучения почти невозможно.
Это вызвано тем, что бета-излучение хорошо поглощается веществом. Например, у калия-40 средняя энергия бета-частиц 0,54 МэВ. Частицы такой энергии не способны пройти в воздухе и двух метров, а вода/пластик/дерево останавливают их при толщине уже в 2 мм. Бетон — менее 1 мм. Т.е. если у нас есть бетонная стена, содержащая калий (а в бетон часто добавляют карбонат калия, нитрат калия, сульфат калия и т.д. для улучшения его свойств), толщиной 200 мм, то бета-излучение будет идти только от внешнего слоя толщиной всего в миллиметр, а вот гамма-излучение (оно у калия-40 имеет нехилую энергию в 1,46 МэВ) пойдёт от всей толщины стены.
Добавляем штукатурку (допустим, что она у нас калия не содержит) и обои — вот у нас вовсе бета-излучения от стены нет, а гамма никуда не делась…
beliakov
Мне до сих пор непонятна физика процесса откуда возникает гамма в бета-распадах. При подготовке статьи я много гуглил на эту тему но все же не осилил разобраться. Вот например реакция распада калия-40:
Образуется стабильный кальций-40, дальнейших превращений нет. Я правильно понимаю что на самом деле реакция сложнее, и сперва образуется нестабильный изомер кальция-40 который вскоре «успокаивается» испустив гамма-квант?
egigd
Вы вообще не ту ветку распада взяли…
Образуется возбуждённый (не изомер, время жизни околонулевое) аргон-40. И он уже испускает гамма-квант.
beliakov
Спасибо, дописал про эту реакцию в статью.
jar_ohty
На самом деле, все не совсем так. Бета-частиц, разумеется, мало на фоне гамма-квантов, но и эффективность регистрации гамма-квантов — мыш наплакал (десятые доли процента) по сравнению с бета-частицами, которые регистрируются с эффективностью 50-80%, и к тому же на один гамма-квант 1,46 МЭв приходится десяток бета-частиц. Поэтому, например, если к мешку с удобрениями приложили вплотную счетчик Гейгера, он будет регистрировать практически исключительно именно бета-излучение, несмотря на то, что оно выходит из тонкого слоя соли. И в паре метров, кстати, тоже.
Кстати, гамма-излучение от калия вообще довольно сложно зафиксировать без спектрометрии. В фоновом излучении пик калия виден отчетливо, но его скорость счета на кристалле NaI(Tl) 63х63 — порядка двух-трех импульсов в секунду при средней интенсивности счета 330 имп/с. Понятно, что изрядная доля ушла на комптоновский континуум, и что если учесть энергии импульсов и считать не импульсы, а дозу, калий будет более заметен (процентов 10-15 мощности дозы). А если приставить этот детектор к килограмму бромистого калия, счет в калиевой линии возрастает до семи или десяти импульсов в секунду.
Кстати, вообще говоря, фоновая радиация на уровне моря где-то на треть — это космические лучи, высокоэнергетические электроны и мюоны. Так как последние регистрируются счетчиками Гейгера со стопроцентной эффективностью, а поток мюонов на уровне моря известен (150 в секунду на квадратный метр), нетрудно подсчитать их вклад в скорость счета, зная площадь чувствительной поверхности счетчика. В частности, для СБМ-20 он дает вклад в скорость счета при естественном фоне (0,1 мкЗв/ч) около 50%.
beliakov
В общем-то я так и интерпретировал свои результаты — исходил из того что наблюдаю дополнительный фон бета излучения.
egigd
Мешок с удобрениями — это локализованный радиоактивный источник, а не общий фон.
Если же смотреть именно фон, то количество фиксируемых датчиком бета-частиц не выходит за рамки статистической погрешности.
Убедиться в этом весьма легко: оберните дозиметр, лежащий просто на столе, толстым (миллиметров 5 или более) журналом. Бета-излучение он поглотит, а на гамма влияние практически не окажет. Что характерно показания при этом не испытывают отклонений, выходящих за пределы статистической погрешности.
Поток мюонов не 150, а 10 000… Т.е. по одному через квадратный сантиметр в минуту*.
Если бы эффективность регистрации была бы 100%, то и в правду половина фона, фиксируемого СБМ-20, были бы мюоны. Но вот незадача: тогда и в свинцовом домике он бы 5-7 мкР/ч показывал. А не показывает, гад!
100% — это только у специализированных счётчиков. Для простого СБМ ничего подобного нет и близко.
* — «Каждую минуту квадратную площадку со стороной 1 см, горизонтально лежащую на поверхности Земли, пересекает 1 мюон космического происхождения» web.ihep.su/library/pubs/prep2011/ps/2011-7.pdf
jar_ohty
Я написал поток мюонов в секунду, а вы — в минуту. А СБМ-20 так и показывает в домике — меньше 5 микрорентген показания не опускаются.
egigd
У меня почему-то 2-3 получалось…
SelenIT2
вроде 150 в секунду и 10 тыс. в минуту — примерно одно и то же (±10%) и есть?