ПРОДУКТОВЫЙ ДОЗИМЕТР
Ю. ВИНОГРАДОВ, г. Москва
Обычные бытовые дозиметры надежно регистрируют радиационный фон и ионизирующее излучение макрообъектов (например, стен). Однако они не годятся для проверки продуктов питания, которая остается актуальной в ряде регионов страны. Предлагаемая вниманию читателей конструкция дозиметра позволяет в какой-то мере решить эту проблему. Следует обратить особое внимание на калибровку прибора. Без достоверной калибровки такой прибор может рассматриваться как индикатор, показания которого будут основой для дальнейших действий: не покупать товар, рискнуть купить, проверить наСЭС.
Недавно автору статьи довелось посетить отдел радиационной гигиены одной из районных СЭС г. Москвы, где состоялся примерно такой разговор:
- Могу ли я проверить на радиационное загрязнение банку растворимого кофе?
- А почему Вы решили, что он загрязнен?
- Вот этот прибор (демонстрирую описываемый дозиметр) показал 900 Бк/кг.
- А как Вы его калибровали?
- Бромистым калием.
(После некоторого размышления мой собеседник попросил предъявить мое удостоверение).
- Ах, пресса! С вами могут быть неприятности. ..
- Почему? Я ведь бывал у Вас в начале 90-х, показывал свои приборы. Вы знакомили меня с вашей техникой, с принятыми в то время нормами допустимого загрязнения цезием и стронцием-90 различных продуктов питания...
- Нет, нет. Этого не могло быть!
- Впрочем, теперь это не так уж и важно. В печати сообщалось, что те нормы радиационного загрязнения пищевых продуктов устарели и сегодня действуют новые. Не могли бы Вы познакомить меня с ними?
-Нет.
- А как же быть с моим кофе?
- Знаете, у нас сейчас много работы...
На этом наша "беседа" закончилась.
За годы, прошедшие после трагедии Чернобыля, многое изменилось. Дозиметры, фиксировавшие тогда излучения, многократно превышавшие естественный радиационный фон, сегодня демонстрируют почти полное благополучие. Но так ли это? Ведь за все эти годы активность стронция-90 и цезия-137 - двух из "знаменитой" тройки чернобыльских радиоизотопов - уменьшилась лишь на четверть, а снижения активности третьего - плутония-239 - мы не увидим никогда: период его полураспада превышает 24000 лет.
Причина нынешнего видимого благополучия проста: дожди, грунтовые воды, ветры, пожары, различные биологические процессы, эрозия почвы снизили концентрации радиоизотопов. Разнесенные по большим площадям они стали малозаметными на фоне естественной радиации Земли и Космоса.
Как источники внешнего облучения, такие излучатели уже не представляют для человека прежней опасности. Но попадая в его организм по пищевому тракту и дыхательным путям, предельно сближаясь с жизненно важными тканями, они способны оставить на них такой "след", который не мог бы возникнуть даже при самом сильном внешнем облучении. Поэтому и сравнительно слабое радиационное загрязнение продуктов питания не может быть оставлено без внимания.
Ниже описан дозиметр, способный обнаружить загрязнения такого рода и оценить их уровень. Прибор состоит из счетного блока и измерительной головки.
Основу счетного блока (рис. 1) составляет пятиразрядный счетчик, выполненный на микросхемах DD1- DD5. Его состояние отображается на жидкокристаллическом табло HG1. Четыре младших десятичных разряда демонстрируются обычным образом - в виде цифр.
Puc.1
Индикация старшего (десятков тысяч) ведется в двоичном коде с использованием децимальных точек:""-0,"'• -1•104,"•••-2•104,..., ••••- 14-104, •••• - 15-104 (• -децимальная точка видна). Таким образом, максимальное число, которое может быть зафиксировано в таком счетчике, равно 159999. Забегая вперед, заметим, что такой не слишком удобный двоично-десятичный отсчет потребуется лишь при калибровке прибора; в реальных измерениях счетчик DD5 обычно остается в нулевом состоянии.
Микросхемы DD6 и DD7 задают время, в течение которого ведется подсчет импульсов, поступающих с измерительной головки. Шестиразрядный счетчик DD6 ведет счет фронтов на выходе М счетчика DD7 (по положительным перепадам, первый из которых появляется на 39-й секунде первого минутного интервала). Внутренний генератор счетчика DD7 стабилизирован кварцевым резонатором ZQ1. При указанном на рис. 1 включении DD6 (вход инвертора DD10.2 напрямую соединен с выходом 32 счетчика DD6) измерение будет длиться 31 мин 39 с.
По истечении этого времени счет прекращается (на входе 12 элемента DD9.1 появляется запрещающий сигнал лог. 0) и включается звуковой сигнал, оповещающий об окончании измерения. Сигнал лог. 1, на входе 2 элемента DD9.4, разрешает прохождение однокилогерцового меандра, снимаемого с выхода F счетчика DD7, на усилитель DD10.4-DD10.6 и парафазно подключенную к нему нагрузку - пьезоизлучательВР1.
При очень высокой радиоактивности проверяемого продукта счетчик DD1- DD5 может переполниться уже в ходе измерения. При этом на выходе 16 (выв. 11) счетчика DD5 появится сигнал лог. 1, что приведет к включению не только звукового, но и тревожного светового сигнала - транзистор VT1 включит светодиод HL1. В режиме тревоги на табло высвечиваются нули.
При нажатии на кнопку SB1 "Пуск" на выходе инвертора DD10.1 формируется импульс длительностью tgecr=0,7R4C3= =6 мс. Он поступает на входы R всех счетчиков и переводит их в исходное нулевое состояние.
На транзисторах VT2, VT3 и стабилитроне VD1 собран стабилизатор, поддерживающий напряжение питания дозиметра практически неизменным при довольно глубоком разряде его источника питания.
Принципиальная схема измерительной головки приведена на рис. 2. На транзисторе VT4, импульсном трансформаторе Т1 и элементах R14, С6, С8, VD2-VD4 собран преобразователь. В его состав входит блокинг-генератор, на обмотке L3 трансформатора которого формируются короткие (tимп= =5...10 мкс) импульсы с амплитудой UL3=(Uc5-0,2)n3/n2 (Uc5 - напряжение питания преобразователя, n2 и n3 - числа витков в обмотках L2 и L3). При n3=420 и n2г=6 UL3=440 В. Эти импульсы, следующие с частотой Fимп=1/R14C6=10 Гц, через диоды VD3, VD4 заряжают до напряжения +420...430 В конденсатор С8, который становится источником питания счетчика Гейгера BD1.
На микросхеме DD11 собран формирователь. Он преобразует сигнал с крутым фронтом и пологим спадом, возникающий на аноде счетчика Гейгера в момент его возбуждения ионизирующей частицей, в импульс длительностью tcч=0,7R18C10=0,35 мс, пригодный для передачи в счетный блок по простой трехпроводной линии.
(Окончание следует)
Радио 4/2000, с.30-31.