EDUKACYJNY MIERNIK RADONU
RADON
Radon to w skrócie radioaktywny gaz, którego okres pół-rozpadu to 4 dni. Dla niektórych może być to zaskoczeniem, ale występuję w większym stężeniu w piwnicach oraz w pomieszczeniach, które nie są wentylowane bądź wietrzone. Gaz ten wydostaje się po prostu ze skorupy ziemskiej i przenika ponad nią, tam gdzie żyją ludzie. Dlatego, tak ważne są wszelkie nieszczelności w naszych piwnicach oraz fakt wietrzenia pomieszczeń, co pozwala na zmniejszenie jego stężenia w danej objętości.Radon ulega rozpadowi na inne izotopy, aż w końcu osiągnie stan stabilności (nie jest już wtedy radioaktywny), emitując promieniowanie na każdym etapie rozpadu. Własnie te małe cząstki powstające na różnych etapach rozpadu to radioaktywne wersje bizmutu, ołowiu czy polonu. Cząstki unoszą się w powietrzu łącząc się dosłownie z cząstkami kurzu i powietrza. Mogą być też wdychane przez człowieka, co naraża go na niebezpieczeństwo w przypadku zbyt wysokiego stężenia. Dlatego tak ważna jest świadomość istnienia takiego zjawiska i umiejętność niwelowania jego negatywnych skutków.
EDUKACYJNY MIERNIK RADONU jest przeznaczony dla szkół/uczelni w celu nauki zagadnień związanych z występowaniem gazu radonowego w pomieszczeniach, gdzie żyją ludzie. Ponadto zestaw pozwala na lepsze zrozumienie zjawiska radioaktywności oraz działania licznika Geigera – Mullera (G-M). W zestawie oprócz układu doświadczalnego znajduje się podręcznik dla nauczyciela z opisem podstawowych ćwiczeń, które można wykonać przy pomocy urządzenia oraz podstawową wiedzą na temat zjawiska radioaktywności.
Edukacyjny miernik radonu umożliwia zapoznanie się z aparaturą stosowaną do detekcji promieniowania jonizującego w ćwiczeniu, w którym celem pomiaru jest udowodnienie istnienia radonu w otoczeniu użytkownika, poprzez porównanie pomiaru stężenia radonu na filtrze (sączku) do wartości tła promieniowania (pomiar bez sączka lub pomiar z sączkiem, ale wyłączonym wentylatorem).
Zestaw pomiarowy złożony jest z następujących elementów:
układu przetwarzającego dane z licznika,
licznika Geigera-Mullera typu okienkowego (mika), który jest w stanie mierzyć promieniowanie alfa [produkty (pochodne) rozpadu radonu]
specjalnego układu wentylacji do gromadzenia cząstek gazu radonowego na filtrze (sączku);
zestawu filtrów (sączków), na których osadza się gaz;
dystansu (wkładki) pomiędzy układem wentylacji i detektorem;
oraz specjalnej aplikacji, pozwalającej na wizualizację wyników.
W/w zestaw nie jest urządzeniem do pomiaru radonu w świetle polskiego prawa i nie jest wyskalowany w Bq/m3 – niemniej jednak może służyć do szacunkowych pomiarów w kontekście ćwiczeń laboratoryjnych (względna aktywność próbek) wykorzystywanych w edukacji.
Urządzenie pracujące w trybie autonomicznym umożliwia:
organoleptyczne zapoznanie się z detektorami G-M;
zrozumienie zjawiska radioaktywności naturalnej w postaci gazu radonowego i jego występowania w najbliższym otoczeniu;
zapoznanie się z jednostkami dozymetrycznymi (Sievert);
praktyczne zobrazowanie właściwości gazu radonowego (wpływ szczelności oraz wentylacji na wielkość stężenia gazu w pomieszczeniu, osadzanie się cząsteczek gazu na/w warstwie kurzu);
bezpośrednią pracę z wbudowanego zasilacza, gdy użytkownik chce obserwować aktywację sygnalizacji akustyczno-optycznej wraz z wykryciem promieniowania;
BUDOWA
Zestaw oparty jest o układ elektroniczny z tubą Geigera Mullera typu SBT-10A, który umożliwia wykrywanie promieniowania alfa, beta, X oraz gamma w szerokim zakresie energetycznym. Pomiar promieniowania alfa umożliwia właśnie detekcję pochodnych rozpadu radonu, które emitują cząstki alfa.
Do zestawu dołączona jest specjalna komora tłocząca powietrze na filtr, który użytkownik kładzie bezpośrednio na podkładce, w niewielkiej odległości od czoła detektora. W ten sposób cząstki radonu oraz jego pochodne wraz z powietrzem i kurzem, o wiele szybciej osądzają się na powierzchni filtra. Bliska odległość detektora umożliwia pomiar krótkozasięgowego promieniowania alfa, które jest emitowane przez pochodne radonu (powstające w wyniku jego rozpadu). W efekcie komora tłocząca zwiększa efektywność pomiaru, pozwalając zobrazować nawet relatywnie niewielkie zmiany wywołane przez gaz radonowy.
Wyniki wyświetlane są na podświetlanym ekranie (cps, µSv/h), a natężenie promieniowania jest proporcjonalnie sygnalizowane przez trzaski głośnika oraz świecenie diody. Za pomocą wbudowanego potencjometru można również ustawić napięcie pracy licznika Geigera-Mullera i w ten sposób wyznaczyć jego charakterystyką napięciową.
PRZYKŁADOWE ĆWICZENIA ORAZ DOŚWIADCZENIA
porównanie promieniotwórczości eksponatów oraz ogólnie dostępnych próbek zawierających materiały promieniotwórcze: wolframowe elektrody spawalnicze TIG, kurz zebrany z danego urządzenia (np. ekran LCD); saletra potasowa, sól kuchenna, porcelana, granit, minerały, szkło uranowe, kompasy oraz zegarki z farbą uranową
stwierdzenie występowania gazu radonowego w danym pomieszczeniu
wyznaczenie względnej aktywności radonu w odniesieniu do pory dnia oraz pory roku
pomiar natężenia promieniowania naturalnego tła, które występuje w przyrodzie w zależności od szerokości geograficznej oraz wykonanie prostych obliczeń statystycznych, wskazujących na wahania w zależności od miejsca pomiaru
pomiar pochłaniania (absorpcji) promieniowania przez różne materiały i substancje - w ćwiczeniu wykorzystujemy przesłony wykonane z rożnego materiału ( blacha, drewno, tektura) i o różnej grubości
weryfikacja zależności natężenia promieniowania od odległości, a zasadniczo od jej kwadratu
wyznaczenie czasu martwego licznika Geigera-Mullera
Aplikacja na smartfona lub tablet z systemem Android:
wykorzystując aplikację mierzącą częstość trzasków, przy ustawieniu odpowiedniego poziom wyzwalania zliczania impulsów (zależnie od natężenia dźwięku zliczonego trzasku), użytkownik jest w stanie zgrubnie wyznaczyć częstość impulsów za pomocą swojego telefonu.
BEZPIECZEŃSTWO
Niniejszy zestaw powstał wyłącznie w celu wykorzystania edukacyjnego, pokazowego bądź szkoleniowego. Nie należy używać tego miernika do oceny narażenia użytkowników na oddziaływanie promieniowania jonizującego. Zestaw nie był poddawany usłudze wzorcowania ani innego atestowania. W procesie produkcji został jedynie odpowiednio wyskalowany, aby odpowiedź przyrządu była w pewnym zakresie proporcjonalna do natężenie promieniowania. Urządzenie nie pozwala również na wyciąganie jakichkolwiek wniosków na temat zdeponowanej dawki promieniowania jonizującego w ciele człowieka.