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☢前方核能-便携式云母端窗闪烁体盖革计数器入坑!

2022 年 05 月 20 日 • 已有 8768 位小伙伴来看过 • Ai Say,折腾,硬件,软件

☢阅文警告☢

       本文部分内容含有放射性元素的收藏与展示,收藏与展示的元素都符合(GB18871-2002)Ⅴ类放射性核素豁免源标准,但放射性元素依然具有极高的危险性,若未对相关知识进行了解或未有安全的操作及储存条件请勿尝试模仿收集收藏!

PS(可能没有接触过的同学对部分词语没有概念,这里先简单描述一下方便对水文理解):

盖革计数器:
       盖革和米勒发明用于探测高能电离粒子和射线的一种科学计量仪器,根据单位时间周期内记录探测器接收到的高能电离粒子数量来判断辐射剂量!

放射性元素:
       元素通过半衰能够释放α、β、γ粒子或射线的化学元素统称,又被称为核素!

电离辐射:
       波长短、频率短、能量高、可以将物质原子或分子中的电子打成自由态的一种辐射,电离辐射对人体伤害非常大,根据不同剂量大小可以损伤细胞、破坏DNA,电离辐射不同于电磁辐射!

α、β、γ、X射线:
       α电离能力强、穿透能力弱,防护很容易,一张纸或者皮肤就可以阻挡外照射,但是不小心吸入或者食入α放射源,会造成非常严重的内照射;β电离能力一般、穿透能力较强,一般有厚度的金属材料就可以阻挡;γ电离能力最弱、穿透能力非常强,根据强度需要混凝土以及金属铅才可以阻挡;X仅次于γ射线!

闪烁体计数器:
       探测器使用闪烁晶体做成的盖革计数器,常用于测量β、γ、X射线,优点是体积小巧、可以识别核素的能量图谱-精度取决于闪烁体大小、灵敏度非常高,是普通GM管盖革计数器的几十上百倍,缺点当然是价格昂贵!

云母端窗计数器:
       探测器使用云母做成的盖革计数器,用于测量α、β、γ、X射线,优点是大探测面积可用于表面污染源的检测,缺点是笨重、灵敏度相较于闪烁体一般、价格也是非常昂贵!

辐射剂量:
       常用单位Sv(西弗特)1Sv=1000mSv=1000000μSv;正常人年均接受剂量水平=2.4mSv/年,换算成每小时剂量率大概就是0.274μSv/h;安全剂量率范围在0.5μSv/h以内,也就是说一年剂量不超过4mSv就是规定范围内安全的!
辐射剂量常用单位换算网址

本底辐射:
       指无时无刻都存在一定剂量的α、β、γ辐射,通常这个值在0.05~0.2μSv/h,飞机上根据飞行高度不同可以达到2-3μSv/h的辐射剂量,大约是陆地的20~50倍,但通常飞行时长较短,累计剂量并不高。

···这☢里☢是☢分☢割☢线···

       这是一篇水文,你们肯定会好奇,一个垃圾佬为什么会入盖革计数器这个坑?这个  坑  导火索,还得从一张小小的PLX-4*M.2通道卡说起;那是2022年5月2日的一个傍晚,远在上海隔离的一位朋友在鱼上堵了一把运气,但无奈疫情防控不能收快递,于是乎就让我代收并帮他检查一下,想着本是垃圾佬相煎何太急就答应了。

       过了几天便收到了快递,到家拆开一看,乖乖,这何止是捡漏,简直是捡漏。几十块钱捡了一张价值千元的PLX卡,可羡慕死我了,给他报告了喜讯之后他说可能是这个鱼贩子分不清卡的种类,才导致他捡了这个漏,聊着聊着越来越感觉不对劲,既然是鱼贩子,不大可能分不清楚卡瞎寄八卖的,除非他是个沙子,要么就是这卡有什么问题!我脑海中隐约浮现出了之前网传富士通X520网卡盖革计数器尖叫的惨案。连夜马不停蹄某宝随便下单了一个不知道什么玩意的盖革计数器,并把他那张卡放的远远的,这几天看着那张卡都恨不得离远一点,盖革到了打了一下才勉强把心放了下来,看来那个鱼贩子果然是个沙子,直到他说出了一句直击我灵魂的话!


       好家伙坐着说话手不疼,我血压直接被拉满,但仔细一想从概率学的角度上来讲也不是不可能,于是我就把手里的退了去买了两个更昂贵更灵敏的闪烁体和云母端窗盖革计数器(闪烁体高灵敏配合云母端窗的大范围),考虑到个人因素,买了两台比较小巧便携的机器,闪烁体盖革计数器是Quarta-Rad的RADEX-OBSIDIAN,市场价在1800USD左右;云母端窗盖革计数器是IMI的ONYX-NX10,市场价在1900USD左右,于是于是于是于是于是这个坑就这样被打开了!

       更灵敏的仪器到手后,又测了一遍那张捡漏卡,确认无问题后处于兴趣与尝鲜欲又把各种设备测了个遍,最后还是发现了一个东西!(RADEX-OBSIDIAN测出)


       这是一张SF的双口万兆网卡,闪烁体贴近测出来5.37μSv/h的剂量,差不多是我这边本底水平的40倍左右,看了下能谱大概是沾染了Th之类的放射性元素,这张卡具体怎么来的我已经忘了,以前肯定没少用过,想想来都有点后怕,改天空了桶灌混凝土给它埋了,本来还打算嫖来测一测就把这两机器退掉,目前来看还是留着好啊,这不保险刚买就给报销上了。

       随后我又拿着机器测了一下屋子里面各个地方的值,下面是客厅本底,我住的地方楼层较高客厅四面透窗,本底也相应比较高,两台机器都来到了0.12μSv/h,可以看出贵的东西就是不一样,两台不同探测器类型的盖革计数器依然能够保持很高的一致性!(左RADEX-OBSIDIAN,右ONYX-NX10)


       然后是主卧与主卧卫生间的测试对比,左卧室,右卧室卫生间。(RADEX-OBSIDIAN开启极高灵敏度测出)


       可以看出卧室卫生间明显高于卧室的本底,甚至一度来到了2.6倍,这是因为我这里的卫生间内大量使用了瓷砖以及大理石,大理石中含有微量的各种放射性元素,最主要的是Rn氡元素,氡衰变会释放α射线,虽然值变高了,但依然在安全范围内!

       下面是客厅与客厅卫生间的测试对比,左客厅,右客厅卫生间(ONYX-NX10测出)


       由于云母端窗的灵敏度相比闪烁体要低不少,我大概等了5分钟左右才稳定到最高值,客厅卫生间来到了惊人的0.3μSv/h,相比于卧室本底的4.3倍!这也不难解释,毕竟客厅的卫生间比卧室的要大不少,大理石这类材料用的也更多,但依然在安全范围内!

       看来居家还是挺适合准备一个盖革计数器的,居住环境、买一些洋垃圾、海淘物品、进口海鲜什么的都可以测一测,特别是一些所谓负离子产品,瓷砖、能量吊坠、棉被、碗啥的(放射性特别高),能够有效的预防不知情下的使用、接触或食入,要知道上面说过α的内照射伤害是非常大的,提前知道就可以妥善处理,就当给自己买一个保险了!这一圈折腾下来也让我对一些元素产生了浓厚的兴趣,于是乎就有了一个尽可能收集齐元素周期表的想法!(钱包:不你不想!)

···这☢里☢是☢危☢险☢的☢分☢割☢线···

       目前元素周期表第一到第七周期发现的一共有118种元素,某宝能够直接买到的是83种元素的塑封摆件,几百元至几千元不等,这个还是很容易收集到的,更难收集的是一些放射性元素和其同位素,类似Am、Ra、Rn、Th、U之类的,当然也有收集不了的元素,比如半衰期很短以及非常昂贵的元素,这里不提供收集思路以及收集过程,仅交流一下安全收集及存放的一些必备条件!

       保存和操作元素所必须的东西,密封元素用的1*1*1CM透明亚克力小方块、操作元素的密封手套箱、存放并隔离电离辐射的铅盒!因为某些矿物中含有微量的放射性元素,例如独居石之类的,虽然这类矿物释放的高能射线辐射剂量都非常非常小,通常根据矿物质量大小减去本底后辐射剂量在0.1~0.4μSv/h左右,但是也需要密封起来存放进铅盒中,密封的过程是需要在手套箱密封环境中操作的,避免吸入产生的微量粉尘,逛了一圈某宝下来,发现并没有适合的手套箱与铅盒,而且都出奇的丑,没有合适容量的大小,找卖家定做的话价格也十分的昂贵还不一定能达到自己的要求,回到底还是自己动手丰衣足食啊,掏出SW一番操作做了一个30*30*30CM面厚1CM的亚克力手套箱与8*8*8CM面厚0.8CM的立方体铅盒(8mmpb铅当量,容积可以存放64颗透明亚克力小方块),某宝买了点亚克力和医用纯铅板拿去CNC,下面是做好后的实物图!

       密封手套箱,虽然很廉价,但是很好用!


       CNC后的纯铅盒,铅是特别软的金属,并且有毒,操作使用之前需要戴好手套!


       滴胶荧光粉后的铅盒,晚上也可以很清楚的看见当心电离辐射标志!


       收集之路很漫长,希望(梦里)早日集齐,下面展示一下我目前收集到的部分元素,自行分辨!






       医用纯铅盒子的防护效果还是特别好的,放了一堆核素后用云母端窗盖革计数器在外壳测量也仅比我家卫生间高了0.05μSv/h!完事再装到铝合金制成的大箱子里进行长期存放即可!



以上元素内容仅个人收藏,不提供任何信息,歪门邪道的人请远离!

未完待续!

···这里是分割线···

       一些后话:

       考虑到盖革计数器的实用性,综合市场上已有的产品,我打算做一个平价百元级的迷你便携口袋闪烁体盖革计数器,暂时命名RADBOX各位小期待一下吧!

       来一点PPT图片!


暂定的大概参数:

       外围尺寸:1*4*5CM,非常小巧便携口袋机,随时携带不占地!
       外壳材质:CNC航空铝合金喷砂+阳极氧化,颜值没得说!
       传感器类型:碘化铯闪烁晶体超级灵敏!
       剂量量程:0.001μSv/h~9999μSv/h超高量程!
       续航时间:本底辐射下一周左右!
       其他功能:查看能量图谱、支持蓝牙连接手机!
       等等功能!


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