Невидимая радиация представляет серьёзную угрозу для здоровья, однако обнаружить её без специального оборудования невозможно. Приобретая бывшие в употреблении стройматериалы, металлолом для творческих проектов или подержанную технику, вы рискуете столкнуться с предметами, обладающими повышенным радиационным фоном. Покупка профессионального дозиметра для разовых проверок часто не оправдана с финансовой точки зрения. Альтернативой может стать самодельный детектор радиации, созданный на основе обычной веб-камеры. Это устройство способно зафиксировать наличие значительного излучения, хотя и не предназначено для точного измерения его уровня в стандартных единицах.
Что потребуется для сборки
- Веб-камера (например, такая: http://ali.pub/3j30am);
- Тонкая пищевая фольга.
Принцип работы самодельного детектора
Сердце веб-камеры — светочувствительная матрица, состоящая из множества фотодиодов (пикселей). Когда на эти пиксели попадают заряженные частицы от радиоактивного распада (в основном бета-частицы и, в меньшей степени, гамма-кванты), они генерируют крошечные электрические импульсы, которые регистрируются электроникой камеры как яркие вспышки. Специальная компьютерная программа анализирует видеопоток, фиксирует эти вспышки, накладывает кадры друг на друга и подсчитывает количество событий за заданное время. Альфа-частицы, обладающие малой проникающей способностью, практически не регистрируются таким датчиком из-за установленного фильтра.
Пошаговая модификация веб-камеры
Первым делом необходимо аккуратно снять переднюю крышку корпуса камеры.
Затем нужно выпаять светодиод подсветки, расположенный рядом с объективом, чтобы его свет не мешал регистрации частиц.
Следующий шаг — открутить объектив против часовой стрелки, чтобы открыть доступ к матрице. Если объектив зафиксирован компаундом, потребуется приложить некоторое усилие.
На место объектива на матрицу аккуратно укладывается и закрепляется небольшой кусочек пищевой фольги. Она будет служить своеобразным фильтром и защитой.
После этого корпус камеры собирается в обратном порядке.
Инструкция по использованию детектора
Модифицированную камеру подключают к компьютеру. Необходимо скачать и запустить программу для анализа, например, «Theremino Particle Detector». В главном окне выбирается ваша веб-камера, после чего откроется окно с настройками. Важно установить параметры, как показано на примере, и обязательно активировать галочку «Ехр.» (экспозиция).
Сначала измеряется естественный радиационный фон. Для этого в программе нажимается кнопка «Start», и начинается отсчёт времени (рекомендуется 1000 секунд). По истечении времени нажимается «Stop». Важно во время измерения не пользоваться клавиатурой, чтобы не сбить настройки. В строке «Particles» отобразится количество зафиксированных частиц фона (обычно 10-20).
Затем к объективу камеры вплотную подносится проверяемый предмет. Процедура измерения повторяется на те же 1000 секунд. Результатом будет новое количество зафиксированных частиц. В окне изображения программа сформирует тёмную картинку — сумму всех кадров. Если предмет радиоактивен, на этом чёрном фоне будут чётко видны белые точки — следы попадания частиц на матрицу. При высоком уровне радиации изображение будет усыпано точками, напоминая звёздное небо.
Практические испытания: реакция на разные источники
Детектор успешно реагирует на различные радиоактивные материалы. Например, урановое стекло с фоном ~210 мкР/час, безопасное для кратковременного контакта, даёт около 24 импульсов.
Торированный электрод от лампы (фон ~500 мкР/час) регистрируется как 61 частица.
Более активные источники показывают пропорционально большие значения: америций-241 из датчика дыма (11,3 мР/час) — 299 импульсов; радий-226 со стрелок часов (9,17 мР/час) — 1010 импульсов; урановая руда (21,2 мР/час) — 1486 частиц.
Мощные контрольные источники от дозиметров дают тысячи отсчётов: источник на основе америция и плутония (61,3 мР/час) — 3707 частиц; источник Б-8 (52,8 мР/час) — 11062 вспышки; опасный источник БИС-Р (826 мР/час) — 15271 частицу.
Таким образом, система «камера + программа» эффективно подсчитывает количество частиц, попавших на матрицу из исследуемого образца. Этого достаточно, чтобы сделать вывод о наличии радиоактивности. Важное предупреждение: контакт матрицы с высокоактивными источниками (как БИС-Р) может привести к её необратимому повреждению, поэтому с такими образцами нужно быть крайне осторожным.
Смотрите видео
