Популярное

Радиометр ЮТ-1 и ЮТ-2

Радиометр... Сколько наших читателей мечтают об этом приборе, с помощью которого обыкновенный турист превращается в кладоискателя-волшебника, открывателя тайны недр!

Идет турист по дорогам. За спиной—рюкзак, на ремне, как фотоаппарат,—небольшая жестяная коробочка, а в руках волшебный жезл — черная лакированная трубочка, жадно вбирающая в себя и таинственные сигналы из космоса и сигналы из глубин земли. Идет ли он горной тропинкой, широкой ли лесной просекой — всюду его может ждать удача. Редкие щелчки в наушнике, вызываемые космическим излучением, в любой момент могут перерасти в непрерывный треск и свист — рядом радиоактивная руда.

Радиометры сейчас выпускаются нашей промышленностью, и многие молодежные организации уже получили стандартные приборы РМ-1, РМ-2, РП-1 и др. (см. фото в заголовке), однако не так сложно изготовить радиометр и самому.

Кандидат технических наук Герман Ричардович Гольбек, Георгий Константинович Большаков и инженер Евгений Осталович Рейтаровский разработали простые конструкции радиометров ЮТ-1 и ЮТ-2, описание которых мы и даем в этом номере журнала.

Главным органом «чувств» радиометров ЮТ-1 и ЮТ-2 является счетчик Гейгера-Мюллера — полый, герметически закрытый металлический цилиндр с тонкой проволокой, протянутой в центре полости счетчика.

Цилиндр наполнен смесью газов, находящихся под давлением 80—100 мм рт. ст. На нити счетчика через сопротивление R1 (см. схемы) подается положительный заряд, а к цилиндру — отрицательный. Нить и цилиндр тщательно изолированы друг от друга.

Стенки счетчика для облегчения попадания электронов внутрь трубки делают предельно тонкими, толщиной 0,04 — 0,08 мм.
При попадании во внутреннюю полость счетчика любых электрических частиц в газовой среде возникают и сразу гаснут мощные
электрические разряды.

Счетчик Гейгера-Мюллера — настолько чувствительный прибор, что отмечает даже одиночные электроны, попавшие в его внутреннюю полость. Поэтому счетчики Гейгера-Мюллера часто называют счетчиками электронов.

Появление в полости счетчика электронов вызывается гамма-и бета-излучением горных пород.

Бета-излучение состоит из несущихся с большими скоростями электронов. Все бета-частицы, попавшие внутрь счетчика, отмечаются им.
Гамма-излучение имеет электромагнитную природу и непосредственно счетчиком Гейгера-Мюллера не регистрируется. Но из атомов вещества стенок счетчика гамма-излучением иногда выбиваются электроны, которые и регистрируются счетчиком.

Счетчик регистрирует также космическое излучение, по интенсивности равное гамма-излучению горных пород.

Для непосредственной регистрации разрядов в цепь счетчика включен телефон, в котором при разрядах счетчика слышны щелчки. Чем они чаще, тем интенсивнее излучение.

По щелчкам в телефоне можно определить число разрядов в минуту (считают в течение 3 — 5 мин.). Но такой способ замера затруднителен, а при интенсивном излучении, когда количество щелчков превосходит 100 в минуту, даже невозможен. В этом случае вводится пересчетная система. Для простейших радиометров она выполняется в виде конденсатора, шунтированного разрядной неоновой лампой типа МН-6 с последовательно включенной обмоткой телефона. Импульсы тока, получаемые со счетчика Гейгера-Мюллера при его разрядах, заряжают конденсатор пересчетной системы. Когда потенциал заряда конденсатора после накопления нескольких импульсов тока достигнет напряжения зажигания неоновой лампы, в ней происходит газовый разряд — лампочка вспыхивает. При газовом разряде лампы конденсатор разряжается, горение лампы прекращается, а в телефоне раздается щелчок.
Для измерений с пересчетной системой считают число щелчков в телефоне дважды: сначала без включенной системы, а затем со включенной системой пересчета. Поделив первый результат на второй, получают коэффициент пересчета. Чтобы получить действительное количество щелчков в минуту, надо умножить на этот коэффициент число щелчков, подсчитанное при включенной системе пересчета.

Использование пересчетного устройства требует стабильности напряжения питания счетчика Гейгера-Мюллера. Стабилизатором напряжения служит цепочка последовательно включенных неоновых ламп типа МН-6.

Можно применить также неоновые лампы МН-5, МН-4 и МН-3, но при этом необходимо обязательно снять цоколь и очистить место электрических выводов от заполняющей цоколь массы. Системы, состоящие из счетчика Гейгера-Мюллера с гасящим сопротивлением R1, шунтирующим конденсатором C1 телефоном Т, пересчетным устройством с неоновой лампой Л1 и стабилизатором напряжения, одинаковы в радиометрах ЮТ-1 и ЮТ-2.

Они отличаются только устройством генератора высокого напряжения. В радиометре ЮТ-1 высокое напряжение получается от лампового генератора, а в ЮТ-2 — от полупроводникового генератора.

Электрическое питание радиометра ЮТ-1 состоит из двух батарей: анодной в 18 — 20 в (четыре батареи КБС) и накальной в 4,5 в (две параллельно включенные батареи КБС)».

При работе радиометра с анодной батареи снимается ток силою не более 5 ма, поэтому время службы ее без смены равно 200 — 300 часам.

Расход тока накальной батареи равен 60 ма. При таком расходе тока двух параллельно включенных батарей карманного фонаря хватает на 15—25 часов непрерывной работы.
На фотографии показан радиометр ЮТ-1 с одной батареей накала; в этом случае время непрерывной работы прибора будет равно
8—10 часам.
Питание радиометра ЮТ-2 благодаря применению полупроводникового генератора обеспечивается одной батареей в 9 в батареи КБС, соединенные последовательно), с которой берется ток силой в 15 — 20 ма.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ РАДИОМЕТРА

Изготовление радиометра лучше начать с экспериментального изучения схемы прибора. Для этого соберите «летучую» схему радиометра на сухой, пропитанной расплавленным парафином или воском деревянной доске. Детали укрепляйте при помощи мелких гвоздиков и пластилина.
Прежде всего соберите генератор. О нормальной работе генератора можно судить, прикоснувшись одним из штырей вилки телефона к выводам 2 500-витковой обмотки. В телефоне должен быть слышен писк. При отсутствии генерации следует переключить концы, присоединенные к сетке и катоду лампы в схеме ЮТ-1 или присоединенные к триоду — в ЮТ-2. Если переключение обмотки не вызовет появления генерации, то проверьте включение и исправность составных частей схемы.

Селеновый столбик в радиометре ЮТ-2 нужно разделить на 5 равных частей и с помощью иглы сделать в корпусе столбика отверстия. В этих отверстиях раздвигают иглой шайбы и между ними вводят латунные или жестяные полоски толщиной в 0,2 — 0,5 мм. Всего вставляется 4 полоски, и к ним припаиваются конденсаторы С4 С5 С6 С7. С8 согласно принципиальной схеме радиометра.

Когда вы соберете генератор высокого напряжения со стабилизатором напряжения и у вас будут уверенно гореть неоновые лампы, включайте счетчик Гейгера —Мюллера с шунтирующим конденсатором, телефон и неоновую лампу Л1.
 

При включении счетчиков в телефоне должны слышаться редкие щелчки. При поднесении к счетчику Гейгера —Мюллера циферблата часов со светящейся шкалой щелчки телефона должны учащаться до непрерывного треска.

Сначала нужно включить систему непосредственной регистрации разрядов счетчика (включатель ВК» разомкнут). Затем подключите счетную схему к 7 лампам и к 6 лампам стабилизатора. Если при включении к 7 лампам будут слышны слабые щелчки, а на 6 лампах щелчки исчезнут, то счетчик Гейгера-Мюллера получает нормальное напряжение при работе на 8 лампах.

При исчезновении щелчков на 7-й лампе необходимо в цепочку добавить 9-ю лампу и включить схему со счетчиком к стабилизатору с 9 лампами.
Когда вы путем переключения питания счетчика на различное число ламп стабилизатора добьетесь указанного выше режима электрического питания, проверьте работу пересчетной схемы. После этого можно приступать к сборке рабочей модели радиометра.

Корпус радиометров, шасси панелей для радиоламп в радиометре ЮТ-1 и гильзу удобно изготовить из белой жести.

Панельку для крепления неоновых ламп, сопротивлений, конденсаторов и других деталей сделайте из плексигласа. Крепить неоновые лампы можно так: просверлите отверстие в плексигласе на 0,5 — 1Д) мм меньше диаметра неоновой лампы, затем вставьте в него жало паяльника или какой-либо другой нагретый круглый стержень. Когда края отверстия размягчатся, вставьте в отверстие лампу. Плексиглас затвердеет, и лампа будет прочно держаться.
Счетчик устанавливается в гильзе прибора. Сопротивление R и емкость C1 припаиваются непосредственно к положительному электроду счетчика (+).

Гильза со счетчиком соединены с прибором тремя многожильными хорошо изолированными проводами длиной около 1 м. Провода заключаются в резиновый шланг. Для большей прочности необходимо среди проводов пропустить кусок шпагата, закрепив его одним концом в приборе, а другим в гильзе. Двумя проводами соединены «плюс» и «минус» счетчика, а третьим проводом соединяется корпус гильзы и корпус прибора.

Металлические стенки счетчика не должны касаться корпуса гильзы, для чего на концах счетчика надо намотать несколько слоев лейкопластыря. Им же обматываются места пайки электродов счетчика к проводам и сопротивление R1 с конденсатором С1 Счетчик при этом должен плотно входить в гильзу.

Во избежание попадания влаги прорези, сделанные в гильзе, необходимо заклеить фотопленкой. Места стыка в гильзе и в корпусе прибора рбмотайте 1—2 слоями лейкопластыря.

Для контроля работы прибора одна из ламп стабилизатора напряжения (Л2) выводится на панель корпуса прибора и укрепляется вблизи включателя ВК,.
Лампа, регистрирующая импульсы, устанавливается вблизи включателя пересчета ВК2. Эти лампы укрепляют так: на лампу надевается резиновое колечко, а в корпусе прибора сверлится отверстие, в него вставляется трубка, свернутая из жести, и припаивается к корпусу. Диаметр трубки должен быть таким, чтобы неоновая лампа с резиновым кольцом плотно в нее входила. Длина трубки — 10 —15 мм. Снаружи в эту трубку можно вклеить глазок
из прозрачной пластмассы.

Анодные и накальные батареи оберните двумя слоями парафинированной бумаги, калькой или лейкопластырем.
Помните, что запас электрического питания в радиометрах ограничен. Поэтому сразу выключайте прибор по окончании измерений. В длительном походе нужно помнить и о запасных батарейках» к тому же они вам пригодятся и для карманных фонарей.

АККУМУЛЯТОР И СУХАЯ БАТАРЕЯ

Когда Петя вышел во двор, он увидел, что сосед по квартире, дядя Миша, безуспешно пытается завести мотор своей автомашины с помощью заводной ручки.
— Дядя Миша, а стартер? — удивился Петя.
— Аккумулятор сел, разрядился.
Пете пришла в голову блестящая мысль.
— Аккумулятор должен давать шесть вольт. Верно? — спросил он у дяди Миши. — Вот я сейчас принесу четыре сухих полуторавольтовых элемента, соединим их последовательно, получим шестивольтовую батарею и заведем машину. Подождите минуту, я быстро!
— Стой! — крикнул вслед ему дядя Миша. — Можешь не бегать все равно ничего не получится.
— Почему? — спросил Петя. А как вы думаете, почему?