РАДОНОВАЯ ЛОВУШКА

Радон – это тяжелый инертный газ, который является продуктом распада многих радиоактивных элементов [1,2]. Все изотопы данного химического элемента также радиоактивны и имеют короткий период полураспада, самым стабильным является радон-222 с периодом полураспада 3,8 суток [3]. Многие вещества, в первую очередь, некоторые горные породы, содержат в качестве примеси небольшое количество радиоактивных элементов. Например, к таким породам относится гранит. В процессе распада этих радиоактивных веществ образуется, в том числе и радон.

В отличии от других радиоактивных химических элементов радон при нормальных условиях является газом, т.е. способен просачиваться по микротрещинам горных пород и строительных конструкций. Таким образом, он может скапливаться в плохо проветриваемых помещениях, особенно в подвалах и на нижних этажах зданий [4]. Претерпевая альфа-распад ядро радона испускает альфа-частицу и превращается в ядро одного из изотопов полония. Альфа-частица это полностью ионизированное (т.е. потерявшее все электроны) ядро атома гелия. Как всем известно, из курса ОБЖ альфа-излучение полностью задерживается листом бумаги или кожей человека, но радон газ, а значит, может легко проникнуть в легкие человека, облучая живые ткани. При этом биологическое действие альфа-частиц очень велико. Считается, что оно в двадцать раз опаснее, чем поток электронов (бета-излучение) или поток электромагнитных квантов с большой энергией (гамма-излучение). Таким образом, важно отслеживать уровень радона в помещении.

Впрочем, как правило, строительные конструкции выделяют радон в весьма незначительном количестве, гораздо более серьезным источником радона могут стать всевозможные приборы с нанесенной на шкалы и стрелки светомассой постоянного действия на основе радия-226 [5,6]. Такие приборы (часы, манометры, электроизмерительные приборы, тумблеры и т.п.) массово выпускались в середине XX века и вполне могут оказаться в «сокровищнице» запасливого радиолюбителя.

Одним из способов обнаружения радона является механическое осаждение взвешенных в воздухе пылинок, на которые собираются дочерние продукты распада (ДПР) радона. Так пыль, собранная пылесосом на обычный тканевой фильтр в первые 10-20 минут показывает заметное превышение над естественным радиационным фоном. Стоит заметить, что такой «источник радиации» полностью безопасен, так как обычно его активность крайне мала (обычно в 2-3 раза выше фоновых значений, если помещение где собирали пыль не заражено) и в течении получаса сходит на нет, так как почти все сконцентрированные на фильтре радиоактивные вещества за это время распадаются [7,8].

Другой способ основан на электростатическом осаждении ДПР радона [9]. Собственно конструкция радоновой ловушки описал Олег Айзон в видеоролике, выложенном на www.youtube.com (канал «Радиоактивные материалы») [10]. На данном канале подробнейшим образом рассмотрены различные опасные и сравнительно безопасные радиоактивные артефакты с которыми потенциально может столкнуться обычный человек. Автор этих строк повторил данную конструкцию без существенных изменений.

Внимание! Все элементы данного электронного устройства находятся под опасным для жизни напряжением, не прикасайтесь к работающему электроду ловушки, а также проследите, что бы работающее устройство было недоступно для людей и животных.

Принципиальная схема

Электрическая принципиальная схема устройства приведена на рисунке. 

РАДОНОВАЯ ЛОВУШКА - схема

По сути это умножитель напряжения [11] с бестрансформаторным питанием от бытовой электросети. Все детали устройства, кроме выключателя и неоновой лампы, размещены на плате выполненной псевдопечатным монтажом. Ток, потребляемый устройством, составляет около 1,5 мА, то есть по сути это ток требуемый для работы неоновой лампы.

РАДОНОВАЯ ЛОВУШКА - плата

Плата помещается в подходящий корпус из диэлектрического материала, в данном случае это корпус от старого компрессора для аквариума.

В верхней части корпуса размещена клемма для подключения электрода, на который и будет происходить осаждение ДПР радона. Этот электрод можно изготовить из медной проволоки. 

РАДОНОВАЯ ЛОВУШКА

В другом варианте можно использовать прямоугольную рамку, согнутую из алюминиевой проволоки и обернутую пищевой фольгой.

Размеры электрода следует подбирать так, чтобы они немного превосходили размеры датчика, который установлен в дозиметрическом приборе, которым будет проводиться измерение. Опыт показал, что алюминиевый электрод несколько удобнее, он легче и не создает опасности опрокидывания устройства. Поиск ДПР радона надо проводить в помещении, которое длительное время (не менее суток) не проветривалось, в помещении не должно быть никаких сквозняков. Желательно закрыть дверь в помещение и оставить включенную ловушку на 6 часов. 

РАДОНОВАЯ ЛОВУШКА своими руками

Выждав положенное время, измеряем бытовым индикатором радиоактивности радиоактивность электрода.

В первый момент фиксируется незначительное повышение. Затем постепенный спад результатов.

Результаты измерений

Так как автор живет на 7 этаже в кирпичном доме, то ожидаемо уровень радона оказался невелик. В целом зафиксированное индикатором радиоактивности ничтожное увеличение показаний в первые несколько минут, может быть просто следствием истинно случайного характера процесса радиоактивного распада. При низких уровнях радиации количество событий фиксируемых счетчиком Гейгера за определенный временной интервал крайнем не велико. Поэтому показания прибора могут слегка отличаться не потому, что меняется уровень радиации, а просто потому, что в разные моменты времени, через объем детектора пролетает разное количество частиц.

Подведём итоги

В заключении следует отметить, что если вы обнаружили дома радиоактивный артефакт с очень высокой активностью (более единиц и десятков миллирентген), то естественно нужно незамедлительно вызывать МЧС. В случае слабо активных источников, т.е. источников фон от которых превышает природный в несколько десятков раз (таких будет абсолютное большинство), в радиофобию впадать не следует. Если радиоактивное вещество надежно связано (например, в толще стекла [12]) и не может разлететься радиоактивной пылью по помещению, а само его количество не велико (иначе бы уровень радиации был бы не сотни микрорентген, а гораздо выше), то в этой ситуации достаточно разместить предмет так, что бы контактировать с ним минимальное время.

Закон обратных квадратов никто не отменял, к тому же альфа-частицы и бета-частицы достаточно сильно теряют энергию, просто пролетая сквозь воздух. Потеряв свою энергию, альфа-частица перестанет чем-либо отличаться от любого другого ядра атома гелия, а бета-частица от электрона. К тому же если высокое дозы радиации, безусловно, опасны, то в отношении малых доз все не так однозначно и зачастую мы боимся, угрозы радиации, реальная опасность которой ничтожна в сравнении с теми бытовыми угрозами (например, курением), которые многие из нас полностью игнорируют [13-16].

Источники

  • 1) https://ru.wikipedia.org/wiki/Радон
  • 2) Энциклопедический словарь юного химика, под ред. Д. Н. Трифонова. 3-е изд, испр. и доп – М.: Педагогика-Пресс, 1999. 368 с.
  • 3) https://ru.wikipedia.org/wiki/Изотопы_радона 
  • 4) Энциклопедия для детей. Личная безопасность / глав.ред. В.А.Володин – М.: Аванта+, 2001. – 448 с.
  • 5) https://www.youtube.com/watch?v=lgLP84hDlgM&list=PLjrd8KXBP-AqJeVBtegeaSxRPdAMHZhQR&index=13
  • 6) http://acdc.foxylab.com/node/12
  • 7) https://www.youtube.com/watch?v=1wXXCmWNPT4&list=PLjrd8KXBP-AqJeVBtegeaSxRPdAMHZhQR&index=15
  • 8) http://nepropadu.ru/blog/Sreda_obitania/9699.html
  • 9) http://forum.rhbz.org/topic.php?forum=6&p=11&topic=14
  • 10) https://www.youtube.com/watch?v=OvWoJO-kX5k&index=10&list=PLjrd8KXBP-AqJeVBtegeaSxRPdAMHZhQR
  • 11) http://radioskot.ru/publ/nachinajushhim/umnozhiteli_naprjazhenija/5-1-0-553
  • 12) https://www.youtube.com/watch?v=oGtfbQZD4uE&index=6&list=PLjrd8KXBP-Aohp0mEFUz21gh4nHuEddxu
  • 13) http://nuclphys.sinp.msu.ru/ecology/public/index.html
  • 14) Вакулка А. Неприступные элементы. Наука и жизнь № 8 2016. с. 12-19 
  • 15) https://www.youtube.com/watch?v=NR_vCqoBl18
  • 16) Ричард Д. Миллер. Физика для будущих президентов – М.: Астрель: Полиграфиздат, 2011

Специально для Эл-схема.ру - Денис Лекомцев


Не забудьте поделиться с друзьями


Это тоже полезно посмотреть:


ТРЁХФАЗНЫЙ МОДУЛЬ УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЗКОЙ

Как собрать устройство для управления трёхфазной нагрузкой до 10 киловатт, через мощные тиристоры BTA41 и оптроны - схема и описание.


ТЕРМОМЕТР НА РАЗНОЦВЕТНЫХ СВЕТОДИОДАХ

Комнатный термометр на цветных LED элементах WS2812B и микроконтроллере - самодельная конструкция.


ЭЛЕМЕНТ ПЕЛЬТЬЕ TEC1 12706 12V

Эксперименты с готовым модулем Пельте tec1 12706 для выработки тока, купленным на Алиэкспресс. Описание принципа работы.


СТИЛУС ДЛЯ ЕМКОСТНОГО ЭКРАНА СВОИМИ РУКАМИ

Как из подручных материалов сделать стилус для экрана - эксперименты с различными приспособлениями и материалами.


СХЕМА ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ЛЕВИТАТОРА

Создайте своё парящее светодиодное НЛО всего лишь с несколькими деталями и магнитом.


ИНТЕРЕСНЫЕ СХЕМЫ. МНОГО!




Популярные схемы
КАК ПОЧИСТИТЬ КУЛЕР КОМ...

     Как почистить кулер: обслуживание компьютера собственными силами, инструкция по очистке системы охлаждения компьютера в домашних условиях.

КАК РАЗОБРАТЬ БЛОК ПИТА...

     Разборка стандартного блока питания ноутбука 19В, герметично заклеенного в пластиковый корпус.


РЕМОНТ ОСВЕЖИТЕЛЯ ВОЗДУ...

РЕМОНТ ОСВЕЖИТЕЛЯ ВОЗДУХА     Ремонт ультразвукового освежителя воздуха фирмы Boneco.

ЧИСТКА КОМПЬЮТЕРА

ЧИСТКА КОМПЬЮТЕРА     Чистка ПК - советы по регулярному обслуживанию, очистке и дезинфекции компьютера и периферии.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИ...

     AutoReseter - микроконтроллерная приставка включаемая в разрыв питания и периодически кратковременно обесточивающая приборы.


ЗАДЕРЖКА САЛОННОГО СВЕТ...

     Схема несложного устройства на микросхеме, для задержки выключения света в салоне автомобиля.

ДЕМОНТАЖ МИКРОСХЕМ

ДЕМОНТАЖ МИКРОСХЕМ     Пять способов демонтажа микросхемы в радиолюбительской практике.

МОЩНЫЙ ИСТОЧНИК БЕСПЕРЕ...

     Описание работы и сфера применения резервного источника сетевого питания высокой мощности - более 3000 ватт.