Detectoare de radiatii HpGe

[cipndale]

Deși pe acest forum s-au adus ceva contribuții cu privire la detectarea radiației ionizante, nu am văzut prea multe lucruri legate de discriminarea (pe baza energiei) surselor de proveniența a acestora. In acest topic am sa descriu (incremental) principalele probleme legate de punerea în funcțiune a unui detector de radiații de tip HpGe, indiferent de tipul de răcire (azot lichid, mecanica, etc.). Marea majoritate a informațiilor de aici sunt legate de cristalele de la firma Ortec (fosta EG&G), actual Ametek, din simplul motiv ca am avut în posesie cristale HpGe de la aceasta casa. Totusi, am sa prezit ulterior si care sunt unele avantaje care le separă de celelalte tipologii de montare de la puținele firme concurente (în special Canberra)

După cum probabil se știe, în Romania, detectarea radiațiilor, este un subiect tabu, care nu de puține ori este sursa de înspăimântare a maselor. Pentru a folosi detectoare de radiații, fără ca politia locală și SRI-ul să fie puse pe jar, cel care intenționează sa facă asa ceva trebuie să știe că are nevoie minim de un curs CNCAN și o patalama de la ei, necesitate care pleacă evident din la trecutul nostru glorios, și continua și în prezent, din motive pe care nici cei de la CNCAN nu le înțeleg, dar le este comod pentru că aceste cursuri costă... Trecând peste aceste detalii, dacă cineva se decide, după ce a are acordul vecinilor și autorităților romane, să se apuce de detecția radiațiilor are la îndemâna doua străzi de parcurs: 

1. cea economica, legată de simpla detectare a radiațiilor prin intermediul dispozitivelor care generează impulsuri la  interacțiunea detectorului cu radiațiile cu care interacționează (tuburi Geiger,  detectoare proporționale cu gaze, etc.) și a le număra și;

2) cea mai putin economică legată de detecția și în același timp discriminarea bazată pe energia particulelor radioactive (alfa, beta sau gama) prin diverse tehnici, care toate se rezuma la măsurarea intensității impulsului electric in detectoare in care aceasta intensitate este proporțională cu intensitatea energiei particulei elementare. Câteva exemple în acest sens (tuburi cu gaz proporționale, cristale scintilatoare, cristale HpGe, etc.).

Deci, după cum cum spune si titlul, o să încerc să descriu care sunt pașii necesari pentru a pune în funcțiune un astfel de detector, asumând ca avem un astfel de detector la îndemână, precum și aparatura și consumabilele necesare pentru a pregăti, porni și folosi un astfel de detector.

Editat Septembrie 6, 2020 de cipndale

[cipndale]

Acest HpGe special l-am cumpărat cu ceva timp în urmă, asumându-mi riscul, pentru ca nu știam mai nimic despre acest tip de detector nici măcar modelul și a fost imposibil de reperat on-line acest model (). Judecând după forma sa (vezi fotografiile) este mai mult decât sigur că detectorului a fost creat la comandă de către Ortec pentru un client care sigur știa ce vrea, și anume un detector cu două cristale, unul mic (5 x 7 cm) și unul mare (6,6 x 7,7 cm) care folosesc aceeași electronică, partea de preamplificare. În opinia mea, singurul motiv pentru care cineva comandă un detector cu dimensiunile acestea este cineva care avea nevoie să măsoare energii gama scăzute, în zona Uraniului 235 și Plutoniului 239 - 240. Deoarece vânzătorul de la care l-am cumpărat era din Chicago am presupus că detectorul provine de la personalul unui reactor nuclear din zonă sau dintr-o instalație care gestionează combustibilul nuclear după consumarea izotopului fisionabil, cum ar fi această entitate.

[Marele Savant]

Acum 30 minute, cipndale a spus:

După cum probabil se știe, în Romania, detectarea radiațiilor, este un subiect tabu, care nu de puține ori este sursa de înspăimântare a maselor. Pentru a folosi detectoare de radiații, fără ca politia locală și SRI-ul să fie puse pe jar, cel care intenționează sa facă asa ceva trebuie să știe că are nevoie minim de un curs CNCAN și o patalama de la ei, necesitate care pleacă evident din la trecutul nostru glorios, și continua și în prezent, din motive pe care nici cei de la CNCAN nu le înțeleg, dar le este comod pentru că aceste cursuri costă... Trecând peste aceste detalii, dacă cineva se decide, după ce a are acordul vecinilor și autorităților romane, să se apuce de detecția radiațiilor are la îndemâna doua străzi de parcurs: 

   Nu, nu se stie si am dubii mari ca utilizarea unui detectior trebuie autorizata de cncan. Se fac cursuri acolo, chiar am urmat si eu unul pe alt subiect si nu am nici o amintire cu vre-o interdictie de utilizare a detectoarelor. Se autorizeaza detectoarele de incendiu, cele care contin o sursa radioactiva, asta e altceva! dar detectoare de radiatii circula, s-au realizat si in regim de amator asemenea aparate fara restrictii!

 ori p s-a schimbat legislatia in ultimii ani, poate puteti reveni pe subiect!

[cipndale]

Cea ce realizează imediat cineva care se aventurează pe aceasta stradă este legat de modul de funcționare al acestor dispozitive și anume, detectoarele de HpGe funcționează la temperatura azotului lichid. Cristalul este cuplat prin intermediul unui "cold finger" la un rezervor de azot lichid (Dewar), acesta din urmă având o supapă care se folosește pentru pomparea sa la presiuni joase, supapa care în timp lasă aerul să intre intre pereții izolatori ai Dewar-ului. De aici marea problemă a acestor detectoare și anume pierderea vacuumului in Dewar, problemă care e de ajuns să pună acest hobby pe linie moartă multi ani de zile din simplul motiv că vacuumul înalt este destul de greu de realizat pe plaiul mioritic la nivel de amator. Dar cu ceva perseverenta și fonduri suplimentare se poate procura o instalație la second hand ca cea din imaginea atașată care include:

1. dispozitiv pentru pompare Dewar Ortec

2. pompa rotativa (împrumut) 

3. pompa turbo 

4. controller pompa turbo

5. (optional) dispozitiv de citire a presiunii 

Cu ajutorul acesteia se poate readuce Dewar-ul la parametrii recomandați de producător. 

[icar]

Acum 21 minute, cipndale a spus:

detectoare proporționale cu gaze

Aceste detectoare fac discriminare dupa energie.  Ca sa ne exprimam corect, amplitudinea pulsului este functie de energia particulei incidente. Discriminarea o face electronica atasata.

 

Acum 23 minute, cipndale a spus:

măsurarea intensității impulsului electric in detectoare

Gresit.

 

Acum 10 minute, cipndale a spus:

măsoare energii gama scăzute, în zona Uraniului 235 și Plutoniului

Presupunere gresita.

Spectrometria beta este foarte greu de facut, nu e la indemina oricui, deoarece spectrul beta nu este discret, ca la gama sau alfa, ci continuu. Aici vorbim de o energie maxima si de o energie medie.

Din imagine nu se vede mare lucru. Ma indoiesc ca acea chestie galbena e un cristal de germaniu hiperpur. Detectoarele cu germaniu hiperpur, au nevoie de racire pe timpul functionarii.  Sa racesti mecanic, un cristal de 60 mm diametru, nu-i o treaba usoara. Se prefera racirea cu azot lichid.

CNCAN, nu este chiar absurd cind cere, ce cere. Si ca sa fii sofer, ai nevoie de niste cursuri. Ca sa "masori" radiatii, trebuie sa stii cum se face. Ca sa interpretezi rezultatele, trebuie sa stii cum se face. Aparatele au nevoie de o sursa/surse de contro/test/calibrare, pe care nu le poti lasa la indemina oricui.

Acum 6 minute, cipndale a spus:

aerul să intre intre pereții izolatori ai Dewar-ului

Ups, ce prostioara! 

[cipndale]

O dată ce se ajunge la presiunea recomandată (totuși cu cât e mai mică cu atât tine vacuumul mai mult timp) tot ce avem nevoie este o sursa de azot lichid și bineînțeles partea electronică care e capabilă sa furnizeze voltajul necesar cristalului (+2000V), să citească impulsurile și să construiască o histogramă a acestor impulsuri.

In cazul de fată Dewar-ul are un volum de 2L, dar pentru răcirea inițială și ajungerea la temperatura de funcționare este nevoie de 4 L. După încărcarea Dewar-ului și așteptare de 3 ore am ajuns la temperatura de funcționare a cristalului și fără evenimente majore am reușit sa obțin spectrele următoare, reprezentând:

1) un background (fond) de câteva ore 

2) electrod de toriu cu fondul sus menționat eliminat.

[cipndale]

Acum 36 minute, icar a spus:

Presupunere greșită. Spectrometria beta este foarte greu de făcut, nu e la îndemâna oricui, deoarece spectrul beta nu este discret, ca la gama sau alfa, ci continuu. Aici vorbim de o energie maxima si de o energie medie.

Cine a vorbit de spectre beta? E inutil să intrăm în teoria detectării efective a radiațiilor gama la energii scăzute, unde sunt fotoni atât de la U235 si de la Pu239 + Pu240, am să adaug doar un link la pagina Amptek care exemplifică ce spun. Presupunerea mea e super justificata prin faptul ca sunt 2 cilindri de diametre diferite atașați de dewar. Ulterior am aflat ca întradevar s-au făcut astfel de detectoare în trecut exact pentru asa ceva. Unul din detectoare este un detector planar (GLP) și celalalt este un detector coaxial, primul oferind rezoluție înaltă tocmai pentru separarea energiilor U si Pu și al doilea detector coaxial aducea eficiență, care se știe că e direct proporțională cu mărimea detectorului.

La restul "răspunsurilor" nu are rost sa mai răspund... Poate ghiciți de ce. 

Editat Septembrie 6, 2020 de cipndale

[Marele Savant]

Acum 34 minute, icar a spus:

CNCAN, nu este chiar absurd cind cere, ce cere. Si ca sa fii sofer, ai nevoie de niste cursuri. Ca sa "masori" radiatii, trebuie sa stii cum se face.

Insit pentru a nu ramine nestiutor! pentru a detine un aparat pentru masurarea radiatiilor, iti trebuie aprobarea cncan? sau sa urmezi cursuri la ei??? poate cursuri pentru acreditarea unui laborator de masuratori, dar ''se stie'' ca asta e altceva!

[cipndale]

Acum 20 minute, Marele Savant a spus:

Insit pentru a nu ramine nestiutor! pentru a detine un aparat pentru masurarea radiatiilor, iti trebuie aprobarea cncan? sau sa urmezi cursuri la ei??? poate cursuri pentru acreditarea unui laborator de masuratori, dar ''se stie'' ca asta e altceva!

In Romania din câte știam ai nevoie de un certificat (care se obține in urma unui examen) pentru asa ceva, confirmat de cei de la CNCAN . Probabil s-a mai schimbat ceva intre timp, eu m-am informat 4 ani in urma. Iti trebuie minim nivelul 2. Cursul costa atunci 3000 Ron. Apoi nici nu exista conceptul ca o persoana fizica sa participe la un asa curs, trebuie sa fii trimis de o firma la care lucrezi. Iti trebuie mai putin de 2-3 minute sa realizezi blocajul mental al angajaților CNCAN, ma refer la cei de la administrativ. 

La fel și pentru un detector de metale si probabil alte instrumente. 

Editat Septembrie 6, 2020 de cipndale

[Marele Savant]

Draga, am urmat si eu cursuri la cncan, dar sint pentru altceva, nu pentru detinerea sau utilizarea unyui aparat de masura! Si asta ''se stie'' si acum la fel ca in urma cu doua decenii!

 

''se stie'' se foloseste de obicei cind de fapt nu se stie ceva si doar se incearca a se insiuna respectiva ''informatie''!

 

iar seviciul ''administrativ'' se ocupa cu alytceva, nu cu adminterea candidatilor la cursuri!

 

Deci, se poate detine si utiliza un aparat pentru masurarea radiatiilor fara acordul cncan, al sri, politiei sau al asociatiei de locatari!

Editat Septembrie 6, 2020 de Marele Savant

[Stefan]

@Marele SavantDacă citim "orbește" ordinul CNCAN se poate înțelege că detectoatele de radiații trebuiesc autorizate. Totuși la o interpretare in spiritul legii și nu în litera ei parcă nu e chiar așa.

Eu înțeleg că nu trebuie autorizat chiar orice sistem de măsură.

Dacă tot ce citim pe forumuri e adevărat înseamă că sunt un infractor și trebuie să tresar la fiecare sunat la ușă.

Editat Septembrie 6, 2020 de Stefan

[Marele Savant]

  Exact! se refera la sistemele de masurare cu surse de radiatii! asta intr-adevar ''se stie''! exact un asemenea curs am urmat si eu, pot sa ma laud absolvit cu 10, iar mediile au fost de la 6 in sus, deci nu s-au dat chiar la misto!

[cipndale]

Acum 41 minute, Marele Savant a spus:

Draga, am urmat si eu cursuri la cncan, dar sint pentru altceva, nu pentru detinerea sau utilizarea unyui aparat de masura! Si asta ''se stie'' este si acum ca in urma cu doua deceni!

''se stie'' se foloseste de obicei cind de fapt nu se stie ceva si doar se incearca a se insiuna respectiva ''informatie''!

iar seviciul ''administrativ'' se ocupa cu alytceva, nu cu adminterea candidatilor la cursuri!

Deci, se poate detine si utiliza un aparat pentru masurarea radiatiilor fara acordul cncan, al sri, politiei sau al asociatiei de locatari!

Tot ce am zis în legătură cu acest subiect e probabil distorsionat prin prisma persoanelor cu care am intrat în contact pe acest subiect. Acest lucru a fost oarecum confirmat de citirea în parte a legii 111 din 1996.

*****************************************************************

CAPITOLUL I Dispoziții generale

Art. 1. - Obiectul prezentei legi îl constituie reglementarea, autorizarea şi controlul activităților nucleare desfășurate în scopuri exclusiv pașnice, astfel încât să se îndeplinească cerințele de securitate nucleară, de protecție a personalului expus profesional, a pacientului, a mediului, a populației şi a proprietării, cu riscuri minime în conformitate cu reglementările și cu respectarea obligațiilor ce decurg din acordurile şi convențiile la care România este parte.

Art. 2. - Prevederile prezentei legi se aplică următoarelor activități şi surse:

....

 

d) producerea, furnizarea și utilizarea aparaturii de control dozimetric şi a sistemelor de detecție a radiațiilor ionizante, a materialelor și dispozitivelor utilizate pentru protecția împotriva radiațiilor ionizante, precum și a mijloacelor de containerizare sau de transport al materialelor radioactive, special amenajate în acest scop;

.........

Art. 48. - Constituie contravenții următoarele fapte:

.........

d) utilizarea în activitățile prevăzute la art. 2 de personal care nu are pregătirea necesară, de personal neverificat sau respins la examenele periodice ori de personal care nu posedă permisul de exercitare corespunzător, prevăzut la art. 9;

...

k) producerea şi furnizarea neautorizată a aparaturii de control dozimetric al radiațiilor ionizante şi a materialelor şi dispozitivelor utilizate pentru protecția împotriva radiațiilor ionizante;

********************************************************************

 

Aplicarea legii aparține CNCAN și probabil de asta mi-au recomandat cursul. 

 

Sa înțelegem ca ați făcut cursul la CNCAN ca persoana fizica? 

 

Editat Septembrie 6, 2020 de cipndale

[Marele Savant]

Da, foloseam la serviciu cu DICI si s-a dorit sa se renunte la service-ul facut (parca) de iamsat (sau iiruc) -de ce m-ar fi interesat ca persoana fizica?! dar cerintele pentru autorizarea unui laborator erau asa de mari incit s-a renuntat la idee! la fel ca la detectoarele de metale nu se facea nici o distinctie intre un DICI cu o sursa de Am241 si un reactor nuclear, cerintele erau (desigur putin exagerat din partea mea) asemanatoare!

Editat Septembrie 6, 2020 de Marele Savant

[cipndale]

1 oră în urmă, Marele Savant a spus:

Da, foloseam la serviciu cu DICI si s-a dorit sa se renunte la service-ul facut (parca) de iamsat (sau iiruc) -de ce m-ar fi interesat ca persoana fizica?! dar cerintele pentru autorizarea unui laborator erau asa de mari incit s-a renuntat la idee! la fel ca la detectoarele de metale nu se facea nici o distinctie intre un DICI cu o sursa de Am241 si un reactor nuclear, cerintele erau (desigur putin exagerat din partea mea) asemanatoare!

De exemplu pentru a nu intra în conflict cu art 48 alineatul K citat mai sus. Dacă cineva are un contor geiger si decide ca vrea sa-l vândă deja încalcă alineatul citat mai sus. La fel și dacă faci artizanal un detector de radiații. Implicit dacă te decizi sa construiești sau sa distribui echipament ai nevoie de curs și de certificat de nivelul al doilea. q.e.d.

Art. 49. - (1) Contravențiile prevăzute la art. 48 lit. i) şi k) se sancționează cu amendă de la 100 lei la 3.000 lei.

Vrem sa-i întrebăm pe cei de aici sau aici dacă au autorizație sa distribuie? 

 

1 oră în urmă, Marele Savant a spus:

  Exact! se refera la sistemele de masurare cu surse de radiatii! asta intr-adevar ''se stie''! exact un asemenea curs am urmat si eu, pot sa ma laud absolvit cu 10, iar mediile au fost de la 6 in sus, deci nu s-au dat chiar la misto!

 

Si ca sa răspundem la acea afirmație cu nota 10 ... mai bine ne oprim aici.

Nici nu mai discutăm dacă ai cumva un instrument care are sursa proprie de calibrare. 

 

"de ce m-ar fi interesat ca persoana fizica" de exemplu nu poți fi doar persoana fizica autorizata în acest domeniu; decât sa fi fost angajatul unei firme înainte, care să fi cerut expres să faci acest curs și te-a plătit. Apoi să mai fi fost și dispusă să te țină 3 săptămâni prin București pe banii lor și să nu faci nimic pentru ei în timpul ăsta.  

 

Editat Septembrie 6, 2020 de cipndale