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南武線南多摩駅付近、新しい府中街道 by 空倶楽部

府中街道
 4月28日朝の府中街道、南多摩駅付近。
 新しい道路は2日前からここを通るようになった府中街道です。まだ新しいアスファルトに真っ白な白線、それに青い空です。

 この先には、
谷戸川踏切
 谷戸川踏切があります。この踏み切りは昔は自転車くらいしか通れない小さな道だったのですが、今は府中街道が通るようになりました。なんという大出世!! と言っても、たぶん2年後くらいに高架工事が終われば廃止になるんですけどね。

 こんなふうに、街の景色が少しづつ変わっていく様子を見ているのは楽しいです。

 この地下を流れているはずの谷戸川については、以前に、これと、この記事で紹介しています。読み直してみると、写真も文章も全然成長してないです。

 今日は「9」が付く日ですので、「空倶楽部の日」。空倶楽部の発起人は、かず某さんchacha○さんです。

 29日からちょっと旅行に出かけるので、コメントいただいてもお返事は遅くなります。

テーマ : 空の写真
ジャンル : 写真

GM管SBM-20を使った簡易ガイガーカウンターの製作

 空気GM管を作ったものの感度が安定した物が出来なかったので、とうとう本物のガイガー・ミューラー管(GM管)を手に入れて再挑戦です。

▼GM管 SBM-20
GM管 SMB-20
 ロシア製のGM管で、最近ヤフオクにたくさん出品されていて、3000~5000円くらいです。簡単な物なのに、時節がら結構な値段ですが、これくらいの価格なら好奇心の方が勝りました。

▼回路図
回路図
 高電圧発生には定番の、使い切りカメラの映るんですのストロボ電源を使っています。部品番号の100番台は元のストロボの部品です。T101のトランスは実際には3巻き線なのですが、回路記号が無かったので、2巻き線二個で代用して表現しています。したがって、余っているように書かれているコイルは存在しません。
 オリジナルのストロボでは1.5Vのアルカリ電池を使っていますが、電圧を上げるためにニッケル水素電池2個で電源電圧2.4Vで駆動しています。実は、空気GM管の実験でもこの回路を使って、電源にニッケル水素電池3個(3.6V)を使ったら香ばしい臭いがして、こんなことに ↓

▼壊してしまったトランジスタとその代役
壊してしまったトランジスタ
 左が焼損させてしまった元のトランジスタで、かわいそうなことにモールドが割れて死んでしまいました。右が代打に起用した2SC3964。こんな大きな石を使わなくてもいいのですが、買ってくるのも面倒なので・・
 あと、D103は充電表示用の赤色LEDですが、このVfで帰還量を制限しているので、電源電圧を上げても出力電圧はさほど上がらないことに後で気付きました。

 回路図の説明に戻ります。

 電源の出力電圧をR1とR2で分圧して下げていますが、うまくやればこんなことをする必要は無かったかも知れません。GM管への印加電圧は推奨の400Vから少し下げて380Vにしています。

 GM管の仕様ではR3の推奨値は5MΩです。最初はこの値で使っていたのですが、たまにクエンチに失敗して放電しっぱなしになるので10MΩに上げました。GM管が放電しっぱなしになると、内部のガスが急速に消費されてしまうらしいのでここは要注意だと思います。GM管への印加電圧を推奨値の400Vから少し下げたのもそんな事情からです。

 もう一つこの回路で説明が必要な点があります。GM管のマイナス側は平滑コンデンサC2の下側に接続するのが普通なのですが、この回路ではGNDへ繋いでしまいました。こうした理由は言うまでも無くQ1~3への電源供給のためです。但し、GNDとC2のマイナス側には±0.6V/20kHzのリップル電圧が発生しているので、GM管への電圧供給という点ではあまり良くないかも知れません。まあ380Vに対して0.6Vなので目をつむりました。

 放電の検出は、Q1で受けて、私の記事では定番になりつつある、100円ショップの万歩計に接続します。

▼万歩計への接続部
万歩計
 使ったのはキャンドゥの万歩計で、この写真のように接点から配線を引き出します。黄色側がプラスです。ちなみに、ダイソーで売っている透明の色付きプラスチックで楕円形の万歩計は、カウント速度が毎秒2パルス程度しか出ないので、ガイガーカウンターに使うのはちょっと無理です。といっても、キャンドゥのこの万歩計でも毎秒10 3パルスくらいが上限です。
 Q2とQ3はLEDとスピーカードライブ用で、GM管からのパルス幅は200μSと短くて、LEDを充分な明るさで点灯出来なかったのでこんなことになりました。電源電圧が9Vくらいあれば、Q3はいらないと思います。

▼ブレッドボードで動作確認
ブレッドボードで動作確認

▼組み立て中
完成真近
 これくらいまで進むと楽しいです。
 このGM管のチューブの材質はステンレスで厚さがたった50μmしかありません。固定する時は、あまり無理な力を加えないよう注意が必要です。

▼ほぼ完成
内部
 万歩計はケース内に入れたかったのですが、場所が無くなって外へ出しました。スピーカーはもっとしょぼい物で充分なのですが、これは手持ちの関係です。
 ストロボから取り外したトリガトランスを使って圧電スピーカーを鳴らせば、もっと小型にできたなーと、ここまでやってて気付きました。

▼ウランガラスで感度確認
ウランガラスを測定

▼完成
完成
 このガイガーカウンターはパルス数しか測定できないので、100円ショップのストップウォッチをくくり付けておきました。カウンターのリセットとストップウォッチのスタートを連動させると便利なのでしょうが、しょっちゅう使う物でもないので、こんなところで妥協です。

 ちなみにこのガイガーカウンターの感度ですが、データシートによると、Co60のガンマ線に対して22cps/mR/h、Ra226だと29cps/mR/hとなっています。ガイガーカウンターはCo60に対する感度で校正されているものが多いと聞いたような気がするので、Co60の値で考えると、

 22cps=1mR/h は 22cps=0.01mSv/h でこれをcpmに直すと 1320cpm = 0.01mSv/h。ということは、1cpm = 0.0075μSv/h(7.5nSv/h)ということになります。
 つまり、1分間のカウント数を7.5倍すれば線量率をnSv/h単位で求めることができることになります。ちなみに我が家では21cpmくらいだったので、157.5nSV/hということになります。現在の東京の線量率は70nSV/hくらいらしいのでちょっと高いようですが、コンクリートのマンションなのでこんなものかなと思います。あと、空間線量率はガンマ線を測定しているらしいですが、SBM-20は硬ベータ線にも感度を持つので違いが出ている可能性もあると思います。

 最後に、この簡易ガイガーカウンターの測定範囲の上限について検討してみます。この万歩計の最高測定速度は10cpsくらい。数え落としを考慮すると3cpsくらいが誤差が目立たない上限でしょう。
 ということは3cps=180cpmなので、180×7.5=1350nSv/h、つまり、毎時1.35μSvくらいがこのガイガーカウンターの測定範囲の上限ということになります。でも、この値を24時間365日浴びると11.9mSvになるので一般人の年間被曝限度をちょっと越えるレベルとなります。

【2011年5月7日追記】
 その後もうすこし改良しました。測定範囲の拡大などの改良記事はこちら。

テーマ : こんなの作りました♪
ジャンル : 趣味・実用

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