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空気GM管の製作、失敗でした

 先にお断りしておきますが、この記事の空気GM管はうまく動作しませんでした。それなら、記事にするのもどうかと思うのですが、同じようなことをされる方がいたら、何かの参考になればと思い、記録をまとめておきます。

 福島第二原発事故の影響で、ガイガーカウンターが手に入りにくくなっているようです。私の住んでいる地域では、放射線は問題無いレベルなのでガイガーカウンターはとりあえず必要ありません。しかし、事故現場に近い地域では、今後放射線測定のニーズが高くなると思うのに、簡単に手に入らないのでは困ると思います。

 ガイガーカウンターにはGM管が使われ、このセンサーが手に入れば、回路はそんなに難しいものでは無いのですが、これもなかなか手に入らないようです。

 調べてみると、専用のGM管を使わないで、空気GM管を作って測定に成功した事例がいくつか報告されています。これなら自分にも作れそうに思えたので、製作してみました。なお、冒頭に書いたように、結果的にうまくいってないので、製作過程をざっと紹介するのに留めます。

▼素材(広口ポリ瓶)
広口ポリ瓶

▼底を切断
底を切断

▼紙の検出電極から線を引き出し
内部検出電極
 紙はプリンタ用紙。放射状により線の芯線を広げ、もう一枚小さな紙の中央に穴をあけて木工用ボンドで接着。この紙を筒の内側に入れる。

▼筒に穴をあけ、より線を引き出す
検出線引き出し
 この上にアルミ箔で検出用の電極を巻くことになります。

▼検出電極完成
検出電極引き出し
 アルミフォイルをすずめっき線で縛り、検出用の線(赤色)を引き出す。

▼シールド絶縁の材料
シールド絶縁材料
 検出電極にノイズが乗らないようにするため、更にシールド電極を巻く必要があります。ラップでも良いらしいのですが、静電容量を減らすために厚い素材の方が良かろう、ということで選んだのがコレ。こいつを細長く切った物を巻いてシールドの絶縁に使います。さらに、シールド用にアルミ箔を巻いて、その上からスズめっき線で縛れば本体側は完成です。

▼完成
中心電極
 検出電極とシールド電極からシールド線で検出線を引き出し。シールド線の末端は100kΩで終端しました。
 広口ビンのフタの中央に、中心電極を取り付けます。中心電極はできるだけ細い方が良いので、7/0.12くらいのより線の素線を一本だけ残した物を使いました。線の先端は電界集中防止のため、小さなループにしておきます。

▼中心電極のテンション
中心電極のテンション
 細い線を自立させるのは難しいのと、何とか自立できても、高電圧をかけると静電力で外側に引っ張られて倒れてしまうので、発泡スチロールでビームを作って引っ張りました。

 これで完成のはずで、電圧をかけてオシロで信号を見たのですが、電源のリップルが観察されるだけで、放射線らしきものは全く捉えることができませんでした。このくらいの大きさなら、1cps程度は信号が検出されると思うのですが。花崗岩のカケラを拾ってきて近づけてみてもだめでした。

 ちなみに、電圧は7000Vくらいまで徐々に上げて調べています。もっと電圧を上げればうまくいく可能性があるかも知れませんが、今はちょっとこれくらいが限界です。

▼直流高圧電源
直流高圧電源
 使い切りカメラの「映るんですの」ストロボ電源を流用。コッククロフト回路で昇圧。元の電圧は450Vで16段あるので、7200Vは出ているはずです。この回路で発生させた電圧を10MΩ(5MΩ×2本)の抵抗を介して、空気GM管の中心電極に印加します。
 ちなみにダイオードは1N4007(1000V/1A),コンデンサは0.01μF/1kVのセラコンです。また、電源は電池一本で動く回路ですが、パワーアップのため電池二本で駆動しています。ちなみに、3本にしたら、ドライブトランジスタが焼けました。合掌

 ということで、自分でできることは最大限やったつもりなのですが、うまくいきませんでした。やはりもっと高い電圧が必要なのでしょうか?
 このまま部品を追加して行って地道にコッククロフトで昇圧するか、はたまたフライバックトランスで一気に15kvVくらいを狙った方が近道かも知れないです。
 オシロで信号が確認出来たら、100円ショップの万歩計に記録させるつもりだったのですが、、、

 製作過程で気付いた点をちょっと書くと。高電圧では絶縁物のちょっとした汚れでもリーク電流が流れ、オシロに検出されます。また、高圧のリード線が他の物に近づいただけでも僅かな放電が始まるようで、オシロにスパイク波形が出ます。実はこの現象を見て最初は、お、うまく動いてるーとか思ったのですが。

 最後に、この実験は高電圧を使うので感電には注意下さい。7000Vくらいだと、普通のビニール線の絶縁は信用出来ません。また、空気でも2mmくらいのギャップは簡単に放電します。
 映るんですのストロボのコンデンサも危険なので要注意。抵抗でおだやかに放電させてから取り外しましょう。私はドライバーの先でいきなりショートさせたので、怖い思いをしました。
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No title

電気はオームの法則から進歩していませんのでさっぱりです。
昔、今はつぶれた春日電機さんと仕事上のお付き合いがあり、直流高電圧発生装置を作ってもらったことがあります。
単純にゼログラフィの応用?装置です。
この電極を通電中にうっかり触ってしまい死ぬ思いをしました。電流は僅かに5mA程度でしたが、口から心臓が飛び出すかと思いましたよ。
原発事故の件ですが、専門家の解説より素人の直感の方が正しいような気がしてなりません。

春日電機さん

補遺

新生「春日電機」として事業をされているようですね。

No title

高電圧で5mAの電源に感電すると相当のショックが来ますよね。

あと、原発の放射性物質の拡散予測ですが、地上の風の流れで予想したデーターを隠しちゃってますが、結構ショッキングなデータになっているような気がします。
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