Урановите мини в нашите планини

До gwgw,
Често се оплакваш от проблеми с температурата, в какво се състои проблема?
(Може и да си оябснил някъде, но темата доста се разрасна и съм го изтървал)

Ами амплитудата на импулсите, регистрирани от спектрометъра варира в зависимост от околната температура. Не знам дали това е свойство на кристала или на ФЕУ-то, но 2-3 градуса промяна в околната температура са напълно достатъчни събитията да започнат да се регистрират на съседни канали и съответно спектърът да се отмества в едната или в другата посока, в зависимост от това дали се повишава или понижава температурата.

За неща които имат относително по-висока активност, примерно ториевите електроди, това не е особен проблем, защото дори 20-30 минути са достатъчни за да се вземе хубав спектър и за това време обикновено не настъпват значителни температурни промени. Но слабоактивни проби които "цъкат" само с няколко събития в секунда, изискват дълги времена на измерване от порядъка на 12 часа и повече. За такива дълги интервали от време, настъпват вече и температурни промени, дали ще са бавни - примерно предизвикани от слънцето като напича през прозореца, дали ще са бързи - примерно някой отвори прозореца ударно да проветри стаята. Като бавните промени всъщност са по-зле, те водят до прилично "размиване" на спектъра и резултатът е все едно взет с детектор с много по-лоша резолюция, фотопиковете се размиват, а за количествен анализ при това положение е лоша идея да се опитваме. Бързите промени всъщност парадоксално не са чак толкова лоши, особено ако настъпят в началото или към края на измерването. Те със сигурност "увреждат" резултата, но последствията не са толкова фатални, освен разбира се ако не се случат някъде в средата на измерването, тогава вече е проблемно. Естествено и при тях, без значение кога са се случили, за целите на количествения анализ не можем да разчитаме на резултатите.

Благодаря за обяснението. Много е полезно.

Все пак това в общият случай не е проблем - проблем става само за проби с много ниска активност., те изискват дългите измервания. Всъщност, дори обикновено това не си личи на пръв поглед, всичко изглежда относително нормално, но когато извадиш предварително записания фон, нещата изведнъж цъфват доста грозно.А пробите с ниска активност си изискват вадене на фона при всички случаи - както и за целите на качествения анализ (какви фотопикове има в спектъра), задължително и за целите на количествения анализ (колко е активността на даден изотоп съдейки по броя събития свързани с някой фотопик).

Както и да е, отново за целите на (нескопосания) количествен анализ, направих две поръчки - един грам чист лутеций и 50 грама чист метален лантан. Това са най-"лесните", най-безопасните и най-евтините варианти които успях да измисля. И двата метала имат много ниска химическа токсичност, до степен такава че дори да ги изядеш, твърде вероятно няма да умреш от натравяне. Имат много ниска радиоактивност - един грам лутеций има 52 бекерела, докато 50-те грама лантан имат само около 18 бекерела. За справка, един грам природен уран има над 25 хиляди бекерела активност. Второ, евтини са - и двете струват по около 30-40 лева. Лутецият има две спектрални линии - на малко над 200 и на малко над 300 kev, докато лантанът има една удобна такава малко под 800 kev. Масата е известна, активността е известна и се надявам да мога да калибрирам спектрометъра с подходящите коафициенти, за да мога да измервам активности между 200 и 800 kev - което включва ураниеви, ториеви продукти и цезий-137. Факторите, които ще ограничават точността са два - че поради липса на точно същият изотоп като референтен източник, няма да знам ефективността на детектора точно на тази енергия, тя ще е апроксимация и оттам малко или много ще има неточности.И вторият (далеч по-проблемният) е че няма как пробите които меря да са със същата геометрия като на парчетата лантан или лутеций, малко или много оттам ще дойдат разлики. Та в този смисъл, никога няма да мога дори да се доближа до точността на измерванията в истинска лаборатория с HPGe детектори, хубава дебела екранировка, референтни източници в специални маринели съдове и прочее благини. Очаквам в някои случаи когато имаме по-големи разминавания в геометрията, резултатите съответно и да са доста неточни. Въпреки всичко според мен обаче е по-добре да имам някаква ориентировъчна стойност.

Хм, сдобих се с радон детектор. За надеждни измервания (до 10% точност) е необходимо поне месец усредняване на резултатите. След първите 24 часа усреднен резултат имам само 18 Bq/m3. Което е ужасно ниско, аз имах опасения заради това че си държа разни твърде слабоактивни неща с природен уран и торий в стаята, доста параноични ще излязат в крайна сметка. Доколкото съм чел, радонът в атмосферата се движи около 10 Bq/m3, а в помещенията до 100 няма особени основания за притеснения. Уредчето е относително евтино (но можеше и да е по-евтино все пак). Това което мисля да експериментирам някой хубав ден е...има USB порт, който се води "manufacturer only", ако се окаже че може да се вземат показания оттам. Най-малкото може да се качват на сървър, да се чертаят графики и карти от такива устройства и би било забавно. За България доколкото знам няма много публична информация за радонови карти и измервания по жилища. Един съученик живее в САЩ и си купуваше къща неотдавна и ми беше разправял че в неговия щат, когато продаваш жилище трябва да можеш да предоставиш документ с измервания от сертифицирана фирма за радона в жилището. И EPA е определила нива над които е добре да се вземат мерки и такива над които задължително трябва да се вземат, защото не са безопасни за обитаване. Та ако попаднещ в първата категория, можеш да си искаш отстъпка в цената защото много държиш на здравето на семейството си и ще се наложи да инвестираш в уплътнения и замазки...

Лутецият пристигна тези дни, 1 грам. Много удобен калибрационен източник, защото има известна маса и активност - 52 бекерела на грам. Природният лутеций съдържа близо 4% лутеций-176, който има полуразпад почти 40 милиарда години, с други думи е доста слабо радиоактивен, но напълно достатъчно, за да се регистрира добре от спектрометъра. Грамчето дава малко под 5 CPS или съизмеримо с проба от стотина грама гранитчета. За сметка на това обаче дава две много хубави спектрални линии с енергии 202 и 307 kev:

Вижда се и (леко съвсем) сумарния фотопик на 509 kev, там където в един и същ момент са регистрирани два гама фотона с двете специфични енергии - спектрометърът това го отчита като един фотон с 202+307=509kev енергия.

Ако измерим събитията при тези два фотопика и този на калия, понеже знаем активността на пробите, можем да направим една (вероятно не особено точна) апроксимация за кривата на ефективността на детектора. Понеже имаме три точки, можем да намерим уравнението на квадратичната крива (ако приемем че кривата на ефективността е квадратична такава, което естествено не е така и ни трябват повече такива точки, за да се приближим към истината):

Имайки съответно тази крива, може да гадаем за ефективността на детектора при различни енергии (вероятно неточно, но за момента нямам нещо по-добро). Та смятаме ефективността при енергиите на най-големите pb-212, pb-214 и cs137 фотопикове:

Това ни дава възможност да правим много, много груби количествени анализи за активността на урана или тория в една проба. С доста уговорки - геометрията трябва да е доста сходна, трябва да приемем че тория/урана и продуктите от разпада им са в радиоактивно равновесие (много спорно, вероятно е близо до това, но няма как да е точно така - не са стояли херметично затворени в продължение на милиони години). И най-вече, активността на пробата трябва да се доминира или от тория или от урана, в противен случай винаги в събитията от pb212 имаме събития от pb214 и обратното, тъй като резолюцията на детектора не е толкова прекрасна. Та с тези уговорки, получаваме един доооооооооста ориентировъчен резултат.

При това положение, все пак се опитах да направя количествен анализ на пясъка от Вромос (164 грама проба). Геометрията не е изобщо толкова близка колкото ми се иска, но вече знаем че там има значително повече уран, отколкото торий. При това положение получаваме:

За урана - 231 +/- 4.26 Bq/kg
За калия - 1829 +/- 48.78 Bq/kg (общо бета+гама) или 195 +/- 5.2 Bq/kg само гама активност

Доколко това е далеч от истината? Измерванията от истинска лаборатория в Бургас са публичкувани тук: http://www.riosvbs.com/Files/Doklad_OS_2018_Final.pdf

Според тях активността на урана в пясъка (пункт "прибой" каквото и да рече това) е 197 до 338 Bq/kg. Активността на калия там е 919-1448 Bq/kg, отново там. Та не изглежда като нещо толкова далече от тези стойности, макар и калият да е повече. Но пък това нищо не означава в крайна сметка.

Мисля да направя сходен опит с гранитчетата които имам от различни места, които имат ясно изразен ториев спектър (гръцките отпадат, те са повече миш-маш, но тези от Банско и от Витоша бяха с доста ясно изразен ториев характер). Да видим какво ще излезе там.

	gwgw написа:
	За България доколкото знам няма много публична информация за радонови карти и измервания по жилища.

Съществува Европейски атлас на концентрацията на радон в жилища. Достъпен е на връзката по-долу след приемане на условията:

https://remap.jrc.ec.europa.eu/Atlas.aspx?layerID=3

Разделителната му способност е едва 10 квадратни километра. За всяка клетка с такава площ се правят измервания на годишна база в приземните етажи на жилища. Данните за България се предоставят от НЦРРЗ. За жалост има доста "бели петна".

Бих споделил също, че всред измерванията на METER.AC прави впечатление доста добре изразеният денонощен ход на регистрираната гама активност в гр. Девин:

Максимумите са рано сутрин, минимумите -- привечер. Възможно е причината да са дъщерни продукти от разпада на радон, за който е известно, че присъства например в минералните извори там. Вероятно би било интересно да бъдат направени измервания на терен с детектора за радон...

_________________
"Caminante son tus huellas el camino y nada más;
caminante, no hay camino, se hace camino al andar." -- Antonio Machado

Радонметърчето вкъщи е ориентирано по-скоро към дългосрочни усреднени измервания - но вади и усреднени едночасови стойности. Едночасовите варират - за вече близо седмица съм го виждал да дава от 9 до 35 Bq/m3. Още не съм си поиграл с вариантите да логвам де (за жалост нищо свързано с USB порта не е документирано). Усреднената стойност за момента е 19 Bq/m3, което е доста ниска стойност, но трябва да се има предвид че стаята се проветрява редовно и е на трети етаж. Зимата когато по разбираеми причини няма да се проветрява толкова често, вероятно стойностите ще скочат.

А иначе като краткосрочни тенденции, не съм забелязал да има забележими вариации в зависимост от часа от деня. По-скоро видях в рамките на ден-два повишени почти двойно стойности. Вероятно това е в зависимост от климатичните явления, налягане на въздуха, ветрове, трудно ми е да кажа. Което е по-странно, ударното проветряване на стаята за десетина минути изглежда като да оказва много малък ефект върху средночасовата стойност, това все пак не е толкова невероятно предвид че измерените стойности са доста ниски, те са не толкова далеч до това което съм чел като активност на радона във въздуха на открито.

След повече от една седмица, усредненото тук е доста ниска стойност:

Май ще охрабрея по отношение на съхраняването на проби и предмети съдържащи уран в стаята Smile

Между другото, завършвам изпълнението на екранировката си във финалния вид така както си го представях изначално. Поръчките от олово пристигнаха и са "монтирани". В момента имам 9.2 пъти намаление на фона вътре в "замъчето". Очаквам и медна ламарина тези дни (намерих си относително евтина). Надявам се след добавянето на медния слой да ударя най-накрая заветното "10 пъти затихване". Но дори сега, вече се забелязват забавни ефекти. Като например, доста нагледно си личи "замърсяването" от радиоактивно олово-210 в оловото от екранировката (медният слой от 2мм който съм планирал вероятно ще го елиминира). Имам метални планки, хартисали, които като ги "добавя отвън", всъщност влошавам фона, явно имат някакви кофти примеси. Нямат характерни фотопикове, но парадоксално, сложа ли ги около щита, регистрирания фон нараства, вместо обратното.

Както и да е, ударя ли 10 пъти редуциран фон, мисля да спра да се занимавам с това. Необходимото олово за целта скочи някак рязко и вече цялата инсталация е близо 20 килограма. А няма особено много място за големи проби (ако имаше, сигурно щеше да тежи поне двойно). Поне една седмица ще ми трябва за рекалибрация, включително за целите на много грубия количествен анализ. Но мисля че най-накрая ще получа достатъчно чувствителна хобистка инсталация. Нямам търпение да повторя двете проби - от Гърция и Витоша, където имаше (съмнения за) цезий-137.

P.S фона в щита с becqmoni, линейно, не логаритмично:

Все още се вижда доволно добре рентгеновата флуоресценция от оловния щит (около 80-90 kev), както и "прагчето" от "замърсяването" от олово-210 на около 47 kev. Ще видим медния слой колко ще помогне.

Това го пиша в случай че някой друг мине по същия път.

Доволно изписано има по темата за медния слой между детектора и оловото. Моят опит се оказа доста противоречив. Медната ламарина е скъпа и за мен това бяха (почти) напразно похарчени пари. Вярно е едно - в областта на ниските енергии (50-200kev) имаме спад. Този спад далеч не е толкова голям и за 3мм слой мед е някъде с около 10%. Това става на цената на увеличение на "шума" по целия спектър и като цяло след добавяне на вътрешния слой мед, детекторът в щита вече дава повече вместо по-малко събития в секунда. Добавянето на още мед далеч не води до особено подобрение в това отношение, но "изяжда" от мястото за проба. Поради тази причина, огромна част от медната ламарина отиде за външна "облицовка" на щита - ефект почти никакъв естествено, освен естетичен. Хубавият щит си иска олово, много олово. Заветната стойност от 10 пъти редуциране не беше достигната, но щитът повече не може да расте, защото става нестабилен от механична гледна точка. Мога някъде в бъдеще разбира се да добавям отделни блокчета олово отстрани, но засега слагам стоп на всякакви подобрения в това отношение. Интересно ще е поведението при измерване на проби с активност, но за момента събирам фон.

Според мен, поне от това което видях, от медта в щита няма особено голям смисъл, като се има предвид и цената (2 метра на 30 сантиметра ролка 0.3мм дебела струва 40 лева, по-малки размери не намерих). Естествено, нарязах си ръцете в процеса доволно добре. Все пак обаче, медната ламарина не е толкова коварна като алуминиевата и човек се порязва с един порядък по-трудно - защото е мека де, но заострените крайчета имат навика да дупчат доволно добре кожата въпреки това.

Разочарование е това, но в крайна сметка аз се опитвах да мина тънко - и с около 20 килограма олово да постигнеш почти 9 пъти редуциране на фона пак е добре.

Моите големи надежди са поне с този меден слой когато сложа проба с известна активност, да не лудват както обикновено чак толкова ниските енергии поради флуоресцентни пикове от оловото и всякаквите му там примеси. Апропо, поради тази причина имам и чудесен материал за тестване - едни малки мъниста ураново стъкло, които са с обеднен уран и нямат никакви продукти на разпада на урана, единствените фотопикове които дава са урановата рентгенова флуоресценция под 100 kev. Тях съм ги мерил преди това и даваха "пълна лудница" на ниските енергии с неособено ясно отличими фотопикове. След като си събера фона, това ще ми е от първите тестове - дано даде нещо по-отчетливо.

По темата:

https://dariknews.bg/novini/afera/uranovoto-proizvodstvo-v-bylgariq-98295

_________________
Know your Body. Know your Mind. Know your Substance. Know your Source

През октомври разширихме покритието на Safecast из части от Гърция, Албания и Македония. Общото ми впечатление е, че, за разлика от наблюдаваното из планините в България, там покачването на гама фона с нарастване на надморската височина често е доста по-слабо изразено.

Случи се и нещо необичайно в планината Тимфи, което обаче за жалост забелязах едва след прибирането ни в София две седмици по-късно. При преход от х. Астрака към Драконовото езеро, край долчинката под пресъхващото езеро, недалеч от някакви временни постройки (може би ползвани от пастири), уредът еднократно е отчел изключително висок брой импулси:

Данните от този ден, включително необичайния отчет, са достъпни тук:

https://api.safecast.org/en-US/bgeigie_imports/44780

Твърде малко вероятно е скоро да имаме възможност отново да посетим това място за по-подробно измерване.

Любопитно ми е по-знаещите какво мислят: дали е възможно да е плод на някаква хардуерна/софтуерна грешка или причината може да е от друго естество (какво)? Нека подчертая, че от общо 147 дневни измервания с този уред досега в нито един друг момент не се е появявал подобен отчет...

_________________
"Caminante son tus huellas el camino y nada más;
caminante, no hay camino, se hace camino al andar." -- Antonio Machado

От моите неособено много експерименти с DIY гайгеровия кит забелязах че броячът може да се "излъже" лесно да даде много висок брой събития ако се окъси катода и анода, дори с пръст да направиш контакта, събитията рязко скачат и спокойно отиват към десетки микросиверти че и повече. Та това е единствената причина от такъв характер за която се сещам, но пък и не виждам как би станало лесно....да не би да е било нещо влажно или да е валяло и да се е намокрило нещо? Не знам колко е dead time-а на тази тръба и дали такива високи стойности са възможни при нея, но ако се окаже че не са възможни, това би било вероятна причина.

Но пък те са и няколко поредни такива измервания. Може наистина да е имало източник, не знам на какво време се прави отчет, но предполагам достатъчно за да може пешеходец да измине няколко метра. Два поредни такива отчета означава че вероятно тук говорим предимно за гама енергия, бетата бързо ще затихне на малко разстояние от източника. Би било доста силен източник, но пък какъв да е в някаква овчарска колиба в планината? Надали е толкова лесно да се сдобиеш случайно ей така със силен гама източник в Гърция. Наистина мистерия. Чудно дали тези овчари знаят какво има в/до колибите им...

Налага се пластмасовата кутия, в която е уреда, да бъде открехната при зареждане на батерията му. След едно дозареждане предния ден в х. Астрака случайно забелязах, че някакво насекомо се беше приютило в кутията. Сторих му път да излезе. Питам се дали в деня с необичайното измерване е имало пак "нашествие". Не съм забелязал, но е напълно възможно да е имало нещо скрито между няколкото етажа платки. Та, ако това е достатъчно за "късо" и отчитане на много импулси, това наистина е едно възможно обяснение. Денят беше влажен и мъглив (след дъжд), но това само по себе си досега не е ставало причина за отклонения при други измервания (кутията е добре изолирана срещу влага). Все пак -- би могло и да е допринесло за отчитане на фалшиви импулси при наличие и на още други "благоприятни" обстоятелства...

Минималното мъртво време на LND-7317 по спецификация е 40 микросекунди.

Отчетите със суровите данни се записват в лог файла през 5 секунди. Ето една кратка извадка от лога около необичайното събитие:

Код:

$BNRDD,3093,2019-10-08T06:51:01Z,35,5,1241,A,3959.0732,N,02046.3867,E,1770.90,V,8,106*63
$BNRDD,3093,2019-10-08T06:51:06Z,5920,5826,7067,A,3959.0751,N,02046.3895,E,1771.00,A,8,106*47
$BNRDD,3093,2019-10-08T06:51:11Z,6170,245,7312,A,3959.0773,N,02046.3918,E,1771.20,A,8,106*72
$BNRDD,3093,2019-10-08T06:51:16Z,6171,5,7317,A,3959.0791,N,02046.3927,E,1771.20,V,8,106*60
$BNRDD,3093,2019-10-08T06:51:22Z,6170,1,7318,A,3959.0814,N,02046.3932,E,1771.10,A,8,106*7F
$BNRDD,3093,2019-10-08T06:51:27Z,6171,4,7322,A,3959.0836,N,02046.3941,E,1771.20,A,8,106*70
$BNRDD,3093,2019-10-08T06:51:32Z,6172,2,7324,A,3959.0848,N,02046.3951,E,1771.30,A,8,106*7E
$BNRDD,3093,2019-10-08T06:51:37Z,6171,5,7329,A,3959.0853,N,02046.3954,E,1771.40,A,7,109*7A
$BNRDD,3093,2019-10-08T06:51:42Z,6172,2,7331,A,3959.0854,N,02046.3954,E,1771.50,A,8,109*7C
$BNRDD,3093,2019-10-08T06:51:47Z,6170,1,7332,A,3959.0851,N,02046.3955,E,1771.50,A,8,106*70
$BNRDD,3093,2019-10-08T06:51:52Z,6172,4,7336,A,3959.0850,N,02046.3957,E,1771.50,A,7,109*74
$BNRDD,3093,2019-10-08T06:51:57Z,6172,2,7338,A,3959.0849,N,02046.3959,E,1771.50,A,8,106*7F
$BNRDD,3093,2019-10-08T06:52:02Z,6169,2,7340,A,3959.0853,N,02046.3957,E,1771.50,A,8,106*7C
$BNRDD,3093,2019-10-08T06:52:07Z,278,5,7345,A,3959.0855,N,02046.3959,E,1771.50,A,8,106*46
$BNRDD,3093,2019-10-08T06:52:12Z,37,4,7349,A,3959.0837,N,02046.3975,E,1771.10,A,8,106*78

Описание на формата на данните във файла има тук:

https://github.com/Safecast/bGeigieNanoKit/wiki/Operations-Manual#data-log

Трите колони след датата и часа съдържат отчетените импулси съответно за последната минута, последните 5 секунди и откакто устройството е включено.

Вижда се, че на втория и третия ред са записани данни от два последователни 5-секундни интервала с необичайно висок брой отчетени импулси -- съответно 5826 и 245.

Ако изчисленията ми са верни би трябвало възможния теоретичен максимум на датчика да е 125000 импулса за 5 секунди. Не е съвсем ясно обаче дали обработващата електроника е способна да поддържа такова темпо. Smile

_________________
"Caminante son tus huellas el camino y nada más;
caminante, no hay camino, se hace camino al andar." -- Antonio Machado

Хм 40 микросекунди означават 25000 събития на секунда или 1.5 милиона на минута твърд максимум....излиза че съвсем спокойно може да си е истински източник все пак, а не късо съединение в брояча...