УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ РАДОНА В ВОЗДУХЕ

Полезная модель относится к ядерной физики и технике, предназначенной для контроля окружающей среды.
Полезная модель может быть использована при создании радиометров, предназначенных для мониторинга радоновой обстановки в жилых и нежилых помещениях.
Радон излучает радиоактивные альфа-частицы, разрушающие живые клетки, и является одной из причин онкологических заболеваний дыхательной системы.
Выделяется из почвы и некоторых строительных материалов и может накапливаться в подвалах и на первых этажах зданий.
Источниками поступление радона в жилые помещения также являются вода, особенно из глубоких скважин и природный газ.
Выделение радона зависит от сезона и погодных условий, таких как температура, влажность и т.д., поэтому необходим постоянный мониторинг помещений в течение года.
В результате радиоактивного распада естественных газов радона и торона образуются дочерние продукты распада (ДПР), которые первоначально имеют положительный заряд. Это свойство ДПР позволяет концентрировать их в электростатическом поле на одном из электродов, расположенных в камере.
222
Известно устройство для определения концентрации радона в воздухе, содержащее камеру, внутри которой расположен детектор излучения, чувствительная полированная поверхность детектора использована в качестве электрода осаждения. Jonassen N. "The effect of electric fields on Rn daughter products in indoor air. Helth Phys., v.45 (1983), p.487.
Чувствительность данного устройства зависит от габаритов камеры, потому используют камеры объемом до 40 л, что не позволяет изготовлять такие приборы в качестве переносимых радиометров.
Известна камера для измерения объемной активности радона в пробах окружающего воздуха, содержащая герметичный проводящий корпус, детектор излучения, высоковольтным электродом которого служит проводящий корпус, аэрозольный фильтр с воздушным клапаном, расположенные на фланцах корпуса, причем корпус выполнен в виде телескопических колец, соединенных фиксаторами.
Патент Российской Федерации, №2008694 МПК: G 01 Т 5/02, 1994 г.
Выполнение корпуса в виде телескопических колец, соединенных фиксаторами, превращает камеру в помпу, которая при перемещении колец меняет пробу воздуха. Но наличие подвижных элементов, для смены проб и обеспечения герметичности снижает надежность работы прибора.
Известно устройство для определения концентрации радона и его дочерних продуктов в воздухе. Устройство содержит сосуд с фиксированным объемом, сообщающимся с атмосферным воздухом с помощью сквозных отверстий, источник напряжения, детектор излучения и схему регистрации, детектор выполнен в виде проводящих свет и электрический ток нитей диаметром до 2-х мм, установленных в сосуде на расстоянии друг от друга и от стенок сосуда, превышающим пробег альфа-частицы. Схема регистрации содержит анализатор амплитуды и формы импульсов, счетчики импульсов и ФЭУ.
Патент Российской Федерации, №2010265МПК: G 01 Т 5/02, 1994 г. прототип.
Прибор обладает сравнительно низкой чувствительностью, погрешностями от одновременной регистрации как положительных, так и отрицательных ионов.
Полезная модель устраняет недостатки аналогов и прототипа. Техническим результатом полезной модели является:
- снижение габаритов,
- работа в режиме мониторинга с записью результатов в энергонезависимую память;
- фиксация даты и времени проведения цикла оценки;
- сохранение результатов оценки (эффективной объемной активности радона) ЭРОА радона, даты и времени;
- наличие встроенного контроля работы узлов электронного блока;
- индикация с помощью звукового излучателя, и жидкокристаллического дисплея;
3
3
- возможность настройки размерности (Bq/m (Бк/м) и Cu/l (Ки/л)), уровня громкости звукового сигнала, текущего времени и даты, включения подсветки дисплея, включение режима передачи данных на ПЭВМ;
- вычисление среднего значения ЭРОА радона за все время проведения оценки.
Полезная модель предназначена для оценки ЭРОА по объемной активности дочерних продуктов распада радона, для использования населением, как индивидуальным прибором мониторинга радона.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для определения концентрации радона продуктов в воздухе, содержащем измерительный блок в виде камеры с фиксированным объемом, сообщающуюся с атмосферным воздухом с помощью сквозных
отверстий, источник напряжения, детектор излучения с усилителем и схему регистрации, схема регистрации содержит микроконтроллер, соединенный с выходом измерительного блока, и обратной связью с устройством обмена информацией, выходы микроконтроллера соединены с входом жидкокристаллического индикатора, с входами сирены и таймера, а устройство обмена информацией содержит выход для соединения с компьютером.
Устройство для определения концентрации радона в воздухе снабжено системой автономного и/или стационарного электропитания. Сущность полезной модели поясняется на фиг.1 и фиг.2.
На фиг.1 представлена блок схема устройства для определения концентрации радона в воздухе, где: измерительный блок 1, содержит камеру 2, полупроводниковый детектор 3 и усилитель 4, выход блока соединен с входом микроконтроллера 5, содержащего клавиатуру 6, и связи с жидкокристаллическим индикатором 7, запоминающим устройством 8, таймером 9, сиреной 10, а также систему обратной связи с устройством обмена информацией 11, соединенного с персональным компьютером.
На фиг.2 представлен внешний вид прибора.
Устройство производит оценку ЭРОА радона-222 путем:
пассивного обмена воздуха в измерительной камере 2 с воздухом окружающей среды,
218
214
электростатического осаждения положительно заряженных ионов Ро (RaA) и Ро (RaC') из объема воздуха измерительной камеры 2 на поверхность полупроводникового детектора 3 (ППД) при помощи положительного потенциала, поданного на электрод (электрод на фиг.1 не показан) измерительной камеры 2,
усиления электрических импульсов, образующимся при попадании на детектор альфа-частиц, зарядочувствительным усилителем 4,
подсчета импульсов с помощью дискриминатора нижнего уровня и микроконтроллера 5 за цикл наблюдения,
и выдачи численного оценочного значения на жидкокристаллический индикатор 7, звуковой индикации на сирену 10 о превышении порогового значения.
Устройство работает в режиме мониторинга с записью результатов в энергонезависимую память 8 (ППЗУ), фиксирует дату и время на часах 9 проведения цикла оценки на часах 9 и сохраняет результаты оценки ЭРОА радона, с передачей данных по последовательному интерфейсу (RS232 или USB) по запросу от персонального компьютера 12.
3
3
Настройка и управление устройством осуществляют с помощью трехкнопочной клавиатуры (см. фиг.2). В изделии предусмотрена настройка: размерности (Bq/m (Бк/м) и Cu/l (Ки/л)), установки и настройки двух пороговых значений (Внимание - превышена безопасная величина ЭРОА и Опасность - принять срочные меры, обнаружена опасная величина ЭРОА.), уровня громкости звукового сигнала (громко, тихо, выключено), текущего времени и даты (год, месяц, число, час, минута, секунда.), включения подсветки жидкокристаллического индикатора 7, включения режима передачи данных на персональный компьютер 12.
При работе определяют среднее значение ЭРОА радона за все время проведения оценки от минимального цикла (1 час) оценки до максимально возможного промежутка времени (зависит от объема энергонезависимой ППЗУ 8 и составляет не менее 200 часов).
Устройство работает как от внешнего источника питания (от сети) так и от автономного, при этом запоминает большое количество значений эквивалентной равновесной объемной активности радона (ЭРОА) с указанием времени и даты измеренного значения, что необходимо для постоянного мониторинга радона в помещениях.