Как измерить уровень радиации с помощью смартфона

Дозиметр в смартфоне: актуальное решение

При создании многофункциональных устройств дополнительные гаджеты чаще всего адаптируются к моделям смартфонов, как к самым распространенным из девайсов, а наибольшее внимание ведущих фирм привлекают приложения-дозиметры, наиболее востребованные сегодня приборы личной безопасности. В настоящее время существует несколько таких устройств-приложений, позволяющих использовать персональный телефон как дозиметр радиации.

Первым, и по функциональным возможностям на сегодняшний день не имеющим аналогов, является продукт российского ОАО «Интерсофт Евразия», Apple-совместимый дозиметр «ДО-РА». Гаджет работает на основе собственных программных приложений, которые доступны в Интернете. Устройство автоматически измеряет уровень радиации с периодичностью 4 секунды, а также фиксирует дозы облучения – от часовых до годовых. «ДО-РА» может передавать через оператора связи отчетные данные и свои координаты, поэтому с помощью этого прибора возможно составить общую карту радиационного фона планеты.

В конце 2011 года был анонсирован дозиметр «RDTX Pro», работающий на базе iPod touch или смартфона. Производитель – американская компания «Scoschе», специализирующаяся на выпуске электронных устройств. Внешний вид девайса – плоский миниатюрный блок с дисплеем. Прошивки прибор не требует, калибруется автоматически, его работу обеспечивает программное адапт-приложение. Устройство определяет величину и мощность ионизирующего излучения, после чего преобразует их в импульсы напряжения и выводит данные на экран, а также может передавать их с помощью ПК или iPhone указанному адресату.

На Международной выставке «СЕАТЕК» в октябре 2011 года была презентована еще одна модель персонального дозиметра, выполненная в виде съемной панели для iPhone. Его анонсировала японская компания «DoCoMo», производитель аксессуаров для телефонов. Экстравагантный смартфон имеет несколько съемных панелей, при помощи которых можно определить процент жировой ткани в организме, тестировать наличие запаха изо рта и измерять радиационный фон. Данные замеров выводятся на экран базового смартфона. Устройство пока совместимо только с телефонами японского производителя «NEC Casio» линейки «MEDIAS WP», адаптация под другие модели – вопрос времени.

Немецкие разработчики «Rolf-Dieter Klein» пошли несколько иным путем, и в 2012 году создали «Radioactivity Counter для Android» — приложение, не требующее отдельного модуля. В нем датчиком излучения работает сенсор камеры, встроенной в смартфон. Для изоляции объектива от дневного света он просто заклеивается непрозрачной пленкой, тогда сенсор фиксирует только гамма-лучи. При работе в режиме записи специальная программа фиксирует число пикселей, засвеченных за определенный промежуток времени. Авторы утверждают, что таким образом можно измерить интенсивность ионизирующего излучения от 1 микроГрея до 10 Грей.

Источник

Как измерить уровень радиации с помощью смартфона. Три способа

Пожар в Чернобыльской зоне тушили 10 дней. Огонь подходил к хранилищам с высокоактивными ядерными отходами. К счастью, в этот раз всё обошлось. Но следите за новостями.

Стоит ли паниковать и как в любой момент узнать уровень радиации вокруг?

Что такое радиация

Краткий ликбез для тех, кто забыл уроки физики. Очень обобщенно.

Радиоактивность – способность некоторых химических элементов к распаду. Нестабильные ядра распадаются на элементарные частицы и ядерные фрагменты:

■ Альфа-частицы – ядра гелия, положительно заряженные частицы. Каждое ядро – это два протона + два нейтрона.

■ Бета-частицы – электроны (заряд отрицательный) и позитроны (заряд положительный).

■ Гамма-частицы – поток гамма-квантов (фотонов с высокой энергией). Это электромагнитное излучение с очень малой длиной волны и огромной проникающей способностью.

■ Нейтроны – нейтральные частицы, которые обычно появляются рядом с работающим атомным реактором.

■ Протоны, мюоны, кластеры и т.д.

Суть ионизирующего излучения – в способности ионизировать вещества, создавать внутри них новые заряженные частицы. Ионизирующее излучение часто называют радиацией, но это обобщение. Например, видимый свет и ультрафиолет – тоже радиация, но эти лучи не ионизируют.

Излучение существует ровно до того момента, как его поглотит вещество. И если тяжелые альфа-частицы тормозит даже воздух и задерживает бумага, а от бета-излучения защищает специальная одежда или слой пластика, то с гамма-излучением это не работает. Частицы остановит только толстый слой свинца, почвы, бетона и т.д.

Радиоактивные частицы могут попасть в организм разными путями: например, с грязью, питьевой водой, продуктами или воздухом, который мы вдыхаем, проникают через кожу. Ветер способен переносить радиоактивные частицы на сотни километров.

Для понимания: от Чернобыля до границы Украины с Беларусью – 11 км. До границы с РФ – 150 км.

Ионизирующее излучение повреждает живые клетки. Результат облучения – злокачественные опухоли, нарушение обмена веществ, лучевая болезнь, ожоги, катаракта, бесплодие и ещё сотни диагнозов. Особенно опасно гамма-излучение – от него очень сложно защититься.

Что такое нормальный радиационный фон

В разных районах планеты уровень радиации может отличаться. Например, в Кито, Боготе, Лхасе и других высокогорных областях уровень космического излучения в 5 раз выше, чем на уровне моря.

В индийском штате Керала и в бразильском Гуарапари уровень радиации повышен из-за минералов, которые содержат фосфаты с примесью радиоактивных изотопов урана и тория. А в Ромсере (Иран) есть участок выхода грунтовых вод с высоким уровнем радия. Но на здоровье населения это особо не повлияло.

Радиационный фон непрерывно меняется. В РФ принято ориентироваться на стандарт НРБ-99/2009. СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности. Санитарные правила и нормативы».

Для населения нормой считается 1 мЗв/год (10-3 Зв/год) в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв/год.

В зивертах (Зв) измеряют эквивалентную и эффективную дозы излучения. Это количество энергии, которую поглотила биологическая ткань. Эквивалентная доза зависит от реакции ткани на облучение, эффективная – сумма всех эквивалентных доз с учетом коэффициентов для разных тканей.

В рентгенах (Р) измеряют экспозиционную дозу. Это показатель воздействия источника излучения на сухой воздух. Для оценки биологического действия излучения принято считать, что 100 Р = 1 Зв.

На расстоянии от источника радиационный фон сильно падает. Если в метре можно обнаружить 1000 мкР/ч, то в пяти метрах – уже 40 мкР/ч, что практически не опасно.

В идеале радиационный фон измеряют дозиметром или радиометром. Дозиметр определяет дозу, которую человек или объект получил после контакта с радиоактивным предметом или пребывания в зараженной местности. Радиометр измеряет радиационный фон.

Внутри обоих устройств обычно устанавливают один или несколько газорязрядных датчиков (счетчиков Гейгера-Мюллера). Они подсчитывают число попавших на них ионизирующих частиц.

Как измерить уровень излучения с помощью камеры смартфона

CMOS-матрицы в камерах смартфонов чувствительны не только к видимому свету. Они воспринимают и более короткие волны — рентгеновское и гамма-излучение.

За время выдержки для среднего фото (до 100 мс) следов воздействия такого излучения матрица не зафиксирует. К тому же его перекроет излучение в видимом диапазоне.

Но выход есть! Заклейте камеру черной изолентой. Она защитит от видимого излучения, но позволит рентгеновским и гамма-фотонам попадать на матрицу. После этого приложению останется только подсчитать количество фотонов и преобразовать это значение в понятные единицы измерения.

Насколько точно это работает? В 2014 году специалисты Австралийской организации по ядерной науке и технологиям (ANSTO) протестировали приложение Radioactivity Counter на Samsung Galaxy S2 и Apple iPhone 4S. Они определяли поглощенную предметами дозу излучения в мкГр/ч (для гамма-излучения единицы Гр (грей) и Зв эквивалентны).

Точный дозиметр должен показать линейный отклик на разные дозы радиации. Результаты не должны зависеть от ориентации смартфона в пространстве.

В целом смартфоны хорошо справились с задачей. Samsung показал линейный отклик при мощности излучения от 20 микрогрей в час (мкГр/ч, 10-6 Гр/ч), iPhone – от 30 мкГр/ч (в смартфоне Apple использовали фронтальную камеру, на которую мог попадать свет от экрана). От ориентации устройства показатели не зависели.

Мощность измеренной дозы обеспечивает годовую дозу радиации около 0,18-0,26 Зв (для гамма-излучения 1 Зв эквивалентен 1 Гр). Это в 180-260 раз больше безопасной по российским стандартам нормы.

Дозу в 1 мЗв можно получить, если подвергаться излучению с интенсивностью 20 мкГр/ч в течение 50 часов (более 2 суток).

Если смартфон обнаружил такое или более высокие значения, вы достаточно быстро и без последствий сможете убраться подальше от источника излучения.

Приложение Radioactivity Counter платное, но дозиметры, как правило, дороже. Версия для iOS, для Android.

На измерение стоит потратить не менее 10 минут. А лучше – целый час, так результат будет точнее.

Исследований на тему CMOS-матриц и фиксации излучения много: вот еще один пример. А здесь есть сравнение чувствительности CMOS-матриц смартфонов к излучению и тесты в разных приложениях: GammaPix, Radioactivity-Meter, RadSensor и уже упомянутом Radioactivity Counter.

Есть ли смартфоны со встроенными дозиметрами

Японская компания Sharp после аварии на АЭС “Фукусима-1” выпустила смартфон Sharp Pantone 5 с датчиком радиационного фона. В него встроен детектор, уменьшенный до размеров SIM-карты.

Чтобы воспользоваться дозиметром, нужно нажать на большую кнопку в нижней части передней панели. Результаты измерений в мЗв/ч появятся на экране через 10 секунд. Данные измерений можно сохранять с привязкой к GPS, чтобы делиться ими с другими пользователями и учеными.

Какие ещё способы существуют

В российских магазинах и на Aliexpress можно заказать портативные дозиметры и радиометры, которые подключаются к 3,5 мм разъему, Lightning- или microUSB-порту. Внутри них – счетчики Гейгера разной степени точности.

Не перепутайте только дозиметры радиации с датчиками электромагнитного излучения – в поиске Aliexpress приборы показываются вместе.

Есть, к слову, и российские разработки – ДО-РА от ОАО «Интерсофт Евразия», к примеру. Подключается к 3,5 мм разъему, измеряет уровень радиации каждые 4 с в течение минуты. Стоит 5,5 тыс. рублей.

Результаты измерений таких гаджетов выводятся либо на встроенный экран, либо передаются в приложение на смартфоне. Некоторые устройства комбинируют данные с датчиков с GPS-координатами и рисуют карту радиационного загрязнения прямо в приложении.

Точность измерений такими датчиками должна быть выше, чем непосредственно камерой смартфона. Хотя, конечно, всё зависит от конструкции устройства и добросовестности производителя.

Где посмотреть уровни радиации на карте

Для РФ:

■ Карта “Народного монитора” (можно оставить только датчики радиации в меню “Вид” в левом верхнем углу)

■ ФГУП “Радон” – уровни радиации для Москвы и части МО

■ Карта Гейгера – совместный проект производителя датчиков СОЭКС с Информационным центром атомной отрасли “Росатома”

■ Радиационная обстановка на предприятиях “Росатома” (нужен Flash Player)

■ Официальная карта ЕГАС мониторинга радиационной обстановки РФ

Мировые данные:

■ Карта Группы по мониторингу радиоактивности окружающей среды (The Radioactivity Environmental Monitoring) — служба Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии

■ Данные Radiation Network – карты обновляются регулярно, информация поступает от частных лиц по всему миру

■ Радиационная карта США от EPA Radnet Gross Data (сервис Агентства по охране окружающей среды)

■ Сервис Radmon.org, который поддерживают энтузиасты из разных стран

А здесь – список зараженных радиацией объектов на территории бывшего СССР. Не подходите близко!

Источник

Дозиметр из твоего смартфона

Привет, сегодня я расскажу вам, как спастись от высокой радиации, благодаря вашему мобильному телефону. У каждого из нас есть в кармане прибор, способный детектировать радиацию, а именно: камера смартфона, которая чувствительна к гамма-квантам.

Сразу хочу уточнить, такой дозиметр имеет крайне малую чувствительность и подходит только для ситуаций с экстремально высоким фоном, таким как применение ядерного оружия или серьёзные аварии на атомных станциях. И я всячески рекомендую иметь настоящий дозиметр, ведь это ни в коем случае не равнозначная замена. Но ЧП может застать нас в самый неподходящий момент, и придётся использовать то, что есть под рукой.

Сразу огорчу скептиков и фанатов всеобщего вымирания. Во-первых, современные смартфоны имеют экранировку и спокойно выдержат ЭМИ-импульс от ядерного взрыва. Особенно телефоны с металлическим корпусом. Во-вторых, при высоких уровнях радиации дохнет только допотопная электроника. Новые устройства практически не восприимчивы к радиации. К примеру, камера GO Pro выжила в гамма-стерилизаторе, а там и тараканы замертво падают.

В-третьих, мощность ядерного оружия сильно переоценена. Оно прекрасно работает на полигонах и против японских лачуг, но сила ударной волны сильно ослабляется зданиями в мегаполисах. Короче, выживут все, кто не окажется в эпицентре.

А дальше самое важное, почему же данный дозиметр должен быть всегда под рукой.

После взрыва начнётся выпадение радиоактивных аэрозолей и пыли (по-английски fallout). Радиация от этих осадков убьёт всех, кто будет выходить на улицу в течение первых дней или тех, кто не сможет найти правильное укрытие (хорошее укрытие увеличит шансы выжить в 200 раз по сравнению с улицей). Спастись от радиации реально.

Так вот, чтобы найти такое место, пригодится умение пользоваться камерой телефона как индикатором радиоактивности. Благо, радиация будет таять на глазах.

По принципу работы, вы, наверное, уже в курсе. Гамма-лучи заставляют срабатывать пиксели смартфона, и при включённой камере появляется шум в виде снега из белых точек. При высоких полях снега будет много, и придётся искать место, где показания станут меньше – это вас, собственно, и спасёт.

Вообще, этот эффект известен давно в узких кругах, и даже в магазинах приложений начинают появляться программы, которые рассчитают его за вас.

На случай ЧП, инструкция следующая:

– включаете камеру телефона, а объектив закрываете пальцем или тем, что окажется под рукой;

– смотрите на чёрный экран и оцениваете примерное количество вспышек;

– где меньше вспышек – там меньше фон.

Делитесь своим мнением в комментариях, а также этим постом с друзьями!
Спасибо за Ваши лайки. Это лучшая благодарность.

Источник

Как измерить уровень радиации с помощью смартфона. Три способа

Пожар в Чернобыльской зоне тушили 10 дней. Огонь подходил к хранилищам с высокоактивными ядерными отходами. К счастью, в этот раз всё обошлось. Но следите за новостями.

Стоит ли паниковать и как в любой момент узнать уровень радиации вокруг?

Что такое радиация

Краткий ликбез для тех, кто забыл уроки физики. Очень обобщенно.

Радиоактивность – способность некоторых химических элементов к распаду. Нестабильные ядра распадаются на элементарные частицы и ядерные фрагменты:

■ Альфа-частицы – ядра гелия, положительно заряженные частицы. Каждое ядро – это два протона + два нейтрона.

■ Бета-частицы – электроны (заряд отрицательный) и позиторны (заряд положительный).

■ Гамма-частицы – поток гамма-квантов (фотонов с высокой энергией). Это электромагнитное излучение с очень малой длиной волны и огромной проникающей способностью.

■ Нейтроны – нейтральные частицы, которые обычно появляются рядом с работающим атомным реактором.

Суть ионизирующего излучения – в способности ионизировать вещества, создавать внутри них новые заряженные частицы. Ионизирующее излучение часто называют радиацией, но это обобщение. Например, видимый свет и ультрафиолет – тоже радиация, но эти лучи не ионизируют.

Излучение существует ровно до того момента, как его поглотит вещество. И если тяжелые альфа-частицы тормозит даже воздух и задерживает бумага, а от бета-излучения защищает специальная одежда или слой пластика, то с гамма-излучением это не работает. Частицы остановит только толстый слой свинца, почвы, бетона и т.д.

Радиоактивные частицы могут попасть в организм разными путями: например, с грязью, питьевой водой, продуктами или воздухом, который мы вдыхаем, проникают через кожу. Ветер способен переносить радиоактивные частицы на сотни километров.

Для понимания: от Чернобыля до границы Украины с Беларусью – 11 км. До границы с РФ – 150 км.

Ионизирующее излучение повреждает живые клетки. Результат облучения – злокачественные опухоли, нарушение обмена веществ, лучевая болезнь, ожоги, катаракта, бесплодие и ещё сотни диагнозов. Особенно опасно гамма-излучение – от него очень сложно защититься.

Что такое нормальный радиационный фон

В разных районах планеты уровень радиации может отличаться. Например, в Кито, Боготе, Лхасе и других высокогорных областях уровень космического излучения в 5 раз выше, чем на уровне моря.

В индийском штате Керала и в бразильском Гуарапари уровень радиации повышен из-за минералов, которые содержат фосфаты с примесью радиоактивных изотопов урана и тория. А в Ромсере (Иран) есть участок выхода грунтовых вод с высоким уровнем радия. Но на здоровье населения это особо не повлияло.

Радиационный фон непрерывно меняется. В РФ принято ориентироваться на стандарт НРБ-99/2009. СанПиН 2.6.1.2523-09 «Нормы радиационной безопасности. Санитарные правила и нормативы».

Для населения нормой считается 1 мЗв/год (10-3 Зв/год) в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв/год.

В зивертах (Зв) них измеряют эквивалентную и эффективную дозы излучения. Это количество энергии, которую поглотила биологическая ткань. Эквивалентная доза зависит от реакции ткани на облучение, эффективная – сумма всех эквивалентных доз с учетом коэффициентов для разных тканей.

В рентгенах (Р) измеряют экспозиционную дозу. Это показатель воздействия источника излучения на сухой воздух. Для оценки биологического действия излучения принято считать, что 100 Р = 1 Зв.

На расстоянии от источника радиационный фон сильно падает. Если в метре можно обнаружить 1000 мкР/ч, то в пяти метрах – уже 40 мкР/ч, что практически не опасно.

В идеале радиационный фон измеряют дозиметром или радиометром. Дозиметр определяет дозу, которую человек или объект получил после контакта с радиоактивным предметом или пребывания в зараженной местности. Радиометр измеряет радиационный фон.

Внутри обоих устройств обычно устанавливают один или несколько газорязрядных датчиков (счетчиков Гейгера-Мюллера). Они подсчитывают число попавших на них ионизирующих частиц.

Как измерить уровень излучения с помощью камеры смартфона

CMOS-матрицы в камерах смартфонов чувствительны не только к видимому свету. Они воспринимают и более короткие волны — рентгеновское и гамма-излучение.

За время выдержки для среднего фото (до 100 мс) следов воздействия такого излучения матрица не зафиксирует. К тому же его перекроет излучение в видимом диапазоне.

Но выход есть! Заклейте камеру черной изолентой. Она защитит от видимого излучения, но позволит рентгеновским и гамма-фотонам попадать на матрицу. После этого приложению останется только подсчитать количество фотонов и преобразовать это значение в понятные единицы измерения.

Насколько точно это работает? В 2014 году специалисты Австралийской организации по ядерной науке и технологиям (ANSTO) протестировали приложение Radioactivity Counter на Samsung Galaxy S2 и Apple iPhone 4S. Они определяли поглощенную предметами дозу излучения в мкГр/ч (для гамма-излучения единицы Гр (грей) и Зв эквивалентны).

Точный дозиметр должен показать линейный отклик на разные дозы радиации. Результаты не должны зависеть от ориентации смартфона в пространстве.

В целом смартфоны хорошо справились с задачей. Samsung показал линейный отклик при мощности излучения от 20 микрогрей в час (мкГр/ч, 10-6 Гр/ч), iPhone – от 30 мкГр/ч (в смартфоне Apple использовали фронтальную камеру, на которую мог попадать свет от экрана). От ориентации устройства показатели не зависели.

Мощность измеренной дозы обеспечивает годовую дозу радиации около 0,18-0,26 Зв (для гамма-излучения 1 Зв эквивалентен 1 Гр). Это в 180-260 раз больше безопасной по российским стандартам нормы.

Дозу в 1 мЗв можно получить, если подвергаться излучению с интенсивностью 20 мкГр/ч в течение 50 часов (более 2 суток).

Если смартфон обнаружил такое или более высокие значения, вы достаточно быстро и без последствий сможете убраться подальше от источника излучения.

Приложение Radioactivity Counter платное, но дозиметры, как правило, дороже. Версия для iOS, для Android.

На измерение стоит потратить не менее 10 минут. А лучше – целый час, так результат будет точнее.

Исследований на тему CMOS-матриц и фиксации излучения много: вот еще один пример. А здесь есть сравнение чувствительности CMOS-матриц смартфонов к излучению и тесты в разных приложениях: GammaPix, Radioactivity-Meter, RadSensor и уже упомянутом Radioactivity Counter.

Есть ли смартфоны со встроенными дозиметрами

Японская компания Sharp после аварии на АЭС “Фукусима-1” выпустила смартфон Sharp Pantone 5 с датчиком радиационного фона. В него встроен детектор, уменьшенный до размеров SIM-карты.

Чтобы воспользоваться дозиметром, нужно нажать на большую кнопку в нижней части передней панели. Результаты измерений в мЗв/ч появятся на экране через 10 секунд. Данные измерений можно сохранять с привязкой к GPS, чтобы делиться ими с другими пользователями и учеными.

Какие ещё способы существуют

В российских магазинах и на Aliexpress можно заказать портативные дозиметры и радиометры, которые подключаются к 3,5 мм разъему, Lightning- или microUSB-порту. Внутри них – счетчики Гейгера разной степени точности.

Не перепутайте только дозиметры радиации с датчиками электромагнитного излучения – в поиске Aliexpress приборы показываются вместе.

Есть, к слову, и российские разработки – ДО-РА от ОАО «Интерсофт Евразия», к примеру. Подключается к 3,5 мм разъему, измеряет уровень радиации каждые 4 с в течение минуты. Стоит 5,5 тыс. рублей.

Результаты измерений таких гаджетов выводятся либо на встроенный экран, либо передаются в приложение на смартфоне. Некоторые устройства комбинируют данные с датчиков с GPS-координатами и рисуют карту радиационного загрязнения прямо в приложении.

Точность измерений такими датчиками должна быть выше, чем непосредственно камерой смартфона. Хотя, конечно, всё зависит от конструкции устройства и добросовестности производителя.

Где посмотреть уровни радиации на карте

Для РФ:

■ Карта “Народного монитора” (можно оставить только датчики радиации в меню “Вид” в левом верхнем углу)

■ ФГУП “Радон” – уровни радиации для Москвы и части МО

■ Карта Гейгера – совместный проект производителя датчиков СОЭКС с Информационным центром атомной отрасли “Росатома”

■ Радиационная обстановка на предприятиях “Росатома” (нужен Flash Player)

■ Официальная карта ЕГАС мониторинга радиационной обстановки РФ

Мировые данные:

■ Карта Группы по мониторингу радиоактивности окружающей среды (The Radioactivity Environmental Monitoring) — служба Объединенного исследовательского центра Европейской комиссии

■ Данные Radiation Network – карты обновляются регулярно, информация поступает от частных лиц по всему миру

■ Радиационная карта США от EPA Radnet Gross Data (сервис Агентства по охране окружающей среды)

■ Сервис Radmon.org, который поддерживают энтузиасты из разных стран

А здесь – список зараженных радиацией объектов на территории бывшего СССР. Не подходите близко!

Источник

Поделиться с друзьями
Моя стройка
Adblock
detector