Ide o jednoduchý detektor alfa častíc rádioaktívneho žiarenia vhodný pre demonštračné účely alebo ako zaujímavosť. Detektor využíva zdroj vysokého napätia v jednotkách kV.

      Ide o jednoduchý (iskrový) detektor alfa častíc rádioaktívneho žiarenia vhodný pre demonštračné účely, alebo ako zaujímavosť. Detektor využíva vysokonapäťový zdroj, ktorého kladné napätie niekoľko kV privedieme na horné drôty vedené ponad uzemnenú kovovú dosku. Tento typ detektora je citlivý iba na alfa častice, jedine tie dokážu dostatočné zionizovať plyn za atmosférického tlaku, aby nastal preskok výboja z kladnej mriežky do uzemnenej kovovej dosky. Pre beta a gama žiarenie tento detektor fungovať nebude. Pre lepšiu predstavu v difúznej hmlovej komore pekne vidieť hrúbku hmlových stôp po ionizácií plynu od alfa častice a elektrónu. Medzera medzi drôtmi a doskou sa nastaví na kritickú vzdialenosť pri použitom napätí (teda limitnú vzdialenosť, kedy ešte samovoľne nepreskočí výboj).

      Moja konštrukcia využíva dosku VN zdroja na +7,5kV z nejakého neznámeho Japonského VN zdroja pre neznáme zariadenie. VN zdroj nie je nijako kritický, čokoľvek s malým výkonom na jednotky kV či už priamo z VN transformátora meniča alebo s použitím násobiča. Výboje z drôtov musia byť kapacitné, nesmie sa zapáliť oblúk. Zároveň je samotné vysoké napätie na vrchnej mriežke, čiže VN zdroj nesmie byť nebezpečný pri náhodnom preskoku výboja do prstov alebo pinzety. Vzdialenosť medzi drôtmi a duralovou základňou je 6,3mm.

      Edit: Neskôr som zistil, že detektor bude fungovať aj s prehodenými polaritami elektród. Teda uzemnená mriežka a kladné VN na spodnej základni. Avšak tým sa zmenia vlastnosti detektora, zníži sa doskoková a kritická vzdialenosť. Bude potrebné znížiť medzeru medzi elektródami. Netestoval som to takto, používam bezpečný VN zdroj, ktorý nie je nebezpečný ak mi skočí iskra do prsta, takže som to neriešil. Jednoduchšie nastáva preskok výboja z tenkého kladného drôtu do rovnej plochy, ako z negatívneho drôtu do rovnej plochy.

      Najhoršia časť však nie je VN zdroj, ale mechanická konštrukcia detektora s elektródami. Musí byť celá konštrukcia vhodne geometricky riešená a musia sa použiť vhodné drôty. Čím tenšie drôty, tým lepšie. Zároveň to nefunguje s akýmkoľvek kovom. Medené tenké drôty mi robili problémy a nechcelo mi to s nimi fungovať vôbec, niekomu nefungovali ani oceľové tenké drôty, mne sa osvedčili nerezové drôty z krájača na vajcia. Nerezová oceľ sa ukázala, ako vhodný materiál a zároveň už je hotová cela sieťka pekne v rovine bez práce. Podľa toho, čo som našiel na webe, ideálne sú nato pre dosiahnutie najlepšieho efektu a funkčnosti tenké volfrámové drôty. Viac zo samotnej konštrukcie povedia už fotky dole a priložené video.

      Pre zdroj alfa častíc bolo použité amerícium (²⁴¹Am) z požiarnych hlásičov a uránové minerály autunit. Vhodné amerícium-241 nájdete napríklad aj tu v ionizačnej komore pre hlásič na Aliexpress s označením NAP-07.

VN iskrový detektor alfa častíc 2

      Rozhodol som sa iskrový detektor upraviť a prerobiť hornú sieťku. Kúpil som na eBay tenký 0,15mm volfrámový drôt. Hľadal som niečo čím tenšie, dostupné a za primeranú cenu. Mimo eBay ani neviem, kde by som ho mal hľadať u nás. Najjednoduchšia cesta ak má človek čas na dopravu.

      Mechanickú konštrukciu a proces výroby vidieť na fotkách dole, tak len stručne. Úplný základ je pevnosť. Pri naťahovaní volfrámového drôtu sa základňa pre uchytenie nesmie prehýbať a musí ostávať pevne na svojom mieste. Drôty musia ostať v jednej rovine bez previsu. Použil som čo najhrubšiu DPS, dvojité lišty pinov a spodok DPS aj s drôtmi zalial cínom pre vyššiu pevnosť. Vzhľadom na vlastnosti volfrámového drôtu previsy a držanie pozície na pinových konektoroch lišty nebol problém. Problém sa ukázalo byť mechanické uchytenie oboch koncov. Na jeden koniec som použil pružinku z pera, aby trvale naťahovala jednu stranu. Na druhom konci sa mi pružinu nepodarilo použiť a pretrhol sa mi drôt, tak som ho len pri natiahnutí omotal okolo pinov, zohol ich a zalial cínom. Drôt je krehký na prelomenie, nato pozor, nie je to meď a pri tej cene za dĺžku v metroch človek veľmi nechce prelamovať volfrámový drôt.

      Vzdialenosť medzi drôtmi a duralovou základňou sa zvýšila z predošlých 6,3mm na 6,6mm. Za VN zdroj na mriežku som zaradil rezistory 2x 1k/3W paralelne pre mierne tlmenie výbojov. Vysoká hodnota odporu robila naopak viac problémy, ale bez rezistora ide zbytočne vysoký prúdový impulz. S hodnotou odporu treba trochu experimentovať aj v závislosti použitia VN zdroja.

      Vzdialenosti drôtov na nerezovej sieťke pre vajcia je 5,1mm. Sieťku s volfrámového drôtu som robil na vzdialenosti 2,54mm podľa pinovej lišty. Teraz mám aj dvojnásobnú hustotu sieťky.

      Výsledok detektora je skvelý. Použitie volfrámových drôtov mierne, ale citeľne zvýšili účinnosť iskrového detektora. Perfektne reaguje na amerícium (²⁴¹Am) z požiarnych hlásičov. Reaguje aj na uránové minerály, no testoval som iba menší kúsok kamienka s celým povrchom Autunitu. Reagoval mi dokonca aj na volfrámovo tóriovú katódu z magnetrónu mikrovlnnej rúry. Katóda magnetrónu obsahuje do 2% prímesi tória. Viac povie a ukáže už len video dole z funkčnosti detektora. No vzhľadom na vyššiu zložitosť konštrukcie je nerezový krájač na vajcia stále dobrá a jednoduchá alternatíva.

      Zdroje alfa žiarenia použité vo videu. Zľava uránový minerál autunit, amerícium-241 z požiarneho hlásiča TESLA MHG 103 a z Aliexpress NAP-07, interný systém s volfrám tóriovou katódou z magnetrónu mikrovlnnej rúry s obsahom tória do 2%. Prehľad o rôznych rádioaktívnych predmetoch bežne okolo nás nájdete aj tu v článku.