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ガイガーミューラー菅の自作

プロトタイプで作った、雲母窓タイプをエポキシで固めて、作ってみました。窓なしタイプと同じくガス抜けしても再利用できません・・・。

バックグラウンド時
キャプテンスタッグ M-7910を計測した時



高圧部ですが、前に絶縁破壊を起こしたST-14を買いに行く途中の雑貨屋で電撃ラケットがあり、400円でしたので(ST-14より安い 巻き線比が大きい)ので買いました。
1000V〜1300Vとあったですが、ひどい粗悪品で、トランスのコアがずれていて300Vくらしかでません! しかも900mAも流れる
コーナンにもあると、ヨメハンが教えてくれたので、写真のものを380円でゲット こちらは、3倍電圧の整流回路が組めれていて、電流も200mAくらい流れます
電撃高圧回路

高圧部 スイッチ シャント抵抗再利用
ベースの帰還抵抗を15kΩに変更して2Vを印加した場合の出力波形
です 約 25KHZ 500V P-P
エミッタ同調型発信回路になります

正弦波に近い波形を示します。以前テストした時は、スピーカのマッチング
トランスで、コレクタ同調型で発信させましたが、電圧を上げるとブロッキング
発信に移行し、急激に電流が変化する為、短いパルス上の波形となり
発信から漏れ出す信号で手を焼きました エミッタフォロアを思いついていればよかったのに・・・・。
やはり、正弦波で高圧を発生させたほうがノイズが少なくていいです
但し、発信回路に直接負荷を接続している為、負荷によっては別に同調
が生じる可能性もあります
管は、左記のジョンソンの消臭スプレーの空き管を利用

ガスが結構残っていますので、十分排気してから加工します

窓用の雲母も購入しました。TO3用ヒートシンク用絶縁マイカ 5円です
但し、穴が開いています
ダイソーで
2個で100円 の小型ケースを購入
前回よりも少し大きめです
通販で買った、実験用窒素缶 638円

乾燥空気でもOKですが、この場合はブタンを
大目に入れます(30%程度)

管を切断して底面に穴を開けて、消しゴムの
フタを作成

マイカをカットして窓を作成します
カットは、大まかに鋏で切断した後
つめ切りでカット

マイカははがれやすいので注意
アノードを0.8mmスズメッキ線で作成
先端部を丸めます。先端電離ですので、注意深く加工します

マイカ窓をエポキシで接着します

マイカの穴をアルミフィルムでフタをして、エポキシで接着

さらに再度回りを接着材で再度盛りました

窒素を充填してから、ブタンガスを20%ほど充填して
消しゴムのふたを装てんします

電離テストしてokであれば、接着材で閉鎖します

うまく電離しないと時は、ガス濃度や、アノード先端を調整します

電離がうまく行けば

エポキシ接着剤で、閉鎖します

このとき大量に接着剤を充填した為えらく発熱して管内が膨張
して中の気体が出てきてしまいました
結果、減圧状態になっています

2回くらに分けて重点したほうがいいかと思います
ちょっとピンボケになってしまいましたが、小さいビニール袋にエポキシ接着剤を混ぜて、先端を切断して搾り出して管に充填します
完成したところ



 動画です クリックしてください





さて作った回路を以下に記載します

窒素で電離している為電離電圧が高く5000Vは必要です。このため、単四3本構成としています
電圧調整も、電源が4.5Vあるので、LM317LZのレギュレータを使用しました
オマケでメータを付けています。60Secで積分できればいいのですが、適当です



さて、その後ですが、上記カウンターの耐久テストと、シーベルト変換プログラムの動作確認をする為、長時間稼動テストを行いました。ところがえらいことに、気がついたしだいです。

長時間稼動させる為、ACアダプタを接続しました
携帯ツーカホンの廃品です 5.8V出力
電圧が合わないので、ダイオードのドロッパで
電圧を下げています
窓ぎわに置いて計測しました
動画です クリックしてください 夜にセットして、朝になって、すだれを上げたところ、
どえらい放射線を検知。バリバリどころか
ザーとゆうノイズのような検知ぷり
太陽光をあびるととんでも電離します
今までたいがい夜だったので、気がつきませんでした
一旦計測をやめて調査することに

2chで教えてもらったところ、紫外線で反応するらしい
です。
通常の雲母管は、窓にカーボンで黒くぬってあるとの
ことです


結局計測できたのは、12時間程度です


とゆうわけで、窓の部分を黒く塗りました
テストしたインクは、プリンターの顔料
インク 水分とんでも、油分で乾きませんでした

パイロットの製図用インク
40年以上経過していてドロットとして
均一に塗れないので、NGでした

ホルベインの黒インクを塗りました
水性なので、ぬらすとNGですが
遮光性は、抜群でした

■ 管の劣化度
管の劣化度ですが、先週セットアップした電圧調整だと、電離が、たまに崩れることがあり、計測開始前に少し
電圧を下げました
クエンチ効果が少なくなったと推定されます。管にガスを充填するときに空気も混入してしまったのが原因かも
しれません
その後、連続稼動した後も特に変化なく電離電圧は安定していますので、このまま安定するんじゃないかと思って
います
その後も、バックグラウンドの計測を連続稼動させましたが、今のところ安定稼動しております
ブタンの寿命は、GM管のwikipediaでは、10の8乗回なので、1年以上は、連続してバックグラウンドを計測できる
ようです。(ホンマかいな)ちなみに、製品のGM管は、ハロゲンで、10の10乗回らしいです

※2020年11月1日 追記
2019年に、病院で、アイソトープ検査を行い自宅かえって 自分の体から放射する放射能を試しに測ってみたところ、
やばいぐらいにバリバリ鳴りました。したがってほぼ管の劣化は無いです(8年経過)

動画です 画像をクリックしてください


■ 先端部の形状について
先端電離型は、電界が集中する先端部で電離させているのですが、先端部の形状はもう少し検討必要なようです
線で電離させているものは、電界が均一化しているので、パルスの大きさが大体均等です 線が太くなるほど電離
パルスが大きくなるようです(電圧はあまり関係しないようです)
先端部を丸めていますが、パルスの大きさがあまり均等ではありません


■ α線の検出について
α線の線源をもっていないので、なんともですが、検出できるかは微妙と思います。雲母の厚みは、7枚ぐらいで
0.5mmでした。70μm また、管内にも1気圧の気体が充満していて、先端部までは、7mmぐらいの距離があります
透過できるかどうか???です


■ 温度、湿度について
5000Vを印加し、回路自体のインピーダンスが非常に高いので、部品の並びや、配線ルートに注意しないと、湿度の
影響を受ける可能性があります。(プロトタイプで作ったものは、湿度が高く5000V以上になると、不安定になりました)
今回の並びは、問題なく安定しています
また、管内も湿度が入ると、線源がなくても勝手に電離するようになります。相対湿度ではなく、絶対湿度の量のようです
(同じ空気管でも、電極が紙のものは、問題ないとの報告もありますが・・・。)
温度については、2次側の電圧を安定化させていないので、影響を受ける可能性があります。
温度が高いと、trの増幅率が上がって電圧が上がり、計数感度が上がる 今のところ、10度くらいの変化では計数には
影響ないようです。30年以上前のトランジスタと比べると、最近のはスバラシイです。
2次側の電圧を帰還させて安定化ですが、これがなかなか難しいのです。電圧検出の為のハイメグ抵抗が非常に高価なの
と、5000V発生させている為、オペアンプをハイインピで動作させると、誘導なので、うまく動作しないことがあります