實時監(jiān)測核輻射有“高招”—用行空板DIY桌面蓋革計數(shù)器

輻射監(jiān)測對我們的健康與安全至關(guān)重要，而自制蓋革計數(shù)器成為一種實時監(jiān)測輻射的有效工具。本文介紹如何使用開源平臺—行空板來DIY桌面蓋革計數(shù)器，從而便捷地實時監(jiān)測環(huán)境中的輻射水平。

核輻射通常指來自放射性物質(zhì)的粒子或電磁波的釋放。它分為三種類型：阿爾法輻射、貝塔輻射和伽馬射線。這些輻射與我們?nèi)粘Ｉ钕⑾⑾嚓P(guān)，比如在醫(yī)學(xué)診斷、能源生產(chǎn)和食品輻照中的應(yīng)用。然而，它們也帶來了一定的危險。了解這些輻射的特點和安全閾值，能幫助我們更好地應(yīng)對潛在的風(fēng)險。

蓋革計數(shù)器是一種專門探測電離輻射強度的記數(shù)儀器，可以幫助我們了解周圍環(huán)境中的輻射水平，并增加自定義功能。蓋革計數(shù)器通常由一個充氣密封管和一個信息顯示屏構(gòu)成，能夠測量單位時間內(nèi)的射線數(shù)。行空板采用4核單板微型計算機(jī)架構(gòu)，集成LCD彩屏、Wi-Fi藍(lán)牙、多種常用傳感器和豐富的拓展接口，自帶Linux操作系統(tǒng)和Python編程環(huán)境及內(nèi)置常用Python庫，運行完整Python。

項目中使用的行空板不僅具備了可觸摸的屏幕，還可以與其他硬件傳感器連接。直接使用python編程也極大的增加了創(chuàng)造的靈活度。

一、蓋革計數(shù)器模塊連接至行空板pin23

二、DHT20溫濕度傳感器連接至行空板IIC接口

蓋革計數(shù)器是一種氣體放電探測器,內(nèi)部充有易電離氣體,當(dāng)輻射進(jìn)入管中,會引起氣體電離,從而產(chǎn)生脈沖電流。這些脈沖信號被放大后就成為計數(shù)脈沖。我們只需要統(tǒng)計單位時間內(nèi)的脈沖個數(shù),就可以直接計算出環(huán)境輻射量。相比其他探測器,蓋革計數(shù)管最大的優(yōu)點是它輸出數(shù)字電信號,不需要復(fù)雜的模擬電路就可以實現(xiàn)輻射的精確計數(shù)。所以統(tǒng)計好每分鐘有多少個輻射粒子經(jīng)過了氣體管，就可以得出當(dāng)前環(huán)境的受輻射程度了。

如何計算輻射量？

這里有三個關(guān)鍵的單位CPM、毫希弗（mSv/h），微希弗（uSv/h）。

CPM (Counts Per.Minute是種測量輻射水平的單位，為次/分鐘。它表示在一分內(nèi)輻射值所接收到的輻射粒子擊中的次數(shù)。而輻射水平可以用每小時受到輻射量水平的水平衡量：（Sv/h）、毫希弗（mSv/h）、微希弗（uSv/h）表示。（換算公式為151CPM = 1uSv/h；1Sv/h = 1000mSv/h = 1000000uSh/h）。

如何評價和計量輻射程度？

《放射衛(wèi)生防護(hù)基本標(biāo)準(zhǔn)》中提到，公眾中個人受到照射的年劑量當(dāng)量限值是：全身均勻照射不超過5mSv；任何單個組織和或器官不超過50mSv；一生中每年的全身劑量當(dāng)量限值應(yīng)不高于1mSv。

室內(nèi)環(huán)境中的核輻射劑量標(biāo)準(zhǔn)值為0.5uSV/h，根據(jù)公眾年輻射劑量限制5mSv/h進(jìn)行計算，按照365*24小時的計算方法，劑量率不超過0.5uSv/h，在這個范圍內(nèi)屬于正常范圍，一般室內(nèi)環(huán)境的正常輻射劑量率在0.20uSv/h以下，大部分在0.13左右，但通常衛(wèi)生間與廚房中存在的輻射劑量率較高。

程序編輯

一、用python編程計算微希弗（uSv/h）

二、加載pinpong庫，用以python控制蓋格計數(shù)器

三、設(shè)置變量和函數(shù)

四、顯示屏顯示

行空板DIY桌面蓋革計數(shù)器與一般商業(yè)檢測設(shè)備相比更加靈活和可定制化，可以添加報警功能、數(shù)據(jù)記錄功能等，讓輻射檢測更智能化。在核污染日漸被熟知的當(dāng)下，制作一臺桌面版蓋格計數(shù)器，讓輻射監(jiān)測觸手可及, 既可提高輻射安全意識，也是一件有意義的創(chuàng)造。

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上海智位機(jī)器人

上海智位機(jī)器人成立于2010年，是全球領(lǐng)先的從事開源硬件、機(jī)器人產(chǎn)品和科創(chuàng)教育的高科技企業(yè)，打造了DFRobot、蘑菇云科創(chuàng)教育等品牌，是國內(nèi)最早的創(chuàng)客理念引入者和倡導(dǎo)者，創(chuàng)客教育的開拓者和引領(lǐng)者。旗下?lián)碛兄袊畲蟮木€上DF創(chuàng)客社區(qū)和國家級創(chuàng)客空間——蘑菇云創(chuàng)客空間，提供豐富的線上和線下學(xué)習(xí)資源，構(gòu)建了一個自由、開放和富于創(chuàng)造力的交流空間。其Gravity產(chǎn)品已被全球超過100萬開發(fā)者選用。合作伙伴包括微軟、英特爾、Autodesk、霍尼韋爾、NASA、MIT等知名廠商和機(jī)構(gòu)。

審核編輯 黃宇