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 Détecteur Geiger-Müller

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Flatox
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MessageSujet: Détecteur Geiger-Müller   Lun 12 Jan - 20:19

Bonjour à tous !

Je vous présente le Détecteur Geiger que j'ai fabriqué l'année dernière. On ne peut pas appeler ça un "compteur" puisqu'il ne compte pas vraiment.

Le détecteur utilise un tube SBM20 d'origine ukrainienne (tube de l'ère soviétique). Ce tube permet de capter les radiations ionisantes de type Beta "dur", Gamma et Xray. Le circuit est alimenté par une batterie lithium 3.7V de type 18650.

Le circuit comporte un élévateur de tension, construit autour d'un petit transformateur d'appareil photo jetable, et d'un transistor npn. Cela permet de passer de 3.7 à 390V, la tension de service du tube geiger que j'ai utilisé. On a ensuite un circuit qui permet de détecter et d'amplifier la chute de tension aux bornes du tube lorsqu'une particule ionisée le traverse. On a ensuite une impulsion normalisée en amplitude et durée. Ces impulsions sont "comptabilisées" et "moyennées" par une cellule RC. Un aop vient ensuite amplifier cette tension pour permettre l'affichage sur le compteur analogique.

Ainsi, après étalonnage, la position de l'aiguille rend directement compte du nombre d'impulsion/unité de temps, mais sans échelle. C'est du qualitatif, et non du quantitatif.

Un haut-parleur se trouve au fond du boîtier, il émet un "tic" caractéristique à chaque fois que le tube détecte quelque chose.

Malheureusement, je n'ai pas de source radioactive, et je ne peux donc pas tester dans des conditions optimales le compteur. Cependant, il fonctionne, et permet de mesurer la radioactivité naturelle (environ 20 tic par minute). je n'ai pas fait de vidéo pour cette raison : la mesure du fond radioactif, ce n'est pas très impressionnant What a Face







Le circuit n'est pas de moi, j'ai pioché dans différentes sources sur internet, selon la partie du schéma (alim HT, détecteur de pic, affichage). j'ai juste mélangé et adapté tout ça Smile

A+
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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Lun 12 Jan - 20:54

Petite réalisation bien sympa Wink

2 questions : pourquoi avoir utilisé un socket pour certaines résistances et à quoi sert le BP en bas à droite ?

Même sans compteur pour savoir si on est à un niveau dangereux juste avec les tics il y a toujours la bonne vielle méthode du "si tu n'arrives pas à compter les tics c'est que t'es dans une zone dangereuse" mais je ne sais pas à quel point cette méthode est fiable donc à prendre avec des pincettes quand même Smile

Ah sinon si t'as des bananes sous la main tu devrais constater une augmentation assez nette en approchant le compteur de celles-ci Wink

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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Lun 12 Jan - 22:15

Merci Smile

Certaines résistances sont sur un socket car cela permet de changer le calibre de mesure, en déplaçant le support DIP d'un côté ou de l'autre. Pour chaque calibre, deux résistances doivent être modifiées, donc sur mon support, j'ai 3 paires de résistances, ce qui fait trois calibre différents (d'un facteur 10 entre chaque calibre).

Le BP en bas à droite sert à remettre l'affichage à zéro.

Pour ce qui est des bananes, qui contiennent du potassium radioactif, je n'ai pas constaté de différences avec la radioactivité naturel. C'est surement du au fait que les doses sont minimales, et que ce sont des émissions Beta "faibles". Peut être que ces radiations n'ont pas l'énergie suffisante pour traverser la paroi du tube.

Par contre, bizarrement, je constate que le carrelage chez moi émet légèrement. En posant le détecteur au sol, je relève approximativement 1.2 à 1.5 fois plus de radiation que posé sur une table.
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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Lun 12 Jan - 23:29

Ah oui, c'est vrai qu'il se peut que le tube ne détecte pas ce type de radiation. Bon ben alors t'as plus qu'à faire comme Doc et voler du plutonium à des terroristes Lybiens

Intéressant l'histoire du carrelage, accumulation de radon sous le sol peut-être ?

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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Lun 12 Jan - 23:37

Pour l'histoire du carrelage, je ne l'explique pas.

J'ai hésité à acheter une source radioactive "safe" pour tester le compteur mais ne l'ai jamais fait (bille en verre d'uranium affraid )

Je ne peux pas non plus me procurer du plutonium, et cela n'arrangerai pas mon cas non plus, puisqu'il émet des particules alpha, indétectable par mon tube.
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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Lun 12 Jan - 23:52

Il existe aussi des sources de labo (qui sont d'ailleurs calibrées en général), après j'ai pas été voir leur prix mais j'imagine que c'est raisonnable.

Sauf si t'en achète plus que la masse critique, là plus de souci pour détecter les radiations...

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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Mar 13 Jan - 0:05

Ca me plait bien tout ça Wink !! Le boitier est jolie, ça fait un bel objet finit!!
Donc quand une particule passe la tension entre les bornes du tube chute? Elle descend légérement? Si oui de combien de volt? Je pensais que c'etait l'inverse moi, que la tension augmentait quand quelque chose était détecté.
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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Mar 13 Jan - 0:31

La particule ionise le gaz du tube et un gaz ionisé est conducteur, comme on rajoute une grande résistance en série avec le tube le courant est très faible donc l'ionisation n'est pas maintenue (un tube néon c'est la même chose sauf que le gaz reste ionisé et produit de la lumière), le courant est détectable par une tension créée aux bornes de cette résistance (et une chute de tension aux bornes du tube) Wink

Tu peux imaginer le truc modélisé par un diviseur de tension avec une résistance infinie (le tube) et une résistance élevée. Soudainement la résistance infinie devient très faible puis revient à sa valeur infinie, pendant ce court instant le ratio du diviseur de tension change drastiquement et donc la tension au point intermédiaire également Smile

Le mélange de gaz du tube est très important car il doit être à la limite de l'ionisation naturellement (pour pouvoir passer à l'état ionisé avec une particule unique) mais doit retourner à l'état non-ionisé une fois que la particule a disparue. J'ai cherché de la doc à ce sujet (dans le but de faire mon propre tube GM) mais je n'ai rien trouvé de très intéressant. Le mélange est relativement secret il faut croire.

Mais il existe des détecteurs se basant sur le principe inverse appelés "ionization chamber", souvent visibles sur youtube. En général c'est un morceau de fil rigide au milieu d'une boite de conserve ouverte mais blindée par du papier d'alu ou du treillis métallique à un bout, et un ampli de gain très élevé (un darlington, voir plusieurs en cascade) relié à ce fil central est capable de détecter des charges minuscules (c'est pour ça que si l'ampli ou la boite ne sont pas parfaitement blindés contre les champs EM ils détectent tout et n'importe quoi). Je n'en ai jamais fait moi-même et même si ça ressemble à une énième invention bidon (comme celles du genre mouvement perpétuel) le principe parait cohérent et les vidéos n'ont pas l'air bidon. Bref, tout ça pour dire qu'il existe effectivement un détecteur qui marche comme tu le disais juste au-dessus Wink

Edit: exemple https://www.youtube.com/watch?v=ti2LG-3ylgE ou encore https://www.youtube.com/watch?v=7369Tnb10rs

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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Mar 13 Jan - 17:20

Merci des infos au fait, je cogite Wink .

Je vois de quoi tu parles en dernier j'avais dejas fait le montage (sur brigole) on regardait sur un volt mètre je crois, ça détectais les champs électriques ouép. Ca permet de détecter des particules alpha par contre je crois comme celle des détecteurs de fumée.
Une video plutot démonstrative ici:
https://www.youtube.com/watch?v=jW_anhixvQs

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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Mar 13 Jan - 17:26

Oui, selon le type de fenêtre que tu mets tu peux filtrer les particules les moins énergiques (alpha, beta, ...) ou alors tout capturer. Tu peux même faire un détecteur avec plusieurs fenêtres superposables pour pouvoir filtrer pile comme tu veux selon l'usage Wink

Un des inconvénients c'est que tu n'as pas de tic et que le temps de réponse de ce type de détecteur est extrêmement long (plusieurs dizaines de secondes, voir minutes...), ce n'est généralement pas un problème vu qu'en général on cherche à avoir une moyenne mais il faut garder ça en tête pour les cas où ça devient un pb Smile

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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Mar 13 Jan - 23:32

le tic tic caractéristique a beaucoup plus de charme Twisted Evil Twisted Evil
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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Mar 13 Jan - 23:38

Oui mais d'un autre côté y'a pas besoin de tube GM, l'électronique est plus simple, et t'as choix de la fenêtre Smile

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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Mer 14 Jan - 13:14

J'aime le tic tic What a Face
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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Mer 14 Jan - 16:54

Pour ne pas poster pour rien, j'ai retrouvé le schéma du compteur :


Q1 n'est pas écrit sur le schéma, il s'agit d'un BD139.

Même si l'utilité d'un tel objet dans la vie courante est assez limité, cela reste un projet d'électronique sympa.

A noter également, que j'ai travaillé pour réduire la consommation électrique au max (appareil sur batterie), et le schéma est assez efficace :

Le compteur consomme entre 1 et 0.5mA selon l'état de charge de la batterie Cool Cool
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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Sam 17 Jan - 14:00

Ha cool le schéma, je regarderais en détaill.

Sinon les switch que tu as utilisé m'on l'air cool, ils se vissent sur boitier comme des fiches bananes? Je pense prendre des comme ça pour ma prochaine commande j'ai vraiment besoin de switch faciles à installer sur boitier, les potards pareil m'en faut qui se vissent sur boitier, mais ça reste cher comparé à ceux pour circuit imprimés.
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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Sam 17 Jan - 19:49

Yep, ces inters sont très facile à installer Wink

Pour les potars ceux pour PCB ne sont pas des potars mais des ajustables, c'est normal qu'ils soient moins chers. Après si tu veux des potars pas chers tu dois pouvoir en trouver pour moins d'un euro pièce, mais ce sera probablement la plus basse qualité que tu peux avoir, ça peut suffire, tout dépend de l'application...

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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Dim 18 Jan - 22:10

Ok merci des infos bidule Wink . Des résistances ajustables, Ce qu'on appelle trim pot ?
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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Dim 18 Jan - 23:11

Oui Wink

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MessageSujet: Re: Détecteur Geiger-Müller   Aujourd'hui à 3:13

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