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 Compteur Geiger fabrication perso - avis

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sylvainmahe
Ventriloque
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MessageSujet: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Mar 27 Sep 2016 - 21:03

Bonjour Wink

Passionné du nucléaire en général, je me suis finalement décidé à fabriquer un détecteur de radioactivité:



La fabrication des pièces, la conception/montage de l'électronique, et la programmation est faite maison également.




Vidéo en fonctionnement:


J'ai écrit un article sur mon blog pour présenter le projet et expliquer quelques bribes sur la radioactivité: http://sylvainmahe.xyz/projectGeiger.html

J'ai fait vérifier les infos de cet article par la Criirad, faute de temps ils m'ont fait corriger une grosse erreur, mais je ne saurais dire si il y en a d'autres, je laisse le soin aux professionnels de me corriger et de m'expliquer les erreurs si besoin Wink



- Pour ceux qui ne veulent pas regarder l'article, je recopie ici les caractéristiques de mon compteur geiger -

Les caractéristiques du compteur Geiger:
- Tube de détection LND712 (détection des Alphas, Betas, Gammas, et rayonnement X)
- Élévateur de tension à découpage (5V vers 400V).
- Carte de contrôle avec microcontrôleur ATmega328P.
- Affichage digital avec afficheurs à digits MAX7219.
- Affichage analogique à l'aide d'un Galvanomètre et d'une Del.
- Buzzer de signalement.
- Bouton rotatif de sélection des modes de détection.
- Interrupteurs de visualisation des doses maximales relevées.
- Accumulateur Lithium/Polymère 4S 4000mAh (14.8V).
- Boîtier ouvert en Aluminium, Cuivre, Acier inoxydable, Laiton, et Ertalon.



L'affichage permet de visualiser plusieurs unités:

- Le cumule des Coups.
- Les Coups / seconde instantanés.
- Les Coups / seconde maximums relevés.
- Le débit de dose cumulé (glissant) au cours du temps.
- Le débit de dose instantané.
- Le débit de dose maximal relevé.




La carte élévatrice de tension est réalisée en prenant exemple sur le schéma électrique des magnétos des moteurs Lycoming en aviation légère. Elle permet de transformer la tension d'alimentation de 5V à 400V, elle détecte également la fermeture du tube Geiger (ici connectée sur le tube Geiger SBM20 de conception Russe, à gauche la carte finale, à droite le prototype):




Si vous voulez plus d'infos sur comment fabriquer tout cela, n'hésitez pas Wink

J'aimerais avoir vos avis sur mon projet Wink
Merci d'avance.
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sylvainmahe
Ventriloque
Ventriloque



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Mer 28 Sep 2016 - 10:41

Je pense que j'ai mal formulé ici par contre:
Citation :
Le débit de dose cumulé (glissant) au cours du temps
Le débit .... etc...

C'est pas le débit de dose, mon compteur geiger n'affiche pas de Sievert par unité de temps, je pense qu'un simple GM n'est pas fait pour ça (c'est pour ça que je ne m’autorise pas à faire ce calcul), sauf éventuellement pour des estimations et encore, elles peuvent être trompeuses...

...Donc ce que je voulais dire plutôt c'est:
Citation :
Rapport à la radioactivité naturelle

De sorte que si cela indique une valeur qui tourne autour de 1, on est en train de compter (en présence de) la radioactivité naturelle. Si c'est marqué 100, c'est 100x la radioactivité naturelle, sans prendre en compte les coups que le tube a sans doute passé a la trappe, mais ça c'est pas trop grave, ce n'est pas un instrument de laboratoire, juste de détection sur le terrain.

Voila Wink
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Samael22
Trapéziste
Trapéziste



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Mer 28 Sep 2016 - 12:56

Déjà bravo !
C'est super d'être arrivé à faire ça.

Pour les fautes que je repère :

Tu ne fais pas assez la différence entre "débit de dose" et "dose" 
20mSv sur 12 mois même si ça y ressemble ce n'est pas vraiment un débit de dose. 
C'est une dose de 20 mSv sur 12 mois.
Comme pour la radioactivité naturelle, c'est une dose de 1mSv sur 1an. 

1 Gray n'est pas tout le temps égal à 1 Sievert, ça dépend du rayonnement. (et de l'organe)

J'ai eu vent d'un réacteur nucléaire naturel qui se trouve à Oklo : 
https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9acteur_nucl%C3%A9aire_naturel_d%27Oklo

C'était possible à l'époque car il y avait beaucoup plus d'uranium 235 dans notre sol.
Donc le plutonium est un élément naturel ! 


un noyau plus lourd n'est pas forcement plus instable.
(241Am et 243Am) 

Lors d'un fission induite (par neutron lent dans ton exemple) on ne sait pas quel élément va être créé. Il en existe énormément. On les appelle les produits de fission (PF). Il existe notamment le 137Cs et l'iode-131. 

Lors de la contamination interne en plus de la distance ce qui pose problème et que les alphas vont déposer toute leur énergie dans le corps. Alors que sur la peau ils sont arrêtés. 

Voilà ^^
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sylvainmahe
Ventriloque
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MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Mer 28 Sep 2016 - 13:36

Bonjour Samael22 et merci pour ton message Wink

Également merci pour m'avoir précisé tout cela car je débute en radioactivité, je vais donc modifier mon article d'ici peu.

Par contre, quand la Criirad nous parlent toujours de débit de dose par exemple, quoi en penser? Est ce que réellement je peux écrire juste dose sans ambiguïté? Une dose de fait c'est quelque chose qui débite au cours du temps non?
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Samael22
Trapéziste
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MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Mer 28 Sep 2016 - 13:45

Imagine:
tu ouvres un robinet d'eau, tu places un verre en dessous.
L'eau s'écoule, c'est un débit.
Tu fermes le robinet, l'eau ne s'écoule plus, il n'y a plus de débit. Pourtant ton verre est remplis d'eau.

La dose n'est pas un débit. C'est une quantité d'énergie par unité de masse.
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sylvainmahe
Ventriloque
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MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Mer 28 Sep 2016 - 14:08

Ah ok merci Samael22.

Genre pendant 360 jours on a comptabilisé 1mSv, petit débit, et tout d'un coup les 5 jours restant il y a une catastrophe nucléaire et la on comptabilise 100mSv, gros débit. À la suite de quoi on va parler d'une dose reçue de 101mSv / 365 jours.

Par contre ce que je ne comprend pas encore, c'est pour le mauvais emploi de débit, car dans ma tête, je prend exemple un débitmètre en hydraulique, il va mesurer le débit instantané si on veut, et le débit d'un instant T1 à un autre instant T2, ce qui donne un débit moyen sur une durée au final?
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sylvainmahe
Ventriloque
Ventriloque



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Mer 28 Sep 2016 - 14:16

Tiens je viens de tomber sur wikipédia, est ce que je ne devrais pas parler plutôt de dose équivalente?

wikipedia a écrit:
La dose équivalente se mesure en sieverts (et pour les doses usuelles, avec ses sous-multiples). Le débit de dose équivalente se mesure en sieverts par heure (ou par seconde, en Sv/s1).

Mais il y a encore leur bizarrerie de débit de dose, donc je suis un peu paumé Neutral
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Samael22
Trapéziste
Trapéziste



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Mer 28 Sep 2016 - 14:31

Dans les faits on ne parle pas de débit de dose pour des temps si long.
Même si en effet 1mSv/an est un débit de dose mais ça ne se dit pas.
D'ailleurs cette valeur ne va pas être mesurer par un débitmètre mais par un dosimètre qui restera en place pendant un an (ou plus) puis ensuite on regardera la dose qu'il a enregistré pendant cette année.

Tu vis sur la terre. En un an tu recevras 1mSv. Donc une dose de 1 mSv.

Tu restes devant un colis de déchet radioactif qui a un débit de dose de 1,5 mSv/h. En 1 heure tu auras reçu une dose de 1,5 mSv.

les différentes doses (ambiante, équivalente, efficace) fonctionnent de la même manière par rapport au débit. Elles vont donner des indications différentes. La grandeur physique c'est le gray (joule/kg). Puis suivant le facteur que tu lui appliques ça devient une dose ambiante, équivalente ou efficace.
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sylvainmahe
Ventriloque
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MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Mer 28 Sep 2016 - 15:38

Ok merci pour les explications Samael22, la j'ai bien compris Wink

Du coup j'ai effectué les modifications sur mon article:
http://sylvainmahe.xyz/projectGeiger.html

Par exemple:
Citation :
Lors de la contamination interne en plus de la distance ce qui pose problème et que les alphas vont déposer toute leur énergie dans le corps. Alors que sur la peau ils sont arrêtés.

J'ai essayé de reformuler comme ceci:
Citation :
Émise depuis une source externe au corps humain, la particule Alpha est généralement quasiment inoffensive du fait qu'elle est peu pénétrante (elle s'arrête à la surface de la peau en occasionnant quelques lésions). En revanche, lors d'une contamination, l'émission Alpha déposera toute son énergie dans le corps, ce qui peut provoquer de façon irréversible beaucoup plus de dommages.

Je sais que dans des reformulations ont peut créer des erreurs (c'est l'ours qui à vu le chat, qui à vu la souris, etc...), donc je préfères préciser que j'ai tourné les phrases à ma manière, et que possiblement il faille revérifier !

Voila merci encore pour tes interventions c'est vraiment agréable de poser des questions sur ce forum et que des professionnels répondent sans prendre de haut les personnes amateurs comme moi (pas comme sur certains forums dont je n'ai même plus envie de citer les noms ! ).

Wink
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Samael22
Trapéziste
Trapéziste



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Mer 28 Sep 2016 - 16:10

Alors si on parle de dose équivalente (la plus simple à comprendre)
pour des gammas et bétas : 1 gray = 1 sievert. 
Pour des alphas : 1 gray = 20 sieverts.
Pour les neutrons : c'est compliqué mais 1 gray = entre 5 et 20 sieverts.

Mais il faut bien comprendre que si les alphas sont à l'extérieur du corps leur impact biologique sera nul.

Pour la dose efficace : 
 une dose absorbé de 1 sievert dans le corps induit une dose efficace de 0,12 sievert dans les poumons. Ainsi qu'une dose efficace de 0,08 sievert dans les gonades et ainsi desuite pour tous les organes du corps jusqu'à ce que la somme des doses efficaces égale la dose absorbé. 

la particule alpha elle même ne provoque aucune dommage sur la peau.
Mais souvent la désintégration alpha provoque une émission de gamma. Eux sont nocifs.
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sylvainmahe
Ventriloque
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MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Mer 28 Sep 2016 - 20:39

Ok merci Wink

Du coup pour l'alpha j'ai modifié comme cela:
Citation :
Émise depuis une source externe au corps humain, la particule Alpha est généralement inoffensive du fait qu'elle est peu pénétrante (elle s'arrête à la surface de la peau sans occasionner de lésions). En revanche, lors d'une contamination, l'émission Alpha (la plus ionisante comparé aux autres types de radiations) déposera toute son énergie dans le corps, ce qui pourra provoquer de façon irréversible beaucoup plus de dommages que les Beta, Gamma, ou encore rayonnements X (notamment la mutations des chromosomes).
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Samael22
Trapéziste
Trapéziste



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Jeu 29 Sep 2016 - 8:55

C'est bien mieux ! et puis comment te prendre de haut alors que tu as fabriqué un détecteur toi même !
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sylvainmahe
Ventriloque
Ventriloque



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Jeu 29 Sep 2016 - 15:55

Ok merci Samael22 pour ton retour, grâce à toi j'ai réussi à corriger mon article et à apprendre des choses Wink


En fait c'est même pas par rapport à me prendre de haut pour cette raison, j'aurais pas créé de projet j'aurais je pense pas aimé être pris comme ça également, c'est juste que voila, sur certains forums, il y a des ingénieurs qui n'aiment pas que des amateurs bricoleurs arrivent à créer des choses qui fonctionnent en électronique (ou même dans d'autres domaines...), et ce avec une vision différente des choses.

Et je ne dis pas ça parce que les gens auquel j'ai eu a faire (qui m'ont crachés dessus) sont ingénieurs, j'ai dîné pas plus tard que la semaine dernière avec un ingénieur en électronique qui est un bon ami, non, je dis cela bien parce que j'ai eu affaire à des gens complètement exécrables et méprisants envers mon travail.


Bref, je pense avoir trouvé ici un forum ou les gens sont à la fois professionnels, compréhensifs (à en lire les différents sujets), et aiment partager leur savoir à des débutants amateurs comme moi (et bien d'autres), et ça franchement ça fait plaisir Wink


En tout cas merci de m'avoir aidé, j'aurais certainement d'autres questions car le nucléaire me passionne, surtout avec des gens comme vous Wink
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sylvainmahe
Ventriloque
Ventriloque



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Ven 30 Sep 2016 - 17:35

Bonjour, j'ai une question, avec ce tube LND712 (http://www.lndinc.com/products/711/) que j'utilise dans mon compteur geiger, j'obtiens 21.6 cpm avec la radioactivité naturelle dans mon atelier (0.36 cps).

Il est difficile de contrôler mon élévateur de tension car la mesure avec un simple voltmètre effondre un peu la tensions, normalement j'ai 400v théorique mais je mesure 325v environ.

Comme ma fabrication est amateur, je me demande quelle tension j'ai réellement aux bornes de ma carte électronique.

Avez vous un retour d’expérience avec le LND712 et quel est votre cpm avec la radioactivité naturelle en général?

Merci d'avance pour votre aide Wink
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Samael22
Trapéziste
Trapéziste



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Lun 3 Oct 2016 - 9:02

As tu un oscilloscope ? Avec tu pourrais voir facilement l'intervalle de tension pour le quel ton tube fonctionne.
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jack
Jongleur
Jongleur



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Lun 3 Oct 2016 - 10:05

Bonjour,
Si tu regarde la courbe constructeur, la valeur que tu trouves est correcte pour une ambiance de l'ordre de 70 nGy/h.
Le constructeur précise que le tube doit fonctionner à environ 500V.
400V me paraît un peu faible pour un bon fonctionnement avec des valeurs de débit de dose plus élevées.
Concernant la mesure de la HT avec ton voltmètre, il faudrait que tu fasses un pont diviseur haute impédance (100 Mohms (500v) /1Mohms)et tu pourrais mesurer le 1/100 de ta tension sans l'écrouler.
jack
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honnetehomme
Acrobate
Acrobate



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Lun 3 Oct 2016 - 10:33

Sylvain : pour avoir une idée de l'ordre de grandeur de nombre de CPM naturel je regarderais des vidéos de revues de compteurs utilisant ce tube sur Youtube : les environnements peuvent changer mais la moyenne te donnera une idée.
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sylvainmahe
Ventriloque
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MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Lun 3 Oct 2016 - 11:05

Bonjour et merci pour vos réponses et votre aide Wink

Samael22 je n'ai pas d’oscilloscope, seulement un multimètre qui mesure juste la fréquence et le "duty cycle".

jack, si j'essaye avec une 10M et une 4.7M (c'est tout ce que j'ai en "grosse" résistance) ça peut le faire aussi sans écrouler mon boost converter?
Ou bien 10M et 10k, avec ça je mesurerais donc 0.4V si effectivement mon montage produit 400V ?

C'est évident que 400V par rapport au datasheet c'est faible, j'en suis conscient, mais au départ mon schéma était adapté au SBM20. Maintenant c'est plus trop le cas, j'aimerais voir si à 500 ou 550v le cpm est mieux ou si ça ne vaut pas le coup de modifier ma carte.

honnetehomme j'avais un petit peu regardé sur internet mais on trouve difficilement des cpm avec la radioactivité naturelle avec ce tube, il y a une version du gamma scout qui embarque un lnd712 au lieu du sbm20, mais on voit tout le temps des Sievert/h sur l'écran au lieu des cpm, du coup je ne me risque pas à retrouver par calcul les cpm car tout dépend du calcul effectivement...

Éventuellement ici:



Au début de la vidéo il est à 15cpm, à la fin de la vidéo il revient à 15cpm puis monte à 23cpm, entre les deux il teste une source.
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honnetehomme
Acrobate
Acrobate



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Lun 3 Oct 2016 - 11:09

Tu as le medcom CRM-100 avec des videos affichant des CPM.

Si tu es à l'aise avec l'angalis il y a une très bonne liste de discussion sur l'usage la réparation et la fabrication de compteurs : https://beta.groups.yahoo.com/neo/groups/GeigerCounterEnthusiasts (il faudra un identifiant yahoo pour t'y inscrire)
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sylvainmahe
Ventriloque
Ventriloque



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Lun 3 Oct 2016 - 11:50

honnetehomme merci pour ta réponse, j'ai donc regardé le CRM100 que je ne connaissais pas, effectivement sur les vidéos on voit souvent que sa tourne autour de 20 à 23cpm, c'est ce que j'obtiens avec mon installation:


J'ai bien vérifié que c'était un LND712 via la documentation de cet appareil, l'inspector (à gauche) en revanche c'est un pancake plus gros Wink


...Grossièrement voila le schéma de ma carte élévatrice de tension (le tube geiger vient en série avec R la résistance).


Quand S est fermé, l'inductance L se charge, et quand S est ouvert, l'inductance se décharge dans le condensateur C.

Vi = 5V
L = 15mH (inductance self radiale)
D = 1N4007 (diode redresseur)
S = MPSA44 (transistor haute tension)
C = 4.7nF 1KV (condensateur céramique)
R = 10M ohms (comme conseillé par la documentation du tube LND712)
Vo = 400V théorique

La fréquence de commutation de S est de 2000Hz (onde carrée).

Dans la documentation, le MPSA44 à une tension collecteur/base qui peut aller jusqu'à 500V, par contre la tension collecteur/émetteur ne dépasse pas 400V.

Je pense que je dois déjà trouver un autre transistor avant de continuer mes tests Wink
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sylvainmahe
Ventriloque
Ventriloque



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Ven 7 Oct 2016 - 12:17

Bonjour, j'ai retrouvé une résistance de 1M, je vais pouvoir tester mon pont diviseur avec 1M / 10M.


Une question: j'ai beaucoup hésité mais au final j'ai commandé un petit peu de minerais naturel contenant des traces d'uranium, pas dans le but de faire des âneries mais ceci uniquement pour expliquer la radioactivité aux personnes intéressés:
http://unitednuclear.com/index.php?main_page=product_info&cPath=2_4&products_id=782

Étant débutant j'avais beaucoup d’appréhensions à recevoir ces matières la dans ma boite aux lettres, bref, je les aient reçues, le document associé (apparemment sous forme de certificat) indique 500 à 2000cpm.

Je devais transférer ces matières dans un bocal en verre plus épais et solide:
Sur un établi j'ai disposé le bocal en verre (que j'ai acheté sur un site d'équipements pour laboratoire), j'ai préparé de la résine d'inclusion, un support en bois pour éviter que le bocal se renverse, et un entonnoir. J'ai transféré les petits cailloux radioactifs du récipient fourni minutieusement vers mon bocal en verre, en ajoutant au fur et à mesure de la résine d'inclusion. Les petits cailloux sont maintenant emprisonnés dans la résine, et il me reste à sceller le bouchon du bocal avec cette fois-ci de la résine époxy (colle). Je sais que la résine c'est poreux, j'aurais bien voulu couler du verre en fusion, mais j'ai pas de fonderie à disposition et à mon avis même un petit artisan du coin n'aurait pas voulu couler ça (et je ne voudrais pas qu'une autre personne prenne de risque de toute façon).

Entre chaque opération, ou dès que j'ai touché au récipient fourni ou mon bocal en verre, je me suis lavé abondamment les mains (j'ai du me laver une 20ène de fois les mains si ça ce trouve...). J'ai également lavé le robinet lui même...

La le bocal est toujours sur mon établi, j'ai lavé l'établi, j'ai passé mon détecteur avec la fenêtre en mica visible pour voir les alpha un peu partout doucement pour éviter de remuer quelque chose, sur l'établi, sur des chiffons usagés, sous mes chaussures, à priori il n'y a rien de plus que la radioactivité naturelle.

Comme je n'y connais rien (ou presque), est ce que selon vous j'ai pris des risques ou pas?
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honnetehomme
Acrobate
Acrobate



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Ven 7 Oct 2016 - 12:37

C'est très bien de t'être lavé les mains et d'avoir pensé au nettoyage. Cela dit il ne s'agit que de minerai et pas de matières radioactives concentrées.

Le danger potentiel étant l'ingestion, conserver le minerai dans un bocal en verre ou en plastique suffit, après avoir nettoyé avec un chiffon humide l'extérieur du contenant. Et bien sûr ne pas manger / fumer / boire pendant les manips et se laver les mains après.

(je précise que je ne suis pas un professionnel de la radioprotection, juste un "radio-curieux")

PS1 : perso je store mes minéraux en fonction de leur nature soit dans des sachets plastiques, soit dans des contenants solides, le tout est placé dans un boite type tupperware.

PS2 : je procède à l'ouverture des colis contenant des minéraux à l'extérieur, des fois que de la poussière s'échappe.
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Samael22
Trapéziste
Trapéziste



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Ven 7 Oct 2016 - 13:50

Alors ça. On peut commander du minerai d'uranium par la poste Shocked  

En tant que professionnel en radioprotection : si tu touches de la matière avec plus de radioactivité que la moyenne naturelle --> port de gants et du masque filtrant.
Si on utilise un hotte on peut négocier le port du masque.

Maintenant je sais très bien comment se passe la manipulation du minerai d'uranium, même par des professionnels, notamment à l'usine de Comurhex... 

Le reflexe de se laver les mains est le bon ! Mais en plus il faut utiliser plein de gants (latex, nitrile ou mappa). Ils sont évidement à usage unique.

Tu mets une première paire de gant que tu scotches à tes manches longues. (pour plus de confort) Ce sera ta paire de sous-gant, ils devront toujours être propre (sauf incident).
Puis par dessus tu enfiles une nouvelle paire de gants que tu changeras à chaque foi qu'ils seront potentiellement contaminés.
Par exemple tu touches les cailloux, là tu veux prendre ton tube de résine, tu enlèves tes gants qui ont touché les cailloux, tu enfiles  deuxième paire de gants  par dessus tes sous-gants. Tu fais ce que tu as à faire puis si ils ont potentiellement touché de la contamination tu les enlèves pour les remplacer à nouveau.

C'est en tout cas ce qui se fait dans le nucléaire.
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sylvainmahe
Ventriloque
Ventriloque



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Ven 7 Oct 2016 - 14:03

Ok merci pour votre aide.

J'avais des gants de chimiste en nitrile mais ne voulant pas les contaminer avec du radioactif, j'ai préféré utiliser une méthode pour transférer les cailloux sans toucher aux cailloux (verser directement d'un récipient vers l'autre).

Je me suis lavé les mains à chaque fois que je devais toucher un truc possiblement contaminé vers un truc non contaminé, et même inversement.

Le bocal en verre une fois verrouillé avec le bouchon sera lavé.

J'ai pensé au radon qui a dû s'échapper durant l'opération et retomber en plomb, mais je pense que c'est minime non?
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honnetehomme
Acrobate
Acrobate



MessageSujet: Re: Compteur Geiger fabrication perso - avis   Ven 7 Oct 2016 - 14:09

Aucun risque radon avec une petite quantité de cailloux placés dans des boites ou sachets (testé personnellement avec un détecteur de radon domestique).
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Compteur Geiger fabrication perso - avis
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