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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(jì)數(shù)器成為一種實(shí)時(shí)監(jiān)測輻射的有效工具。本文介紹如何使用開源平臺(tái)—行空板來DIY桌面蓋革計(jì)數(shù)器，從而便捷地實(shí)時(shí)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(xiǎn)。了解這些輻射的特點(diǎn)和安全閾值，能幫助我們更好地應(yīng)對潛在的風(fēng)險(xiǎn)。
蓋革計(jì)數(shù)器是一種專門探測電離輻射強(qiáng)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(jì)數(shù)器通常由一個(gè)充氣密封管和一個(gè)信息顯示屏構(gòu)成，能夠測量單位時(shí)間內(nèi)的射線數(shù)。行空板采用4核單板微型計(jì)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(yùn)行完整Python。
項(xiàng)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。
項(xiàng)目連接圖
一、蓋革計(jì)數(shù)器模塊連接至行空板pin23
蓋革計(jì)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(huì)引起氣體電離,從而產(chǎn)生脈沖電流。這些脈沖信號(hào)被放大后就成為計(jì)數(shù)脈沖。我們只需要統(tǒng)計(jì)單位時(shí)間內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù),就可以直接計(jì)算出環(huán)境輻射量。相比其他探測器,蓋革計(jì)數(shù)管最大的優(yōu)點(diǎn)是它輸出數(shù)字電信號(hào),不需要復(fù)雜的模擬電路就可以實(shí)現(xiàn)輻射的精確計(jì)數(shù)。所以統(tǒng)計(jì)好每分鐘有多少個(gè)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(jì)算輻射量？
這里有三個(gè)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(shí)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(jià)和計(jì)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(gè)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(gè)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(jì)算，按照365*24小時(shí)的計(jì)算方法，劑量率不超過0.5uSv/h，在這個(gè)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(jì)算微希弗（uSv/h）
二、加載pinpong庫，用以python控制蓋格計(jì)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(jì)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(bào)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(tái)桌面版蓋格計(jì)數(shù)器，讓輻射監(jiān)測觸手可及, 既可提高輻射安全意識(shí)，也是一件有意義的創(chuàng)造。
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上海智位機(jī)器人
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