Самодельный рентгеновский аппарат
Рентгеновский аппарат очень прост по своему устройству и не представит больших трудностей при изготовлении.
Основными деталями, из которых состоит всякий рентгеновский аппарат, являются: рентгеновская трубка, высоковольтный трансформатор, конденсаторы постоянной емкости, реостат, флюоресцирующий экран.
Высоковольтный трансформатор у нас уже есть. Его вполне заменит нам катушка Румкорфа. Только помните, что для рентгеновского аппарата нужна катушка, дающая искру длиной не менее 8—10 см.
Конденсаторы большой емкости можно купить готовыми, рассчитанными на высокое напряжение. Реостат можно тоже приобрести готовый, желательно, употребляемый для накала кенотронов в мощных усилителях радиоузлов.
Нам остается сделать только рентгеновскую трубку. Правда, и они теперь имеются в продаже. Но, во-первых, стоят они еще сравнительно дорого, а во-вторых, требуют для своей работы очень большого напряжения, гораздо большего, чем может дать наш трансформатор. Сделать же самому рентгеновскую трубку не так уж сложно.
Мы сделаем ее из обыкновенной электрической лампочки. 
Для этого берется лучше новая пустотная электрическая лампочка в 25 ватт. На самую широкую часть груши баллона надо наклеить станиолевый кружочек диаметром в 2 см, а цоколь закоротить (см. рисунок а).
Станиоль следует приклеивать очень осторожно, чтобы не было складок, царапин и пустот между ней и баллоном.
Клею надо употреблять как можно меньше. Но лучше всего приклеивать станиоль яичным белком.
Пока кружочек присыхает, мы займемся устройством штатива для будущей трубки.
Штатив делается из четырех дощечек размером: две по 100 мм и две по 100×200 мм. В одной из дощечек размером 100×100 мм в центре прорезается отверстие по диаметру электрического патрона. Из дощечек сколачивается ящичек, как указано на рисунке б.
Когда ящик готов, в него ввертывают электрический патрон, предварительно заряженный шнуром; в патрон ввинчивается наша круксова трубка, изготовленная из электрической лампочки.
Когда лампочка туго ввернута в патрон, станиолевый кружок на ней должен приходиться против какой-нибудь боковой стенки. Если этого не получилось сразу, то патрон следует несколько повернуть в гнезде.
Против станиолевого кружочка на стенке делают отметку, и лампочку вывертывают. Затем на месте отметки просверливают небольшое отверстие для контакта с лампой.
Контакт можно сделать из толстой медной проволоки сечением 5 мм и длиной 50—60 мм. На одном из концов проволоки припаивается медный кружочек диаметром в 10 мм. Желательно предварительно этот кружочек осторожно выгнуть на груше нашей лампочки для того, чтобы при соприкосновении его со станиолевым кружочком контакт был плотнее.
Проволока вставляется изнутри штатива в приготовленное отверстие, причем то место контакта, которое будет соприкасаться с доской, надо предварительно изолировать, желательно эбонитовой или фарфоровой трубочкой, но так, чтобы стержень двигался в ней с большим трением.
Можно употребить для изоляции фарфоровый ролик, применяемый для электропроводки. Но в этих случаях по отверстию ролика надо будет сначала подобрать диаметр проволоки и затем уже приступить к изготовлению контакта.
Когда контакт вставлен на место, к его внешнему концу припаивается кусок электрического шнура длиной в метр.
В ящик ввертывают лампочку, контакт осторожно, но как можно туже придвигают к станиолевому кружочку, привинчивают к боковой стенке, и наша рентгеновская трубка готова к работе.
Если на станиолевом кружочке будет хоть самая незначительная складка или царапина, или контакт будет плохо прижат к кружочку, то при включении высокого напряжения баллон лампы может быть пробит электрической искрой — и вся работа будет испорчена.
Для удобства обращения с рентгеновским аппаратом его следует собрать на общем устойчивом штативе. Штатив изготовляется из деревянных брусьев по рис.3. Из брусьев сечением 30×30 мм связываются две рамы размером 200×200 мм и устанавливаются одна от другой на расстоянии 100 мм на доске размером 220×220 мм. Для основания надо взять толстую доску.
На одной из рам в центре прикрепляется ящик с рентгеновской трубкой. Другая рама будет служить для установки флюоресцирующего экрана.
Очень удобно использовать для рентгеновской установки небольшую закрытую тумбочку. В таком случае в нижнем отделении ее располагаются батареи, в верхнем — катушка, и на тумбочке устанавливается лампа с экраном.
Флюоресцирующий экран для нашего аппарата нужен небольшой. Экран размером больше 150 X 150 мм делать не следует, так как он всё равно будет бесполезен: наш аппарат имеет незначительную мощность и не сможет осветить весь экран. Для экрана по его размеру изготовляется деревянная рамка, последняя прикрепляется ко второй рамке на основании, против лампы.
Теперь остается только соединить рентгеновскую трубку с источником высокого напряжения, включить ток — и рентгеновский аппарат готов к действию. Рентгеновская трубка соединяется с катушкой Румкорфа по схеме, указанной на рис.2.
При соединении следите, чтобы провода, идущие от полюсов катушки, не проходили на близком друг от друга расстоянии, во всяком случае не ближе 15—20 см, иначе между ними могут проскакивать искры, которые не только «арушат нормальную работу аппарата, но и могут оказаться опасными для жизни.
Не следует также близко ставить катушку к лампе, не ближе одного метра.
Соединять лампу с катушкой надо так: к аноду, то-есть положительному полюсу катушки, присоединяется провод, идущий от нити накала лампы, а к катоду—отрицательному полюсу — присоединяется провод, идущий от контакта, прикрепленного к станиолевому кружочку на баллоне лампы; причем, как то, так и другое соединение делается не непосредственно с контактом катушки, а через лейденские банки, как указано на схеме.
Для определения полюсности контактов катушки, разрядники ее раздвигаются настолько, чтобы между ними не могла проскакивать искра. Включают ток. При этом на положительном полюсе появляется светящаяся кисть, обращенная к другому электроду. А на отрицательном может быть кисть, только меньших размеров, или просто светящаяся точка. Заметить это можно только в темноте.
Когда наша рентгеновская трубка правильно соединена с катушкой, катод, посылая так называемые катодные лучи, будет вызывать на стекле лампочки яркую желто-зеленую флюоресценцию. При этом же испускаются в пространство и невидимые рентгеновские лучи.
Если же этого флюоресцирующего свечения не получится, а лампочка наполнится только фиолетовым свечением, то это значит, что она неправильно соединена или сила индукции нашей катушки недостаточна для такой лампочки. Тогда следует взять лампочку с меньшей грушей.
Можно использовать для постройки рентгеновского аппарата вместо катушки Румкорфа обыкновенный силовой трансформатор с большим коэффициентом трансформации и даже боббину от автомашины.
Можно также, в крайнем случае, обойтись и без лейденских банок, если нет возможности изготовить их или приобрести. Рентгеновская лампа при этом будет работать несколько слабее.
Экран для рентгеновского аппарата можно приобрести в аптеке, в отделе медоборудования.
Испытания рентгеновского аппарата и работа с ним
Проверив еще раз правильность соединений рентгеновского аппарата и убедившись в том, что всё сделано правильно, а главное — обеспечена безопасность для работы, оператор садится к аппарату, вставляет раскрытую ладонь левой руки между рентгеновской трубкой и экраном, и в комнате выключается свет.
Включив катушку Румкорфа, вы на экране сразу же увидите мутное очертание своей руки.
Регулируя расстояние руки между экраном и рентгеновской трубкой, а также напряжение, подаваемое на катушку Румкорфа, вы быстро добьетесь такого положения, когда на бледнозеленоватом фоне экрана ясно выделятся костяные суставы пальцев руки и чуть заметные очертания контуров пальцев.
Теперь, когда аппарат испытан и вы убедились в том, что он хорошо работает, можно приступать к интересным опытам с ним.
Нашим рентгеновским аппаратом можно просматривать не только кисти рук, но и мелких животных: скелет, например, кошки, щенка. Для учащихся, которые уже изучают анатомию животных, это особенно интересно и полезно.
Много интересного доставит рассматривание внутреннего строения птиц, пресмыкающихся и насекомых.
Такое просвечивание называется рентгеноскопией.
Источник
Рентген установка из хлама
Здравствуйте, с самого начала хочу сказать, что все материалы предоставлены в исключительно ознакомительных целях, не пытайтесь повторить это дома.
С пол года назад, засветился желанием собрать движок сталкера на столе, без использования всяких дорогих, и сложных аппаратов, как синхрофазатрон и флюгегехаймен. Основная цель, получить снимок и получить удовольствие от сборки(наверное самое главное, делаю ради того, что бы делать).
Перво-наперво начал искать, что может излучать. После пару десятков часов просмотра Айзона, чтения флайбека определился. Кенотрон 2Ц2С, как самый легко доступный, маленький(!), дешёвый и злой.
Купив десяток, нужной конфигурации внутри(самые рании) начал думать о блоке питания, как самая сложная часть установки. Думал о покупке БУ ВВ БП, но цены не самые гуманные + мощные экземпляры достаточно дороги. Решил делать, из того, что под столом валяется, а именно: Трансформатор строчной развёртки ламповых телевизоров(ТВС), который в свою очередь работает от флайбек драйвера на пару полевиках, самая распространённая схема. Мощности достаточно, дуга жирная, шипящая и плавит провод, то что нужно. Дальше, нужно это дело, как то превратить в постоянку и увеличить напряжение. Для этого используем заводские УН из полупроволниковых теликов. Но одного не достаточно, нужно хотя бы пару. Для этого нужно их соединить последовательно, что без вмешательства в его конструкцию не возможно. Описывать, как их правильно соединять не буду, скажу одно, что просто сверлится в определённом месте корпус, до контакта внутри схемы, и от туда берётся на следующий УН.
Далее это все собирается в одну кучу, хорошо изолируется и где нужно, заливается парафином.
Общий вид, блока питания. Есть тумблер общего питания, 2 разъема — питание и пульт ДУ(если пульт ДУ не вставлен, не возможно включить высоковольтную часть). Индикатор-кнопка включения питания/включение высокого напряжения, а при нажатии включает принудительно ВВ часть(для отладки, тестирования). Ну и головка вольтметра, для контроля входного напряжения.
Далее начал делать, сам блок с кенотроном. Решил сделать его аккуратным, и удобным в пользовании. Нарисовал в солиде модельку и напечатал на принтере. Сделал внутри корпуса отсеки для пластин свинца, для небольшой экранировки вокруг, т.к. кенотрон излучает вкруг, и не имеет, какой-то определённой точки излучения, что собственно является главным недостатком. Фото корпуса, есть выше с фотографией кенотронов.
Опять собрал все это в кучу, что заняло почти весь уже стол. И начал баловаться :3
Первым делом, захотел попробовать посмотреть на рентген собственным глазами, почти собственными. Для этого я подключил старую вебку, и скачал специальную прогу для регистрации и счета частиц. Закрыл камеру от света, поставил в 50мм от кенотрона, отошёл на безопасное расстояние иии.
Успех! Есть рентген!
Ещё немного поиграл с вебкой(закрывал разными материалами, переставлял и т.д.), решил достать уже технику по интереснее.
ДП5Б, легендарный и дубовый приборчик. Было много разных ДП5, но Бшка для меня самая красивая, что не говори, а бакелитовый корпус красив!))
Включил на 200Р/ч, поставил в 20-30мм от кенотрона вертикально зонд, включил!
Измерением это не назвать, так, посмотреть, как стрелочка на самом большом пределе шевелится)
А шевелится она до 20Р/ч, или точнее 20Попугай/ч. Удовлетворив наконец, всякие разные измерения, принялся за самое интересное и красочное. Получение рентгеновских снимков.
Для этого грубо, нужно 3 вещи. Излучатель, X-вещь, радиолюминофор(экран, который может светится под действием рентгеновского излучения). Первое и второе есть. А что на счёт экрана? Вот тут и были проблемы. Их либо нет вообще или дорого стоят. Обзвонил фирмы по продажам, договорился уже о покупке и доставке, как выясняется, что они не продают частникам((. В итоге, на помощь приходит опять сайт из 4х букв, начинается на А, заканчивается на вито. Где после поисков, находится пару экранов за гроши.
К слову экраны на столько старые, что годятся мне в деды.
Но с учётом, что внешне они в очень хорошом состояние, решено их использовать. Размеры экранов 180х240мм, не большие и аккуратные.
Первые попытки засветить экран, не увенчались успехом. Нужна большая выдержка и чувствительность. Решил купить старую зеркалку т.к. за минимум денег, получим максимум настроек и чувствительности. В итоге, после пару дней сношения с настройкой положения, печатью держателя камеры, получил первый снимок засветки.
А вот свечение самого кенотрона. Разочаровался в яркости. Это ведь 10 сек выдержка! Думаю дело в экране, но раз уж начали, то нужно выжать по максимум и из кенотрона тоже!
Далее не буду описывать все эти танцы с бубном, вокруг камеры и трубки. Поиска положения и других действий.
Скажу лишь одно, что толком фокус поймать от 2Ц2С не удалось, от экрана добится хорошей чувствительности не удалось. Вот пару снимков, транзистора и микросхемы.
Пол года назад, когда я все это делал, решил остановится на достигнутом и отложить все, до покупки нормальной трубки, желательно трубки для рентген структурного анализа. И есть планы на рентген спектроскопию, но нужна трубка.
Замеры по мощности излучения, специальным прибором ДРГ3-02 я делал, но точных цифр уже не помню, к сожалению не записал. Но в полуметре от кенотрона, было
0.5Р/ч, что весьма и весьма не мало, от такой мелочи.
Напряжение, на лампе было около 50 КВ, а какой основной спектр энергии рентгена я не знаю. Но думаю в районе 40КэВ. При проведении эксперемента пострадали только кенотроны.
Не бейте больно за очепятки, ошибки. Пишу с телефона. Под конец пикабу каждую минуту зависает и вылетает, бесит. Вроде 6гб оперативки, но наверно пост уж слишком большой с видео и фото.
Найдены возможные дубликаты
Если её оживишь тоже пили пост, интересно.
Рентген-безделушка дома часть 3
Просто несколько фотографий. Сама установка и тема безопасности освещены в предыдущих постах.
Думаю, вы догадаетесь, что это.
Ответ: Конечно же, манипулятор «мышь» для персональных компьютеров
Рентген-безделушка дома часть 2
Предыдущий пост вызвал большую реакцию. В комментах некоторые спрашивали про безопасность. Что ж, в этом посте разберу проблемы безопасности, чтобы закрыть этот вопрос.
Рентген-установка была сделана не просто так, а как часть научной работы, с которой я потом участвовал на конкурсе «Юниор» в МИФИ. Приведу эту работу почти целиком.
«Целью данного исследования являлось создание самодельной рентгеновской установки способами, доступными школьнику и проверка возможностей её использования.
Рентгеновское излучение – Электромагнитные волны длиной от
10−2 Ангстрем и энергией фотонов соответственно от
1 МэВ. На шкале электромагнитных волн лежит между ультрафиолетом и гамма-излучением.
Сама же рентген-установка может использоваться в демонстрационных и исследовательских целях, для вычисления характеристик материалов (Массовые коэффициенты ослабления и т.д.) или же для рентгенографии и рентгеноскопии малых объектов.
Прочие рентген-установки, как правило, имеют большие габариты и плохо приспособлены к транспортировке, а главное, дороги и сложны, содержат редкие или труднодоступные детали. А эта весьма компактна и её транспортировка не составляет сложности и при этом установка может быть собрана из оборудования и деталей, доступных школьнику. Её должно быть достаточно удобно использовать для демонстрации физических явлений в классе. (рис.1)
В качестве источника высокого постоянного напряжения был использован «Источник напряжения высоковольтный» двуполярный фирмы «ост». Прибор был выставлен на напряжение 33кВ. Также источник может быть изготовлен самостоятельно из трансформатора строчной развёртки и транзистора, образующих автоколебательный контур, а также высоковольтного умножителя, подключённого ко вторичной обмотке. В качестве источника излучения я приобрёл кенотрон (высоковольтный электровакуумный диод) 2Ц2С, который в обратном режиме (катод подключается не к минусу, а к плюсу питания, а анод, наоборот – к минусу; в дальнейшем буду называть катод и анод относительно данного подключения, то есть, где плюс питания, там и анод) при напряжении выше 25кВ начинает испускать рентгеновы лучи. Рентген испускается расходящейся плоскостью перпендикулярно оси радиолампы (рис.2). Вплотную к ней мощность излучения составляет примерно 0,7 – 1 Р/ч. Измерения проводились бытовым дозиметром «Белла». Фон в помещении составил 8 мкР/ч. Все эксперименты проводились в бункере для минимизации риска облучения соседей. Также была сделана защита из двух слоёв жести, ограничивающая излучение до одного расходящегося конусом луча и значительно снижающая излучение в остальных направлениях. Зоны излучения определялись при помощи виллемитового экрана, светящегося при прохождении через него рентген-квантов. При помощи него же сделаны рентгенограммы. (рис.3)
Также был экспериментально получен массовый коэффициент ослабления железа. Он составил 6,8е -2 См^2/г Рассчитанный же по таблице равен 5.5е -2 См^2/г, значит результаты сошлись в пределах погрешности.
Установка работает так: на трансформатор строчной развёртки подаётся импульсное низкое напряжение, со вторичной обмотки высокое напряжение идёт на умножитель, с него – на лампу. Из-за автоэлектронной эмиссии электроны выходят в вакуум из катода. Затем они разгоняются и на огромной скорости сталкиваются с анодом, и из-за резкого торможения 99% энергии переходит в тепло, 1% в рентгеновское излучение. Так образуется тормозное излучение, но там также присутствует характеристическое излучение, обусловленное перестройкой электронных оболочек атомов анода. Итоговое излучение – наложение этих двух.*
P.S. Будьте осторожны при работе с высоким напряжением и ионизирующим излучением!
«Введение в физику дифракции»; «Рентгеновская оптика» Проф., дфмн Суворов Э.В.
«Рентгеновское излучение» Блохин М.А.»
* Здесь есть неточность, которая была уже на конкурсе замечена судьями. Для того материала анода (то ли алюминий, то ли железо, не помню) характеристическое излучение при этих энергиях не лежит в рентген-диапазоне, а лежит в ик и видимом диапазонах спектра. Поэтому мы и можем наблюдать свечение диска на фотографии.
Но в комментариях всё равно нашёлся «эксперт», считающий что он умнее всего преподавательского состава МИФИ, лучшего ядерного университета страны, умнее докторов наук, и заявляющий, что там будет рентгеновское характеристическое излучение. Может это так, и это какой-то лауреат нобелевки, тогда попрошу его назваться.
Что же касается безопасности, то этому было уделено внимание: Интенсивность излучения мала, излучение направленное, была сделана защита на лампу из 2 слоёв жести, мягкий рентген отсекался толстым стеклом колбы. На фотографии вы также можете видеть, что за защитой, даже вблизи лампы, дозиметр намерил 20 мкР/ч при фоне в 8 мкР/ч
По поводу безопасности я отвечал и на конкурсе, в том числе перед судьями с кафедры радиационной безопасности. Они согласились с моими измерениями и расчётами, вот вам ещё одно подтверждение безопасности установки.
Напоследок фото телефонной трубки, на котором видно оборвавшийся проводок.
Пост вышел длинным и не очень интересным, но, надеюсь, он ответил на все вопросы под предыдущим постом
Источник