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EL DETECTOR DE RADIACIÓN FRIESEKE FH40T
En el plano internacional los años 60 estuvieron caracterizados por la Guerra Fría, la oposición del bloque comunista liderado por la Unión Soviética, y el capitalista formado por los países democráticos reunidos alrededor de Estados Unidos. Ambas superpotencias tenían ya entonces un ingente arsenal nuclear, y entre los halcones de sus políticas los había quienes consideraban asumible una guerra atómica en que bien por estrategia o por número de megatones pudieran vencer a su contrario. La tensión llegó a su punto culminante en octubre del 62 con la crisis de los misiles de Cuba, que se desató cuando los aviones espía U-2 detectaron que en las selvas de esta isla caribeña los soviéticos estaban montando rampas de misiles SS-4 que de ser lanzados contra Washinton apenas darían cinco minutos de prealarma antes de alcanzar su objetivo. Después del pulso de fuerza que se desató, incluyendo un bloqueo de la isla realizado por la armada estadounidense, en ese mes de octubre pasaron varios días en que el mundo rozó la tragedia (ver la excelente película "Trece Días", de Kevin Costner). La crisis acabó saldándose con un empate en que ambos contendientes tuvieron que ceder en algunos puntos, pero a su vez desveló cuan fácil era iniciar una escalada de amenazas que después no hubiera forma de parar. Fruto de este temor, en muchos lugares del mundo se construyeron refugios antinucleares y los ejércitos se equiparon en la medida de lo posible para afrontar una eventualidad semejante. Entre los nuevos equipamientos figuraban los detectores de radiación. Contenidos de este tema
El FH40T es un detector-contador Geiger portátil que fue construido en los años 60 por Frieseke & Hoepfner para las fuerzas armadas de la Alemania Federal, y que formó parte de las unidades de guerra NBQ (Nuclear-Biológica-Química) hasta principios de la década de los 90, cuando en plena desintegración de la Unión Soviética comenzaron a ser sustituidos por equipos más modernos.
1- La maleta de transporte 1 El instrumento y sus accesorios están contenidos en un maletín a prueba de salpicaduras de agua. Dicho maletín contiene:
2- La maleta de transporte 2 El instrumento y sus accesorios están contenidos en un maletín a prueba de salpicaduras de agua. Dicho maletín contiene:
En la actualidad, este
medidor de radiación, con sus dos versiones de accesorios, puede encontrarse en Internet ya en tiendas especializadas tipo "surplus" a precios que oscilan entre 35 y 75 €, y es una excelente alternativa para quien precise un aparato de buenas características pero mucho más económico que un modelo comercial. La versión de caja que tengo es del tipo 2, es decir, la más completa, y la conseguí a través de un compañero de afición que reside en Madrid y que disponía de una veintena procedentes de un distribuidor de Alemania. El aparato tiene troquelado en la carcasa el número de fabricación 4419060 y en la caja la fecha de 1960. A la vez, una etiqueta de calibración del 03-11-1991 me indica que por entonces, treinta y un años después de su fabricación, aún estaba de alta en el Bundeswehr, el Ejército Federal.
En la caja se encontraban todos los elementos detallados en el listado excepto el auricular y las instrucciones, y naturalmente tampoco estaba la muestra radioactiva de calibración, lo cual es una pena porque se trataba de 25 microcuries de Cesio-137, un importante emisor gamma con una vida media de 30,32 años y con el que pueden llevarse a cabo interesantes experiencias, aunque supongo que para evitar la posibilidad de accidentes por manejo inadecuado, debió ser retirada de
todos los aparatos en el momento de darlos de baja.
Identificación directa del contenido de la maleta de Transporte 2 del FH40T  3- Instrucciones del detector de radiación Frieseke FH40T Las instrucciones las conseguí con facilidad a través de otro amigo de la red, pero naturalmente estaban en alemán, idioma para mí tan entendible como el swahili, y rebuscando en el Google tampoco pude encontrar ninguna versión en inglés, así que me propuse traducirlas al castellano y colgarlas en la red para que pudieran servir a otros. El contenido original estaba en formato PDF, pero en forma de imágenes, por lo cual no servía para introducirlo en un traductor automático. En un principio intenté hacer un OCR y obtener el texto llano, pero el resultado fue tan malo y con tantos errores que resultó inviable, así que no me tocó otra que ir escribiéndolo a mano, entrarlo por párrafos al traductor de Google y corregir posteriormente el resultado. Una semana más tarde lo dejé listo. En sus 24 páginas tal vez se han deslizado algunos errores, pero creo que en general refleja bastante bien el contenido del texto alemán. 4- Inspeccionando el medidor FH40T: El medidor-detector-contador Geiger (que cualquiera de estos calificativos vamos a utilizar al referirnos al FH40T) tiene unas dimensiones bastante reducidas, de 16 x 10 x 4,5 cm y un peso de 1 kg. Por su forma es fácil de sujetar, y los mandos, como vemos en la imagen que viene a continuación, están todos situados en el lateral derecho.
(1) Mando de encendido y selector de escalas
(2) Mando del regulador de tensión de la batería (3) Pulsador de iluminación del dial (4) Instrumento indicador de aguja con fondo de escalas cambiantes (5) Ventana para Betas del contenedor del tubo Geiger interno El mando superior (fig 5-1) es un selector rotativo de nueve posiciones, de las cuales siete están disponibles con los tubos Geiger de baja dosis FHZ-72, 73 y 76, girándolo en sentido de las agujas del reloj, y las dos adicionales sólo insertando el tubo de alta dosis FHZ-74, de 50 roentgens a fondo de escala. En este caso, un resorte interno del propio sistema mecánico sólo permite el giro en sentido contrario a las agujas de reloj. El mando regulador (fig 5-2) situado inmediatamente debajo del anterior es el de ajuste de la tensión de funcionamiento. Este contador Geiger está estudiado para poder utilizar una gran variedad de baterías, con un voltaje que va desde los 4 a los 7,2 volts, y para conseguirlo utiliza un sistema práctico, sencillo y fiable que ya vi en el RAM-63, lleva un potenciómetro bobinado y solidario a dicho mando en serie con la pilas, de modo que al variar su resistencia, la caída de tensión se resta al voltaje de las baterías y el circuito recibe poco más de 3 volts, que es la tensión real a la que funciona. Tal ajuste es importante no sólo porque de ser la tensión demasiado baja el detector dejaría de funcionar, o si fuera demasiado alta podría perjudicar a algún componente interno, sino también porque sin llegar a estos extremos los valores del indicador de aguja quedarían alterados respecto a los reales de calibración. El ajuste de este mando se efectuará colocando el selector principal (fig 5-1) en la posición de ajuste "Betriebsspannung" o "Tensión de servicio", situada inmediatamente a continuación de la posición de apagado o AUS, y girando después el mando del potenciómetro regulador en uno u otro sentido hasta que la aguja marque sobre la raya negra situada casi a final de la escala. Normalmente, dicho ajuste no será necesario tocarlo demasiado, sólo de vez en cuando debido al desgaste de las baterías o cuando éstas se cambien por otras nuevas o de otro tipo.
5- Elementos en el lateral izquierdo del medidor En el lateral izquierdo son visibles dos tapones con una ranura que permite desenroscarlos con una simple moneda y una base para conectar el jack del auricular.
(1) Departamento separado para alojar el tubo Geiger interno
(2) Tubo Geiger FHZ-76, de baja dosis, o FHZ-74, de alta dosis (3) Tapón metálico del departamento del tubo Geiger (4) Tapón metálico del departamento de la batería (5) Adaptador para batería recargable de Ni-cad (niquel-cadmio) (6) Batería recargable DEAC SK-225-DK de Ni-cad (niquel-cadmio) de 6 Volts (7) Pila de mercurio Mallory SKB826, de 4.8 Volts (8) Departamento separado para alojar la batería (9) Auricular para controlar de forma acústica la cadencia de impulsos detectados En las cuatro siguientes imágenes vemos como utilizando el canto de una moneda como destornillador se pueden abrir ambos departamentos y extraer el tubo Geiger y las pilas. Podemos observar también la junta tórica que tienen ambos tapones para prever la necesaria estanqueidad frente al polvo o al agua, y que conviene engrasar de vez en cuando con algo de vaselina para que no se agriete.
6- Las opciones de alimentación En el puntos 4 del listado de elementos de la figura 6, vemos que una de las opciones de alimentación del FH40T es mediante baterías recargables Ni-cad de 6 voltios de tensión, en concreto cita las DEAC SK-225-DK de cinco elementos. Sin embargo, las baterías de níquel cadmio tienen el problema de la alta autodescarga, que normalmente es del 5% mensual y de forma acumulativa puede restar en un año un 60 % de su capacidad total. Lo cual nos puede dar sorpresas en caso de utilizar el aparato tras un cierto tiempo de almacenamiento. Por otra parte, la capacidad de estos elementos no es demasiado alta de origen y suele degenerarse de forma bastante rápida con el tiempo, por este motivo el manual sólo asegura 10 horas seguidas de autonomía antes de tener que cambiar la batería. Como este tipo de batería, formado por elementos de tipo botón, es sensiblemente más corta que el departamento donde se aloja, se utiliza el adaptador (fig 6-4a) consistente en un corto cilindro de plástico con un puente metálico que une ambos extremos. La alimentación con pilas de mercurio de 4.8 Volts La segunda opción utilizada en el FH40T eran las pilas de mercurio Mallory SKB826 de 4.8 Volts, con las que se aseguraban una baja tasa de descarga y a la vez aumentar la autonomía hasta las 100 horas de funcionamiento. El problemas es que tales pilas están en desuso por su alto contenido de mercurio y ya no son fáciles de encontrar. Observemos que la tensión nominal de la pila es de 4.8 volts, contra los 6 volts de la recargable de níquel-cadmio. Utilizar tal disparidad de tensiones es posible precisamente gracias al sistema de ajuste o de compensación de batería que ya hemos citado antes. La opción actual con pilas y baterías de litio En la actualidad, la opción más interesante para alimentar el FH40T son los elementos de litio, bien sean en forma de pila no reutilizable, o de batería recargable. Muchos usuarios optan por colocar en serie dos pilas de litio tipo fotografía, de 3,4 volts, las cuales, puestas en serie suman en longitud aproximadamente lo mismo que la Mallory de mercurio, y utilizando un tubo adicional de cartón o de plástico para adaptarlas al mayor tamaño del contenedor. La tensión final es de 7,2 volts, lo cual alcanza el límite especificado en las características de este detector. Esta combinación también consigue una autonomía de 100 horas.
Lo ideal sería probablemente encontrar dos elementos de litio del mismo tamaño que los anteriores, pero recargables, pero de forma curiosa tambien funciona con uno sólo, con una tensión de sólo 3,4 o 3,6 volts, aunque tal valor esté por debajo de los 4 especificados como mínimo. Estos elementos, que suelen ser de 3,7 V 2 A/h pueden encontrarse en el interior de baterías de ordenadores portátiles, y en teoría permitirían una autonomía de 83 horas, aunque es muy posible que en el estadio final de carga la tensión sea ya insuficiente para alimentar de forma correcta el circuito del detector y por tanto esta cifra se vea reducida. En las pruebas he estado utilizando una batería recargable única de litio de 3,7 Volts, que teoricamente está por debajo del mínimo de 4 volts especificado en las características de alimentación, y sin embargo el Frieseke continua funcionando sin problemas, aunque con el indicador de aguja marcando valores un 20% inferiores a los reales. A este respecto, tal vez sería posible reajustar todo el aparato para funcionar por norma con esta batería recargable de un solo elemento, que se obtiene fácilmente del desguace de baterías de ordenador portátil. En todo caso, cuando analicemos el circuito del aparato y sus márgenes de calibración, ya valoraremos esta posibilidad. 7- El auricular para controlar la cadencia de impulsos En muchos casos, como en la prospección sobre el terreno no es necesario estar constantemente observando los niveles en el instrumento de aguja, sino que es más práctico hacerlo de forma acústica, pudiendo dedicar la vista a ver por ejemplo por donde se anda. La manera es utilizar un auricular externo, ya que este detector no incorpora altavoz en su interior. El auricular es del tipo clásico para telefonistas, con un enganche en forma de C que lo sujeta a la oreja. Dicho auricular se guarda normalmente en un pequeño compartimento del la bolsa de cuero del detector, junto a un soporte que permite también guardar un tubo Geiger de recambio. Para usarlo se conectará en la base jack similar a un tipo Aiwa
Sistema: electrodinámico
Impedancia: 40 Ohms Volumen: 120 Phon para 1 W a 1.000 Hz. Código de recambio del auricular completo: T40-0226 En mi caso, el auricular no estaba en la caja Tipo 2, pero no representó un gran problema el construir otro semejante. Para ello utilicé el soporte de uno parecido y la cápsula sonora de unos auriculares normales para un lector MP3. En lo único que sí perdí un poco de tiempo fue en la fabricación del conector tipo Aiwa, puesto que ninguno de los que pude encontrar en la tienda de recambios se adaptaba a las medidas de la base, y me vi obligado a fabricar uno desde cero, utilizando un terminal eléctrico, parte de un conector de alimentación de un disco duro y pegamento Nural tipo "soldadura en frío". 8- Funcionamiento del medidor de radiación Frieseke FH40T Antes de proseguir con la descripción del resto de elementos de este detector procederé a mostrar de forma esquemática como funciona interiormente. Para empezar, se puede describir el principio de funcionamiento de tubo Geiger, pero como en otras páginas de esta web, como en la dedicada a mi Contador Geiger AN-1 y he efectuado una descripción sobre este elemento, aquí sólo repetiré una versión algo más reducida. El elemento detector denominado Geiger o Geiger-Müller tiene normalmente la forma de tubo metálico que contiene gas noble, como neón, argón o una mezcla de ambos, a baja presión, con el aditamento de un pequeño porcentaje de algún gas de halógeno, bien sea cloro o bromo. En el tubo existen además dos electrodos, uno en forma de conductor central, que hará de ánodo al ir conectado a tensión positiva, y el propio cuerpo metálico del tubo, que hace la función de cátodo, conectado al polo negativo. Cuando una partícula radioactiva ionizante penetra a través de las paredes y cruza el gas interior, su energía es capaz de separar algunos electrones de la envoltura de los átomos, creando pares electrón-ion (siendo el electrón libre el ion negativo, y el núcleo con el resto de su envoltura el ion positivo). Si en este momento tenemos tensión aplicada a los electrodos del tubo, el campo eléctrico obligará a los iones creados a moverse hacia el electrodo del signo contrario. Por su menor masa los electrones se aceleran mucho más, chocando en su camino con otros átomos de gas a los que también ionizarán. Esta secuencia en forma de avalancha producirá el paso de corriente a través del tubo hasta que el aumento general de la energía interna llega al punto de romper las moléculas de cloro o bromo, provocando que sus átomos capturen iones libres hasta extinguir la descarga. Cuando esta cesa, durante un breve intervalo de algunas decenas de microsegundos se produce una recombinación interna, tras la cual el tubo queda listo para efectuar una nueva detección. Este fenómeno es causado normalmente en el tubo Geiger por las partículas radioactivas, pero también por los rayos cósmicos procedentes del espacio y por los rayos X de los equipos de medicina. El tubo nos generará un impulso de salida por cada partícula radioactiva que detecte. A continuación, el impulso deberá pasar a un circuito normalizador y será convertido finalmente en un nivel de tensión variable que moverá la aguja de un indicador calibrado. Esquema de bloques del Frieseke FH40T
 - El bloque 1 es un generador de alta tensión, que convierte los 4, 6 o 7 voltios de la pila en una tensión continua algo superior a 500 volts. Pese a tal diferencia, la potencia eléctrica absorbida no es muy grande, ya que el consumo de alta tensión es casi insignificante. - Dicha tensión pasa a través de la resistencia Rs y polariza el tubo de gas del bloque 2. Éste es un tubo de efecto corona diseñado para mantener entre sus bornes la tensión exacta de 500 Volts, y su función es producir la caida de tensión necesaria para evitar cualquier exceso por encima de este valor. - Esta tensión "estabilizada" a 500 volts pasa a través de la resistencia Ra, normalmente de un valor alto, en este caso de 5 megaohmios, y polariza el tubo Geiger, el cual no conduce en su estado normal, excepto, como ya hemos explicado, cuando se produce su desgarga por efecto de una partícula ionizante. - La señal resultante del tubo Geiger pasa al bloque 3, que se trata de un circuito discriminador y amplificador. La función discriminadora rechaza las señales que estén por debajo de cierto nivel, con lo que puede eliminar ruidos que no pertenezcan a la detección de una partícula, mientras que la parte amplificadora prepara la señal para ser enviada al siguiente módulo. - El bloque 4 es un conformador de la forma de onda. Dicho de otra manera, "regulariza" las señales para que todas sean iguales en amplitud y en duración, para así evitar errores de lectura que sin duda se provocarían al cambiar de tubo Geiger. - El bloque 5 lo forma un circuito integrador y un indicador de aguja, que refleja de forma analógica, en número de señales iguales que se producen por unidad de tiempo. En realidad no "cuenta" las señales de forma acumulativa, sino que indica la "densidad" media de las mismas, reflejando por lo tanto la intensidad media de la fuente radioactiva/ionizante. - El bloque 6 es un pequeño amplificador que a partir de la señal "regularizada", genera un "click" en el auricular por cada partícula detectada, ofreciéndonos una indicación acústica relativa que nos evita el tener que estar mirando constantemente la aguja del indicador. Esta somera descripción nos prepara para analizar un poco más en profundidad el circuito electrónico que constituye estos módulos: Esquema completo del detector de radiación FH40T
 El circuito está equipado con cuatro transistores de las siguientes características
(2) -Ts1 y Ts2- OC-76 Germanio, PNP, 125 mW, 155 mA, 32 Volts.
(1) -Ts3- OC-460 Germanio, PNP, 200 mW, 50 mA, 10 Volts. (1) -Ts4- OC-140 Germanio, NPN, 140 mW, 400 mA, 20 Volts. 9- Descripción completa de los bloques y su funcionamiento Bloque 1: - Este bloque está representado en la parte superior izquierda del circuito, por un transistor OC-76, el transformador Tr-1, tres resistencias, una de ellas ajustable, y un condensador. Este conjunto forma un típico oscilador de bloqueo automantenido, en que la señal de realimentación obtenida de los terminales 3-4 del transformador, ataca la base del OC-76, del tipo PNP. La oscilación amplificada sale del colector hacia el terminal 1 del Tr-1, estando el terminal 2 de salida unido a masa. La resistencia ajustable R-4 de 2 K, polariza la base y modifica el punto de funcionamiento del transistor, aumentando o disminuyendo la duración de los impulsos de bloqueo, con lo cual cambia la potencia y la tensión transferida al secundario del transformador. Fuente de alimentación para el tubo Geiger
 Siguiendo la línea de alimentación, nos encontramos con un rectificador en configuración de doblador de tensión. La tensión aumentada por la relación de transformación de Tr-1 es llevada a los diodos GR-1 y Gr-2, que debemos observar, están conectados al terminal 6 con la polaridad inversa, desviando la semionda positiva hacia el condensador C-3 y la negativa hacia C-2, estando el terminal 5 de transformador conectado al punto intermedio de ambos condensadores. Aparte de ésto, debemos fijarnos que el punto negativo está conectado a masa. En el punto de unión de GR-2, C-3 y R-5, ya tenemos una tensión algo superior a 500 volts, cuyo valor podremos regular con la resistencia R-4, pero para un buen funcionamiento del tubo Geiger es necesario que dicha tensión esté estabilizada, y de ello se encarga la resistencia R-5, de 1 Megaohm y el tubo de descarga de corona FHZ-55. Bloque 2: El tubo de corona FHZ-55 es un dispositivo de cátodo frío diseñado de tal forma que la tensión en descarga entre ánoido y cátodo se mantiene a un valor fijo, en este caso de 500 volts, entonces, si lo asociamos a una resistencia en serie, la intensidad a través del FHZ-55 (y por tanto la caída de tensión en la resistencia) irá variando de acuerdo a la que sea necesaria para mantener los 500 volts. Este sistema de regulación es sencillo y fiable, y era habitual en detectores de radiación de los años 60, pero a la vez, como actúa "frenando" la tensión creada en exceso por el oscilador a bloqueo, introduce un consumo innecesario de alta tensión, muy superior al causado por el propio tubo Geiger durante su funcionamiento, lo cual provoca un mayor consumo de las baterías. Estabilizador de tensión a 500 Volts
 Para ajustar la excitación correcta del oscilador de bloqueo procederemos de la siguiente forma: 1) Retiraremos la tapa trasera del Frieseke, tomaremos un tester digital con una pinza de alta tensión de 100 Megaohmios y la conectaremos entre masa y el punto de unión GR-2, C-3 y R-5. 2) Arrancaremos el medidor de radiación, ajustaremos con el mando "Betriebsspannung" que la aguja coincida con la marca indicadora de la tensión de batería e iremos moviendo la resistencia variable de ajuste R-4 hasta que la tensión marque 550 Volts. Tubo estabilizador de efecto corona FHZ55/500
 Siguiendo con la descripción del esquema, vemos que en la parte alta del circuito, siguiendo la línea del positivo, encontramos la resistencia R-6, de 5 Megaohms. Es un componente importante ya que se trata de la resistencia de polarización del tubo Geiger, y su valor está recomendado por el constructor del tubo en aras de mantener un equilibrio entre la vida operativa real (el núnero total de ciclos de deteccciones que será capaz de llevar a cabo) y la intensidad mínima que debe mantenerse durante la descarga para que el tiempo muerto entre detecciones sea el menor posible. Respecto a este punto, debemos decir que el tiempo muerto está condicionado principalmente por la carga electrónica de los iones positivos, cuya gran masa relativa les confiere mucha menos movilidad que los electrones y por tanto tardan más en neutralizarse. A continuación encontramos el propio tubo Geiger, que como hemos explicado, en reposo es como un circuito abierto, pero que se vuelve brevemente conductor en el momento de detectar el paso de una partícula ionizante. Bloque 3: El impulso de intensidad que se produce en el tubo, se cargará sobre la resistencia R-18, de 100 K. en forma de un pico positivo de tensión. La señal pasa a través de C-10 y queda atenuada por R-13, de tan sólo 5 K. Detrás de ella está el transistor Ts-4, del tipo OC140, el cual está polarizado en clase B, y no va a conducir hasta que su resultante no supere la tensión Base-Emisor de este tipo de transistores, que es de 0,2 volts. Dicho umbral, aunque pequeño, evita la entrada de ruido procedente del tubo Geiger, a la vez que genera una onda de salida de pendiente considerable. Tubo Geiger y amplificador de señal
 Tenemos entonces que la señal aparecerá invertida en fase y amplificada de corte y saturación en la resistencia de carga R-15, de 2,2 K, y saldrá hacia la siguiente etapa a través de C-4 y R-17. Bloque 4: La parte correspondiente al bloque 4 es de interpretación algo compleja. Este paso es calificado como "normalizador" en el manual de instrucciones, y su función es igualar los impulsos diferentes en amplitud y duración presentes en la entrada, ya que de otra manera, las lecturas del instrumento indicador podrían ser erróneas al cambiar de un tubo Geiger a otro. Normalizador de forma de onda
 En un circuito tradicional preparado para funcionar con varios tubos se utilizaría un gatillo Schmitt para convertir el pico la señal en una cuadrada de amplitud constante, y un monoestable para conseguir además que dure exactamente lo mismo, con independencia de la forma que tuviera en la entrada. De esta manera, al rectificar las señales y sumarlas mediante un integrador, la tensión continua resultante reflejará la el número de señales en una unidad de tiempo, con independencia del tubo que tengamos conectados. Sin embargo, el Frieseke utiliza un circuito extraño en que el elemento más curioso es el transformador Tr3, de cuatro bobinados, que en el esquema confunde un poco porque aparece dibujado como si fueran dos transformadores distintos, de dos bobinados cada uno, conectados solamente por una línea discontinua que indica que comparten el mismo núcleo. Analicemos un poco el asunto: - El bobinado 7-8 es un secundario de salida de señal hacia un sencillo amplificador de audio de un solo transistor, mostrado en el Bloque 5, que a su vez activa el auricular externo. - El bobinado 3-4 es un secundario de salida de señal hacia el Bloque 6, es decir, hacia el paso rectificador-integrador que mueve la aguja del indicador. - El bobinado 1-2 es el primario excitador procedente del colector del transistor OC460 Ts3 - El bobinado 6-7 es de realimentación de señal, aunque en honor a la verdad, no he conseguido averiguar como trabaja. Está situado en paralelo con la señal de los tubos Geiger proveniente del bloque 3, y también con un diodo OA91 que va al positivo, presumiblemente para eliminar picos contrarios. El resultado de todo ello se aplica a la entrada del transistor Ts3 que es a su vez quien excita el transformador. Asociado a los elementos de este bloque está la galleta S2/3 del conmutador selector con varios componentes RC, como los condensadores C-5 y C-6 y la resistencia R19, que adaptan la ganancia del circuito para cada tipo de tubo y de escala. Bloque 5: Amplificador del auricular
Bloque 6: El bloque 6 es el de salida, es decir, el que finalmente muestra mediante la desviación de una aguja la cadencia o "densidad" de las radiaciones detectadas. Rectificador-integrador de señal, ajuste de escalas e instrumento indicador
 La señal llega procedente de la pata 4 del transformador Tr3, es rectificada por el diodo de germanio D3, del tipo OA-91, y va hasta la galleta S2/2 del conmutador-selector principal. Las conexiones dependientes de la posición, son las siguientes: - Posición 8 - Conexión directa para escala 0-320 imp/min
- Posición 9 - Conexión directa para escala 0-12.500 imp/min - Posición 10 - Conexión directa para escala 0-0,5 mr/h - Posición 11 - Conexión directa para escala 0-25 mr/h - Posición 12 - Conexión directa para escala 0-1 r/h - Posición 1 - Conexión a la tensión de alimentación a través de R-12 - Posición 2 - Conexión a la tensión de alimentación a través de R-12 - Posición 3 - Conexión a la tensión de alimentación a través de R-12 - Posición 4 - Conexión a resistencia atenuadora R-14 para escala de 0-50 r/h - Posición 5 - No está conectada - Posición 6 - No está conectada - Posición 7 - No está conectada La resistencia R-12 proporciona una indicación de la tensión de alimentación y en las posiciones 1 y 3, que corresponden a la escala Betriebsspannung, permite ajustar la aguja sobre la marca mediante en mando de regulación. Debemos observar que la posición 2 tambien está conectada, pero en este caso el selector está en AUS y por tanto el interruptor en serie con R-1 está abierto, y sirve para descargar rápidamente lo condensadores C8 y C9 e iniciar una nueva medida. La galleta S2/1 es la de ajuste de escalas, y afecta a las siguientes resistencias variables: - R-10 Ajuste de escalas 0-320 imp/min y 0-0,5 mr/h
- R-9 Ajuste de escalas 0-12.500 imp/min y 0-25 mr/h - R-8 Ajuste de escala 0-1 r/h - R-7 Ajuste de escala 0-50 r/h Vista del circuito impreso y algunos elementos adicionales tras retirar la tapa trasera
 10- Datos técnicos de la sonda Ahora debemos hablar de un circuito que no está representado en el esquema. Se trata de un pequeño circuito impreso contenido en el interior de la sonda extensible, la cual se conecta en el lugar donde habitualmente va insertado el tubo. Dicha sonda tiene una longitud de cable de 2,5 metros, lo cual, con impedancias del orden de 100 K implicaría una excesiva atenuación de la señal del tubo debido a la capacidad del cable. La solución adoptada por Frieseke para bajar la impedancia de la señal y que la capacidad no le afecte, es disponer en el interior de la base de la sonda de un pequeño circuito auxiliar, igual al asociado al transistor Ts-4, cuya salida se conecta también al punto común entre entre el colector del OC140 y la resistencia R-15. Sin embargo, no puedo dar una seguridad absoluta de la composición de dicho circuito, porque al intentar desmontar la sonda, vi que al extraer los elementos probablemente se rompería la hoja de mica Hostaphan, y en vista que no podría reemplazarla, opté por no insistir. La efectividad de este circuito permitiría, en caso de necesidad, el prolongar el cable de las sonda, hasta 30 metros. - Amplificador interno con transistor NPN OC140
- Alimentación tomada de un contacto auxilar del FH40T, con un consumo normal de 50 microamperios y un máximo de 1 mA. - Longitud del cable: 2,5 m. - Diámetro del cable: 3,5 mm. - Capacidad 120 pF/m. - Resistencia de aislamiento a 1000 V: 100 Megahoms/m. 11- Escalas del FH40T: - Las indicadas en imp/min , que significa "impulsos por minuto" y hacen referencia al número de partículas detectadas por el tubo Geiger en un minuto. Naturalmente, el circuito de este detector es analógico y no "cuenta" durante un minuto para saber el número real y absoluto, sino que va integrando los impulsos a medida que llegan, en un tiempo mucho menor, e interpola el resultado para que la aguja vaya marcando en cada momento más o menos el mismo valor que marcaría si se realizara el conteo absoluto durante 1 minuto. Otra consideración de este tipo de escalas es que son valores relativos a un tubo Geiger en concreto, y dependen de la curva de sensibilidad tenga para los tipos de radiación, las energías de las partículas a las que es sensible y en tiempo transcurrido entre una partícula y la siguiente. Por este motivo, si no se dispone de esta información, no se pueden establecer valores absolutos de radiación, y debemos limitarnos a lecturas comparativas con fuentes radiactivas de emisión conocida. En el FH40T hay dos escalas de este tipo y se utilizan normalmente con los tubos FHZ-72 y 73, en conjunción con las tablas de sensibilidad para algunos radioisótopos comunes que pueden verse en esta misma página, en el apartado donde se describen las características de estos tubos. - Las indicadas en r/h y mr/h, cuyo significado es "Roentgens/hora" y "miliRoentgens/hora" que reflejan dosis Gamma en esta unidad. El Roentgen es una unidad establecida en 1928 que refleja la carga eléctrica creada por ionización en 1 cm3 de aire seco. Es una unidad antigua que no refleja el efecto de las radiaciones sobre la materia inerte o biológica, sino sólo su efecto ionizante en las condiciones descritas. Las posiciones del conmutador S respecto a las escalas son: - Posición 8 - Escala de 0-320 imp/min (es la última posición del conmutador al girar en sentido horario)
- Posición 9 - Escala de 0-12.500 imp/min - Posición 10 - Escala de 0-0,5 mr/h - Posición 11 - Escala de 0-25 mr/h - Posición 12 - Escala de 0-1 r/h - Posición 1 - Ajuste de tensión de batería Betriebsspannung - Posición 2 - AUS (es la posición inicial del conmutador, en la situación de aparato apagado) - Posición 3 - Ajuste de tensión de batería Betriebsspannung - Posición 4 - Escala 0-50 r/h (es la última posición del conmutador al girar en sentido antihorario, con el FHZ 74) - Posición 5 - no seleccionable, no está conectada - Posición 6 - no seleccionable, no está conectada - Posición 7 - no seleccionable, no está conectada A través de los puentes existentes entre las posiciones 8 y 10, y entre 9 y 11, comprobamos lo que ya se ha dicho anteriormente, que hay dos escalas que son equivalentes a otras dos, se trata de la 0-320 imp/min, igual en conexionado a la de 0-0,5 mr/h, y la de 0-12.500 imp/min, que es igual a la de 0-25 mr/h. 12- Desmontaje del FH40T El FH40T es un aparato bastante compacto para la época en que fue diseñado, y por tanto, el espacio interno es tan reducido que los componentes ha debido repartirse en dos circuitos impresos, situados uno sobre otro. Si observamos de nuevo la imagen anterior, en que la tapa ha sido retirada, veremos los componentes del circuito impreso superior, destacando las cuatro resistencias variables de regulación de las escalas, uno de los diodos rectificadores de alta tensión, el tubo regulador de efecto corona y dos pequeños diodos señal. En la parte alta, vemos además el tambor de las distintas escalas, que se mueve mediante el mando selector del lateral, y también el conmutador rotatorio de tres galletas, que aparte de actuar como interruptor, cambia eléctricamente dichas escalas. A la izquierda del circuito impreso vemos el potenciómetro de ajuste de la tensión de batería, que recordemos debe efectuarse con el manso exterior asociado y la escala "Betriebsspannung" seleccionada. E inmediatamente debajo del mismo está el transformador Tr1, de la fuente de alimentación. Para proceder al desmontaje del circuito impreso, deberemos hacerlo siguiente: 1) Quitar la baterías para evitar cortocircuitos fortuitos
2) Retirar un clip de tres puntas en el eje del mando de ajuste de tensión de baterías, y retirar éste un poco hacia fuera para dejar libre el eje del potenciómetro. 2) Quitar los tres tornillos de sujeción - Tornillo de masa situado en la esquina inferior derecha, junto a la resistencia ajustable R-7 - Tornillo situado casi en la misma horizontal, al lado del terminal derecho del diodo rectificador - Tornillo situado en el circuito impreso inferior, a la izquierda de R-10 3) Cercionarse que el mando selector muestra la pantalla AUS, en caso contrario, el conmutador no va a salir de su encastre en el eje del tambor de escalas. Aparte del desmontaje puramente mecánico, es necesario desoldar 10 conexiones eléctricas antes de proceder a extraer el circuito impreso y los componentes que a él están fijados, como el conmutador rotatorio de 3 galletas, el transformador de alta tensión o el potenciómetro de ajuste de batería. Conexiones que es necesario desoldar para extraer el circuito impreso
 En la parte alta del circuito impreso, casi en contacto con el instrumento indicador, hay 7 contactos fijados la baquelita, de los cuales 5 van a conexiones exteriores. Comenzando por el primero de la izquierda, que denominaremos Contacto 1, indicaremos la secuencia de desconexión. 1) - Desoldar el cable amarillo grueso que procedente del compartimento del tubo Geiger va al Contacto 1 2) - Desoldar el hilo delgado de color negro que sale de la derecha del instrumento indicador y va al Contacto 3 3) - Desoldar el hilo delgado de color rojo que sale de la izquierda del instrumento indicador y va al Contacto 4 4) - Desoldar el cablecillo negro que procedente de la base del jack de los auriculares va al Contacto 5 5) - Desoldar el cable rojo grueso que procedente del compartimento del Geiger va al Contacto 6 6) - Desoldar el hilo corto amarillo que procedente del contacto inferior del interruptor general, va al Contacto 7 7) - Desoldar el cable delgado amarillo que procedente del compartimento de baterías, va al contacto superior del potenciómetro de baterías 8) - Desoldar el cable grueso negro que procedente del compartimento del tubo Geiger va a un contacto situado sobre el tubo estabilizador 9) - Desoldar un hilo delgado rojo que procedente del compartimento de baterías, va hasta la lengüeta de la bombillita de iluminación 10) - Desoldar un hilo amarillo que procedente del potenciómetro de ajuste de batería, va al contacto superior del interruptor general Una vez retiradas estas conexiones, comenzaremos a tirar suavemente del circuito impreso hacia arriba, que debería ir saliendo de la caja sin problemas, aunque debamos ayudar un como con un destornillador en la zona del conmutador. Si el conjunto sólo se levanta un poco comprobar si su parte inferior se engancha en el instrumento indicador. En este caso, no forzarlo y mirar de liberar la retención antes de continuar.
13- Cartucho desecante Por sus especificaciones militares, el FH40T debe poder funcionar en ambientes húmedos sin más problemas, así como poder ser almacenado durante mucho tiempo sin correr el riesgo que la condensación por bajas temperaturas eche a perder los circuitos internos. Para conseguir estos propósitos dispone en su interior de un cartucho rectangular de fina malla metálica que contiene silica-gel o algún otro producto absorbente. El recipiente tiene las medidas de 3,5 x 1,1 x 0,5 cm y está ensartado en el espacio comprendido entre el potenciómetro de ajuste de la tensión de batería y el eje del selector principal. En las instrucciones del Frieseke aconsejan cambiarlo cada año, y por ello, en su momento podía conseguirse como recambio, pero también existe la posibilidad de "regenerar" el producto absorbente para que siga prestando su servicio sin límite de tiempo. El cartucho desecante de malla metálica
 Al absorber humedad, el producto interno va cambiando de color, pasando de un azul brillante al estar seco, a un blanco apagado cuando está saturado de agua. De tal manera, que si tras un tiempo de uso o almacenamiento observamos este color, bastará extraer el cartucho, introducirlo en un horno a 100 Cº durante una hora, para que recupere el color azul y su efectividad original. 14- Sustitución de las pantallas de mica Hostaphan Tanto en el cuerpo del detector principal, como en la sonda extensible, el Frieseke dispone de sendas pantallas practicables para separar las medidas de Gamma y Beta+Gamma en medidas sucesivas. Dichas pantallas son de acero de 1 mm. de grosor y frenan completamente las betas y en cambio dejan pasar las gammas con una pequeña atenuación. Cuando las pantallas están retiradas, los contenedores muestran sendas rejillas protegidas del polvo y la humedad por hojas de mica Hostaphan, de tan sólo 10 micras de grosor. La mica es un material excelente para esta función ya que con poco espesor resulta incluso transparente a las partículas Alfa, y no digamos a los electrones que forman las Beta, de masa seis mil veces menor que las anteriores. El problema, no obstante es que son láminas muy fáciles de romper y que por tanto en alguna ocasión será necesario cambiar. No obstante, como mica de estas características puede ser muy difícil de encontrar, yo propondría utilizar algún tipo de plástico delgado, como el mylar, que hará el mismo cometido y no va a atenuar la radiación Beta de un modo apreciable. Veamos el procedimiento a seguir para efectuar el cambio: Cambio de la hoja de mica en el detector 1) Quitar el tapón del compartimento y extraer el tubo Geiger
2) Con un objeto largo, presionar el fondo, justo en el centro, para que se libere el mecanismo de giro en sentido contrario a las agujas del reloj, y girar el selector hasta dejarlo a medio camino entre Betribsspannung y la escala de 50 r/h 3) Con el dedo tirar 1 cm desde el interior y hacia a fuera la pantalla 4) Hacer girar la pantalla unos 30º en sentido contrario a las agujas del reloj, y extraerla. 5) Quitar los restos de mica que hubiere y también los de pegamento, utilizando para ello un poco de disolvente. 6) Pegar la nueva hoja de mica en el interior, tapando las aberturas de la rejilla, con un poco de epoxy (el manual aconseja Bakelit-Lack, imposible de encontrar) 7) Seguir los pasos a revés para insertar de nuevo la pantalla metálica. Atender que el muelle de la pantalla se halle en su posición correcta. Mecanismo que sujeta la pantalla interna del filtro de Betas
 Cambio de la hoja de mica en la sonda extensible 1) Quitar el tapón del compartimento y extraer el tubo Geiger
2) Quitar el muelle anular, sacándolo de su ranura 3) Extraer la envoltura interna de la sonda 4) Quitar los restos de mica y pegamento y añadir una hoja nueva de igual forma que en el paso apartado anterior 5) Montar siguiendo los pasos inversos 15- Funcionamiento con el circuito desmontado En algunos momentos podemos necesitar arrancar el circuito sin que esté insertado en la caja de aluminio, por ejemplo, para realizar una reparación o comprobar con el osciloscopio señales en puntos que no están normalmente accesibles. Para ello deberemos conocer sólo ocho conexiones básicas: 1) Contacto 1 - Ánodo del tubo Geiger
2) Cátodo del tubo Geiger en el contacto situado sobre el tubo estabilizador 3) Contacto 3 - Negativo del instrumento indicador de 500 microamperios 4) Contacto 4 - Positivo del instrumento indicador 5) Contacto 5 - Salida positiva para el altavoz o auricular de media impedancia (40-80 ohms) 6) Contacto 7 - Positivo de alimentación + 4 volts. 7) Negativo de alimentación a la línea de la derecha de la imagen que une las resistencias variables de ajuste 8) Negativo del altavoz o del auricular también a la línea negativa anterior Una vez efectuadas las conexiones, y para que el circuito funcione, el eje del conmutador debera ser girado con unas pequeñas alicates hasta que los cursores giratorios de las galletas estén totalmente verticales. En este momento estará seleccionada la escala de 25 mr/h (equivalente a 0-12.500 imp/min), girando un paso más en sentido de las agujas del reloj se selecciona la escala de mayor sensibilidad, que corresponde a 0-0,5 mr/h (0-320 imp/min). Arrancando el circuito fuera de la carcasa con sólo ocho conexiones
 En la imagen anterior el circuito está funcionando con el tubo FHZ-76 y una muestra radioactiva de U-238. La indicación de la cadencia de impulsos se refleja en la aguja del instrumento indicador mientras los "clicks" son perfectamente audibles en el altavoz de media impedancia. La alimentación se efectúa a través de una fuente variable ajustada a 4 volts. 16- Comprobando la calibración con su fuente radioactiva Si tenemos la suerte que la muestra radiactiva de 25 microCuries de Cesio-137 esté presente en nuestra maleta de transporte tipo 2, la calibración podrá comprobarse insertándola en el pivote de acero situado en la carátula frontal y con el tubo FHZ-76 seleccionando la escala de 25 mr/h. En estas condiciones, la aguja debe marcar 5 mr/h. Si las desviaciones son mayores de un 15% y el valor leído no se encuentra dentro del margen de 4,25 - 5,75, el instrumento deberá recalibrarse. Observemos en con esta escala la ventana de Betas está cerrada y que lo único que penetra en el compartimento del tubo Geiger es la radiación Gamma. Comprobando el funcionamiento FH40T en la escala 0-25 mr/h con la muestra de Cesio-137
 Un detalle a tener en cuenta es que el Cs-137 tiene una vida media de 30,25 años, y por tanto si es una muestra original de los años 60 su actividad estará notablemente disminuida. En la desintegración radiactiva, una parte del Cesio-137 se transforma por decaimiento Beta directo en Bario-137 estable, pero la otra, también por decaimiento Beta se convierte primeramente en un elemento alotrópico del mismo Bario, es decir, en un estado excitado que se denomina "Ba-137 m", el cual a su vez decae con vida media de sólo 2,55 minutos a Bario estable, emitiendo en el proceso una considerable cantidad de radiación Gamma, que es lo único que de detecta fuera de la muestra y se utiliza en este caso para comprobar la calibración. 17- Calibrando el FH40T con un generador de impulsos Este contador Geiger, a igual que otros de tipo analógico, es en esencia un tacómetro que va integrando el número de impulsos en un nivel de tensión creciente que guarda en un condensador, mientras un drenaje resistivo calculado ex profeso va restando carga con el transcurrir del tiempo, generalmente de pocos segundos. El punto de equilibrio entre la carga de entrada y la de salida se traduce en un nivel de tensión que equivale al que crearía la misma radiación si fuera estable durante un tiempo mucho mayor, de un minuto si medimos número de impulsos o de una hora si se trata de Roentgens.
Por otra parte, la dosis de radiación reflejada en un instrumento de aguja puede ser muy diferente respecto a la total emitida por la sustancia u objeto radioactivo, porque dejando de lado de los Roentgens no reflejan la influencia biológica de otras unidades de medida más modernas, como el Rem, el Sievert o el Gray, tampoco tenemos en cuenta que sólo detectamos una pequeña superficie de la esfera de radiación real. Y a todo ello deberíamos sumar las correcciones por la curva de sensibilidad del tubo Geiger y el grado de linealidad de representación que proporciona el instrumento utilizado.
Por tal suma de motivos, en las escalas de imp/min deberemos contentarnos con conseguir que el número de "clicks" contados en un breve intervalo de segundos, se extrapole lo más fielmente a los que recibiríamos durante un minuto de la misma cadencia media, y en las escalas de dosis, confiar que el cuidado puesto por el fabricante del instrumento relacionando ambos parámetros, haya sido lo más acertado posible. Yendo al grano. Si anotamos los valores que figuran en las escalas de 0-320 y 0-12.500 imp/min y dividimos dichos valores por 60, obtendremos la frecuencia en Hz para que la aguja marque lo mismo con los impulsos regulares procedentes de un generador de laboratorio o con los de las cadencias fuertemente aleatorias salidas de un tubo Geiger. Los valores serán:
1) Tomaremos el FH40T y le quitaremos la batería y el tubo Geiger que tenga instalado en su compartimento interior. Seguidamente le retiraremos la tapa trasera y le conectaremos dos instrumentos: una fuente de tensión ajustada a 4 Volts y el generador de señal cuadrada PLL que de momento ajustaremos a la frecuencia de 5,500 Hz.
Conexiones de la fuente de alimentación y del generador de señal al FH40T
 2) Ahora accionaremos el selector rotatorio hasta la escala de 0-320 imp/min y observaremos donde marca la aguja. Si está sobre la marca de 320 lo dejaremos estar, pero si queda un poco por encima o un poco por debajo, reajustaremos la resistencia variable R-10 para encontrar el punto justo. 3) Ya tenemos ajustada esta escala en su tope, pero ahora iremos comprobando las coincidencias en las marcas de 240, 160 y 80, probando con las frecuencias de 4,000 , 2,500 y 1,143 Hz en el generador de señal. A buen seguro, vamos a encontrar diferencias, y el punto correcto final de la resistencia R-10 será el que consiga la máxima coincidencia general de todos los valores reales con los marcados. 4) Una vez lista la escala baja, colocaremos el mando selector del FH40T en la escala 0-12.500 y repetiremos el proceso con sus respectivos valores de frecuencia y reajustando esta vez con R-9. Mi generador de señal PLL, que pese a los años tiene una muy buena precisión
En estos momentos está ajustado a una frecuencia de 195 Hz.  Con estos dos ajustes dejaremos listas las cuatro escalas bajas de 0-320 imp/min, 0-12.500 imp/min, 0-0,5 r/h y 0-25 r/h, que sin duda serán las más útiles para nosotros, tanto con el tubo FHZ-76 como con los tubos de alta sensibilidad y para líquidos FHZ-72 y 73. Pero en la siguiente, de 0-1 r/h, también utilizable con el FHZ-76, no disponemos de ninguna otra escala comparable en imp/min, y por tanto vamos a tener que improvisar un poco. Si tuviéramos la curva de sensibilidad del tubo FHZ-76, el problema estaría solucionado, pero por desgracia no es así. Y sabiendo que los tubos Geiger tienden a saturarse y disminuir su sensibilidad con altas tasas de detecciones, intentaremos averiguar una curva aproximada. ¿Pero como podemos hacerlo...?
...Pues tras mucho pensar, he llegado a la conclusión que los propios diseñadores del Frieseke nos han dado algunas pistas sin saberlo, porque está claro que ellos sí conocían estas curvas y las tuvieron en cuenta al diseñar las escalas. Por lo tanto, si realizamos una fotocomposición de las escalas escaneadas sin distorsiones y las colocamos alineadas con las marcas de "0", podremos realizar medidas físicas sobre ellas y llegar a conclusiones interesantes. Comparando la coincidencia de las escalas utilizables con el tubo FHZ-76
 Las dos escalas de impulsos/minuto, que son la primera y la tercera, son prácticamente lineales, pero en cambio no lo son las segunda, cuarta y quinta, que reflejan dosis de radiación en Roentgens y sus submúltiplos. Además, fijándonos un poco vemos como las tres de dosis no presentan los mismos patrones de variación. Para hacer las cosas con más propiedad, realizaremos una serie de medidas sobre estas escalas que nos interesan y reflejaremos los resultados en gráficas de Excel.
1) Con la primera gráfica certificamos que la escala de 0-12.500 imp/min es prácticamente lineal.
2) La segunda gráfica nos refleja el comportamiento del tubo FHZ-76 hasta 25 mr/h (que para dicho tubo, está en la parte baja de su curva de sensibilidad. A partir de 5 mr/h también es prácticamente lineal. 3) La tercera gráfica nos muestra en cambio todo el arco de sensibilidad de dicho tubo, hasta 1 r/h. Vemos muy claramente como dicha sensibilidad se va atenuando al crecer los valores. 4) Si pudiéramos superponer la segunda gráfica sobre la tercera, veríamos además que nos alcanza sólo hasta la mitad de la primera marca romboidal, que corresponde a 0,05 r/h, es decir, 50 mr/h. Y como tal tramo podemos considerarlo casi lineal y corrigiendo la pequeña diferencia que hay entre la longitud de la escala de imp/min con la de 25 mr/h... deducimos que le valor en imp/min que corresponde a la mitad del valor de la primera marca romboidal de la tercera gráfica es de: 12.895. 5) Como a diferencia de las dosis, la escala de imp/min es lineal, si extendemos la gráfica de Excel para minimizar el error: Curva de la escala de 1 r/h extendida artificialmente para poder apreciar las proporciones del eje X
 6) Podemos calcular que la coordenada X de la línea roja del final corresponde a 12.895 x 742 / 18,25 = 517.194 imp/min, que dividido por 60 nos dará un valor de 8.619 Hz, que programado en nuestro generador PLL, en la escala de 1r/h nos ha de desviar la aguja hasta el tope de escala. Sin tardanza procedo a realizar este ajuste, comprobando que apenas he de retocar la resistencia R-8 para que nos coincida plenamente. Bien... ahora sólo nos quedaría pensar que hacemos con el tubo FHZ-74 de alta dosis y la única escala de 50 r/h de que dispone. Pero de momento, como carecemos de ninguna referencia con que comparar, no vamos a hacer nada. Dejaremos el ajuste tal como viene de fábrica y cruzaremos los dedos para no tener que medir nunca radiaciones de esta magnitud, pues ello significaría estar muy cerca de un accidente nuclear de comparable al de Chernobyl o que en un desgraciado conflicto nos ha tocado ser Hiroshima, pesadillas que no debemos ni contemplar. 18- Recambios de algunos materiales consumibles En el manual figuran las referencias de un buen número de recambios, aunque, naturalmente, no creo que hoy en día la Frieseke nos los sirva a vuelta de correo. Como curiosidad, indico algunos de ellos: - FHZ-76 - T40-0276 - Tubo Geiger
19- Los tubos Geiger disponibles en la caja 2 del Frieseke FH40T- FHZ-74 - T40-0274 - Tubo Geiger - Hoja de mica Hostaphan paso de radiación Beta - T40-0231 - Lamparita - T40-0209 - 4,5 volts, 50 mA. tipo bayoneta, diámetro 4,5 mm. - O-Ring para tapón de tubo y batería - T40-0227 - 24 x 2,5 Neopreno - O-Ring para regulador - T40-021702 - 23,3 x 2,4 Neopreno - O-Ring para conmutador de encendido - T40-021701 - 6,3 x 2,4 Neopreno - O-Ring para conmutador de encendido - T40-021703 - 33,3 x 2,4 Neopreno - Tapón de batería - T40-0211 - Adaptador - T40-0213 - Tapón para tubo - T40-0225 - Tapa posterior - T40-0113 - Tornillos para tapa - T40-0114 - Muelle para bloqueo de la pantalla del tubo - T40-0243 En la maleta "Verstrahlungsmessergerat 1", aparte del tubo Gieger FHZ-76, de 1 rem/hora, instalado en el medidor, hay dos más, uno de ellos del mismo tipo y un el otro un FHZ-74, para altas dosis (50 rems/hora). Ambos tubos pueden verse en la parte derecha de la imagen siguiente. Pero aunque sean parecidos en cuanto a forma externa, tienen una importante diferencia. Se trata del contacto inferior, que electricamente corresponde al ánodo o electrodo positivo, y que es de 5 mm. en el FHZ 56 y el doble de largo, 10 mm. en el FHZ-74. En la maleta "Verstrahlungsmessergerat 2", en cambio, aparte de los anteriores hay dos tubos más. Se trata de detectores Geiger-Müller de alta sensibilidad para medidas más precisas de bajas dosis de radiación. El primero de ellos comenzando por la izquierda es especial para líquidos y el segundo es de uso general, aunque también puede utilizarse como el anterior. Los tubos Geiger que equipan el FH40T en la maleta tipo 2
 Las características eléctricas de estos tubos son las siguientes: Tubo Geiger para dosis bajas FHZ-76 0-1 r/h Es un tubo Geiger para la medida de radiación Gamma y Beta en bajas dosis presente en las dos maletas de transporte. El tubo contiene gas neón a baja presión con halógeno como extintor de descarga y proporciona la detección de Beta-Gammas con las escalas de imp/min y de dosis Gamma cuando se utiliza las escalas de 0-0,5 mr/h, 0-25 mr/h y 0-1 r/h. Obsérvese el grosor del tubo Geiger propiamente dicho dentro de la protección y el contacto del ánodo corto (5 mm.)
- AUS
- Betriebsspannung - 0-1 r/h - 0-25 mr/h - 0-0,5 mr/h - 0-12.500 imp/min - 0-320 imp/min Este tubo es sin duda el más utilizado para las medidas comunes en el contador FH40T, siendo además el único que baja dosis presente en la Maleta de Transporte 1. El tubo Geiger real contenido en la carcasa protectora es en realidad un ZP1320, bastante común y con muchos equivalentes en el mercado, como el LND-713, de LND.INC, o el Mullard MX-164, cuyas características son:
El tubo LND-713 puede encontrarse en: http://www.lndinc.com/products/332/
Discriminación de Betas/Gammas Todos los tubos Geiger que equipan el FH40T son sensibles a las radiaciones Beta y Gamma, aunque, naturalmente con una respuesta muy diferente para cada una de ellas, tanto por su distinta naturaleza, como también por el amplísimo abanico de energías con que inciden sobre el gas del tubo. Sin embargo, existe un sistema muy sencillo para discriminar ambas radiaciones y establecer sus valores absolutos, porque mientras las Gamma son radiaciones electromagnéticas muy penetrantes, capaces de atravesar planchas de plomo de cierto grosor, muros de hormigón y decenas de metros en el aire, los electrones que forman las Beta quedan detenidos por cinco milímetros de aluminio o espesores muy inferiores de acero, de tal modo que una simple pantalla metálica puede separarlas sin dificultad. Para este menester, el Frieseke dispone de ingeniosos sistemas de apantallamiento que al abrirse dejan pasar las Beta + Gamma y al cerrarse sólo estas últimas. En la imagen que viene a continuación vemos la pantalla automática del departamento donde se aloja el tubo Geiger interno. En la primera imagen la pantalla está abierta y a través de la hoja de mica se intuye la forma cilíndrica del tubo detector. Pero en la segunda se observa como una pieza de acero ha cerrado las rendijas, impidiendo no sólo la vista interna, sino también que ninguna Beta alcance el interior.
Decimos que esta pantalla es automática porque su apertura y su cierre depende de la posición del selector de escalas. Permaneciendo cerrada en todas las escalas de servicio, como la AUS o la Betribsspannung, y también en las cuatro de medida de Roentgens y sus submúltiplos. Y en cambio se abre con las dos escalas más sensibles calibradas con impulsos/minuto. Si utilizando el tubo FHZ-76 quisiéramos medir ambas radiaciones en las escalas más sensibles, efectuaríamos una primera medición con la escala 0-320 imp/min (ventana abierta), y una segunda con la escala 0-0,5 mr/h (ventana cerrada). En la segunda ya tendríamos directamente la dosis Gamma, y como ambas escalas son iguales, podríamos inferir y descontar de la primera los imp/min equivalentes de la segunda, con lo que el resto serían ya únicamente detecciones de Betas. Aquí, tal vez sería necesario hacer una precisión sobre el tipo de unidades utilizadas. Por ejemplo, el Roentgen es una unidad de ionización del aire contemporánea del Frieseke, que sólo puede aplicarse a Gammas porque su definición así lo especifica. En cambio el número de impulsos por minuto es una medida directa de las detecciones de partículas efectuadas por el tubo Geiger, y su efecto sobre los distintos materiales, inertes o biológicos, depende de muchos factores que en esta página no sería sitio para explicar Uso de la sonda de extensión con el FHZ-76 La sonda de extensión, que está guardada en la funda de piel situada al lado de la del instrumento, nos permitirá separar los tubos hasta 2,5 metros del FH40T. Para ello procederemos de la siguiente manera: 1) Extraemos la sonda de la funda y la abrimos, desenroscando su extremo macho 2) A su vez, con una moneda, abrimos el tapón del compartimento del tubo Geiger en el instrumento principal y lo extraemos. 3) Insertamos el extremo macho de la sonda en el compartimento del FH40T, girándolo un poco hasta notar que entra sin problemas y roscando a continuación el tapón giratorio (siguiente imagen superior izquierda). 4) Ahora roscaremos el tapón, con el tubo FHZ-76 insertado, en el hueco de la sonda (siguiente imagen superior derecha).
1) Con las escalas de impulsos/minuto debe estar abierta (siguiente imagen superior izquierda) 2) Con las escalas de Roentgens o submúltiplos debe estar cerrada (siguiente imagen superior derecha) Naturalmente, podemos hacer lecturas diferenciales Beta+Gamma / Gamma abriendo y cerrando la ventana, siempre que dispongamos de las escalas de corrección para ambos valores, dependiendo de la sensibilidad del tubo.
Como ya hemos comentado, la sonda dispone interiormente de un pequeño circuito electrónico que compensa el efecto de capacidad del cable, y permitiría, de necesitarlo, prolongarlo hasta 30 metros. Es un tubo Geiger para la medida de radiación gamma en altas dosis presente en las dos Maletas de Transporte. A igual que el anterior, contiene gas neón a baja presión con halógeno como extintor de descarga. Cuando este tubo está instalado en el interior del contador FH40T, sólo permite accionar una escala de 0-50 roentegens/hora, girando el selector en sentido inverso a las agujas del reloj, función mecánica que es activada precisamente por la mayor longitud del contacto del ánodo, que duplica la del tubo FHZ-76. En tal posición la ventana de Betas está cerrada, así que la medida es únicamente de Gammas.
El tubo FHZ-74 puede ser insertado también en el interior de la sonda, y pese a que los "cliks" son perfectamente audibles en el auricular, ésta no parece una posibilidad contemplada por el fabricante del instrumento, ya que el problema es que el macho de la sonda tiene el contacto central corto, a igual que el tubo FHZ-76, y por lo tanto, no permite que el selector gire en sentido contrario a las agujas del reloj para acceder a la única escala disponible para el FHZ-74, la de 0-50 roentgens/hora. En consecuencia, se han de utilizar las escalas normales del FHZ-76, totalmente distintas y por lo tanto reflejando datos erróneos. Es posible que le fabricante tenga por algún lado una tabla de equivalencias, ya que no puedo entender el motivo de tal limitación de uso precisamente con un tubo que por sus características sólo se utilizará en casos de alta radiación y por tanto podemos necesitar que esté lejos de la unidad central, pero en todo caso, yo no he conseguido encontrar tales tablas. Tubo Geiger sensible FHZ-72 Es un tubo Geiger-Müller sensible con llenado de neón+halógeno para medir radiación Gamma y Beta de energías superiores a 150 KeV. Puede ser utilizado como tubo de recambio para la detección de radiación Gamma y Beta+Gamma en líquidos. Sólo está presente en la maleta de transporte 2.
El FHZ-72 puede ser conectado a la sonda o también directamente al detector utilizando el adaptador cónico. En ambos casos el selector girartorio puede acceder mecanicamente a todas las escalas del sentido horario, pero sólo dos de ellas serán utlizables para este tubo; la de 0-320 imp/min y 0-12.500 imp/min, a las que después se deberá aplicar las siguientes tablas de equivalencias: Tablas de sensibilidad del FHZ-72 en función de la concentración en 1 cm3 de líquido de los isótopos Sr-90, Y-90 y Tl-04. En ambas gráficas, el eje de ordenadas (Y) está en impulsos por minuto (imp/min) y del de abcisas (X) en nanoCurios por centímetro cúbico. Tablas de equivalencia imp/min - nanoCuries/cm3 para el tubo sensible FHZ-72, para los isótopos Sr-90, Y-90 y Tl-204
Los isótopos contemplados en estas gráficas son: Sr-90 (Estroncio-90) - Potente emisor beta, presente en la "lluvia nuclear", con vida media de 28,7 años que se desintegra en Y-90. Se utiliza en generadores termoeléctricos para satélites. Y-90 (Yodo-90) - Emisor beta, generado por la desintegración del Sr 90, con vida media de 2,6 días. Se desintegra en Zr-90 (Zirconio-90) estable. Tl-204 (Talio-204) - Emisor beta con vida media de 119 milisegundos, se transforma en Pb-204 radiactivo. Conexión del FHZ-72 al detector
El tubo FHZ-72, por sus dimensiones, no permite ser alojado en el interior del compartimento del Frieseke, y por tanto será necesario utilizar el adaptador cónico, el cual insertaremos y roscaremos a tope. En algunas ocasiones he observado que con este adaptador no se puede acceder a la última escala del selector (0-320 imp/min) pero no porque exista ningún tipo de impedimento, sino seguramente por alguna intolerancia mecánica que se soluciona desenroscando un poco el adaptador cónico, entrando en la escala y volviendo a enroscar.
Después insertaremos el tubo, cuidando que la rosca externa esté floja, ya que en caso contrario comprime el sello de estanquidad y no deja que el tubo entre (o salga si ya está insertado). La posición del tubo no es demasiado cómoda en este caso ya que sobresale lateralmente del instrumento, pero dejando de lado esta salvedad, está totalmente operativo.
Tubo Geiger para líquidos FHZ-73 Es un tubo Geiger-Müller sensible con llenado de neón+halógeno para medir radiación gamma+beta en una determinada medida de líquido. Este tubo sólo está presente en la maleta de transporte 2.
A igual que el tubo anterior, el FHZ-73 puede ser conectado a la sonda o también directamente al detector utilizando el adaptador cónico. En ambos casos el selector girartorio puede acceder mecanicamente a todas las escalas del sentido horario, pero sólo dos de ellas serán utlizables para este tubo; la de 0-320 imp/min y 0-12.500 imp/min, a las que después se deberá aplicar las siguientes tablas de equivalencias: En estas dos tablas, la sensibilidad del tubo en forma de impulsos por minuto se relaciona con la concentración en 1 cm3 de líquido de los isótopos Sr 90, Y 90, Co 60, Cs 137 y Tl 204. En ambas gráficas, el eje de ordenadas (Y) está en impulsos por minuto (imp/min) y del de abcisas (X) en nanoCurios por centímetro cúbico. Tablas de equivalencia sensibilidad/concentración imp/min-nanoCurios/cm3 para el
tubo para líquidos FHZ-73, para los isótopos Sr-90, Y-90, Co-60, Cs-137 y Tl-204
Los isótopos contemplados en estas gráficas son: Sr-90 (Estroncio-90), Y-90 (Yodo-90) y Tl-204 (Talio-204) - Ya comentados en el apartado anterior. Co-60 (Cobalto-60) - Potente emisor gamma y beta con vida media de 5,27 años, se desintegra en Ni-60 (Níquel-60) estable. Tiene muchos usos médicos e industriales. Cs-137 (Cesio-137) - Emisor beta, producto de la fisión nuclear del Uranio, vida media 30,23 años, decae en un isómero del Bario-137 (Ba-137m) que se vuelve estable tras emitir fotones gamma. Conexión del FHZ-73 al detector El tubo para líquidos FHZ-73 permite efectuar las mediciones vertiendo la cantidad fija de líquido en el interior del recipiente de cristal de 100 cm3, con lo cual se consigue una mayor precisión en la lectura. Este tubo tiene, a diferencia de los demás, la particularidad de ser transparente y por tanto podemos visualizar la estructura interna, formada por un ánodo central y una malla periférica que constituye el cátodo. En estas condiciones y si efectuamos las medida en la oscuridad, pueden verse pequeñas descargas luminosas en el espacio de gas comprendido entre ambos electrodos. A igual que el caso del tubo FHZ-72, utilizando el adaptador cónico podemos insertar este tubo directamente en el FH40T o en su sonda extensible.
20- La prospección con el Frieseke FH40T De todo lo expuesto anteriormente, podemos deducir que el FH40T es una opción económica y bastante fiable para realizar medidas de radiación, ya sea en plan didáctico, demostrando por ejemplo la atenuación que sufren las diversas partículas al atravesar los materiales sólidos, o en geología para buscar minerales radioactivos. A este respecto, aprovechando un par de excursiones a la costa norte de mi isla, en zonas que alternan el paleozoico y fallas con afloraciones del triásico, he utilizado el Frieseke para medir niveles de radiación natural, encontrando por ejemplo que en la entrada de una vieja mina de cobre, las lecturas medias son tres veces mayores que en pleno campo.
En la entrada de una mina de cobre del siglo XIX la radiación
es tres veces mayor que la habitual de campo abierto  La imagen de otro hallazgo, este vez no radioactivo, realizado durante las pesquisas por los campos de mi isla: un viejo Ford
que permanece "aparcado" desde hace cincuenta años casi en la cima de una montaña, al final de un camino de cabras completamente intransitable y junto a la calzada romana que conduce a las ruinas de una fortaleza morisca  Ir a página principal
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