De SOEKS 112 is een Geiger-Müller dosimeter in een handzame verpakking die niet heel veel groter is dan de Russische SBM20 telbuis waar het apparaat omheen gebouwd is. De keus voor deze telbuis is positief opvallend: er zijn veel kleinere op de markt, maar de SBM20 is de meest gerespecteerde. De stroomverzorging met twee knoopcellenvan het type LR44 is evenzeer bijzonder, gezien het feit dat de telbuis 290 volt hoogspanning nodig heeft om z'n werk te doen.
De SBM20
Een Geiger-Müller telbuis is een cylinder gevuld met een gasmengsel met een lage druk van ongeveer 0,1 atmosfeer. De cylinder bevat twee elektrodes, waartussen een spanning van enkele honderden volts wordt aangebracht. De wanden van de cylinder zijn van metaal, of gemetaliseerd glas. Ioniserende straling zorgt voor een gasontlading in de telbuis, die resulteert in een klik! van de geigerteller waar de buis in is gemonteerd. Nergens in de wereld worden zoveel geigertellers gemaakt als in de voormalige Sovjetunie. De SBM20 telbuis is dan ook van Russische makelij. Veel van deze telbuizen zijn afkomstig uit militaire voorraden en hebben productiedata tussen 1947 en 1991, de periode van De Koude Oorlog. De SBM-20 is een degelijke telbuis die gevoelig is voor alfa-, beta- en gammastraling. De aanbevolen werkspanning is 290 volt en levert dan 20 CPM ('ontladingen per minuut') in een neutrale omgeving op.
Datasheet van de Russische SBM-20 Gieger-Müller telbuis. Meer dan 290 volt hoogspanning heeft de buis niet nodig.
Volgens de specificaties heeft de SOEKS 112 een SBM20-1 telbuis. Dat is een variant op de SBM20 die iets korter is en asymetrisch is van vorm. De feitelijke telbuis is hetzelfde; alleen de donkerrode kunststof aansluiting is bij de SBM-1 aan één kant niet gemonteerd.
SBM20 Geiger-Müller telbuis (onder) en SBM20-1 asymetrische variant (boven)
De omrekening van 'ontladingen per minuut' (CPM) naar een dosis in µSv/h gaat rechttoe-rechtaan met een omrekenfactor die voor iedere telbuis verschillend is, maar een eenvoudige deling betreft, zoals 'gedeeld door 150'.
Evolutie in hoogspanningscircuits
Velleman K2645 Geiger Counter Kit uit 1997
Mijn eerste kennismaking met geigertellers was de Velleman K2645 kit uit 1997: een bouwpakket van een geigerteller met een miniatuur telbuis en een piezo pieper. De 9 volt batterij liet de schakeling maandenlang piepen en het luide signaal zorgde er meestal voor dat de batterij eerder losgekoppeld was dan hij leeg was.
Een Eagle LT44 transformator werd aan de secundaire kant gevoed met een puls vanuit de pulsgenerator die was opgebouwd rondom de CD40106 (Schmidt-trigger inverters) en CD4093 (Schmidt-trigger NAND-poorten) IC's en de twee transistoren T1 en T2 die beurtelings ten opzichte van de nul geleidden, waardoor aan de primaire kant een wisselspanning ontstond van ongeveer 150 volt. Deze werd vervolgens twee keer verdubbeld met een tweevoudig uitgevoerde Cockcroft-Walton spanningsverdubbelaar, bestaande uit 8 condensatoren en diodes, tot een spanning van ongeveer 600 volt. Met een enkelzijdige gelijkrichting en een buffercondenstator ontstond een gelijkspanning voldoende groot voor de telbuis.
In modernere schakelingen is de transformator vervangen door een enkele spoel en wordt de spanning omhooggezwiept tot een pulserende gelijkspanning. De buffering hiervan is ook eenvoudiger van opzet. De stroomopname van het hoogspanningsdeel van de schakeling is evenredig met het aantal 'klikken' dat de telbuis geeft: iedere ontlading heeft een kleine stroomopname tot gevolg. De feitelijke voedingsspaning is daarbij nog niet eens van zo'n grote invloed. Veel schakelingen maken gebruik van een 9 volt batterij, maar ook 3,7 volt Li-Ion accu's worden gebruikt en, in het geval van de SOEKS 112, 3 volt aan knoopcellen.
K2645 circuit (1997)
Modernere hoogspanningsopwekking (2004)
SOEKS 112 interne opbouw
De SOEKS 112 heeft een printplaat die niet veel groter is dan de telbuis. Op de printplaat zien we de batterijaansluitingen, een LC-display, twee drukknoppen en een handvol SMD-onderdelen.
SOEKS 112 opengewerkte behuizing: de twee delen van de behuizing omsluiten een SBM20-1 telbuis met hierboven een printplaat
Houtfineer is dun houten plaatmateriaal van tussen de drie en zeven millimeter dikte dat - na stomen - van de stam van een boom wordt geschild (schilfineer), of dosse (groeiringen zichtbaar als cirkeldelen) of kwartier (groeiringen zichtbaar als strepen) uit een boom wordt gezaagd (zaagfineer). Fineer wordt sinds het begin van houtbewerking gebruikt om met patronen van verschillende houtsoorten speciale effecten te bereiken. Ook wordt het gebruikt om reparaties uit te voeren aan massieve houten meubelen of gebruiksvoorwerpen. Met goedkoop houten plaatmateriaal als ondergrond kan met fineer een dure houtsoort toch economisch worden verwerkt.
Fineer is in dunne platen beschikbaar in zowat elke houtsoort die er op de wereld bekend is. Omdat er veel fineer uit een boom gehaald kan worden is het gebruik van fineer, in combinatie met plaatmateriaal als MDF, een ecologisch zinvolle manier om houten producten te maken die op het oog volledig uit zeldzame houtsoorten bestaan. Multiplex is plaatmateriaal dat verlijmd is van schilfineer en in vele soorten verkrijgbaar is, met een dekfineer (boven- en onderkant) van berken, eiken, mahonie of okoumé. Door zaagfineer te verlijmen op MDF ontstaat plaatmateriaal met ieder gewenst dekfineer.
Fineer kan op plaatmateriaal worden gelijmd en later als normaal hout worden verwerkt. Je maakt eerst een triplex plaat (een kern van goedkoop MDF, met aan beide kanten een laagje fineer) en verzaagt deze plaat dan later. Ook kan fineer op bestaande voorwerpen worden gelijmd. Fineer wordt dan in kleine stukjes gesneden en in het gewenste patroon op het voorwerp gelijmd.
Voor het verwerken van fineer is het volgende gereedschap nodig:
Een fineermes of -zaag: een fijn zaagje met een ronde zaagkant die als mes gebruikt wordt;
Een hobbymes met onbuigzame geleidelineaal. Het mes wordt in een hoek gebruikt om een rechte zaagsnede te verkrijgen;
Klemplaten van 18 mm plaatmateriaal waartussen het triplex kan worden geklemd;
Fineer koop je in de houthandel (iedere houthandel van enige naam heeft een zolder met fineerplaten die soms al meer dan 50 jaar liggen wachten om gebruikt te worden) of in de hobbyspeciaalzaak. Het kan ook lonen een fineerverzameling van marktplaats op te kopen: voor een paar tientjes heb je dan meer fineer dan je in je hele leven kunt verwerken. Als je, zoals ik, geïnteresseerd bent in hoe het fineer precies heet en van welke boom het afkomstig is, zul je ook een exemplaar van The Woodbook moeten aanschaffen.
Plastic container met uraniumerts voor testdoeleinden
Radiactiviteit is ioniserende straling dat door een materiaal wordt uitgezonden. Het kan gaan om natuurlijk radiactief verval, straling afkomstig van materialen uit de ruimte, bodem of bouwmaterialen. Radioactviteit is ook het gevolg van kernsplijting in kerncentrales en de hierbij gebruikte materialen en afvalstoffen. De hoeveelheid gemeten radioactiviteit kan veranderen bij atmosferische omstandigheden, transport van radioactief materiaal of ongevallen bij kerncentrales. De menselijke zintuigen nemen geen radioactiviteit waar; om ioniserende straling te meten is een meetapparaat nodig dat is voorzien van een Geiger-Müller type telbuis.
De hoeveelheid ioniserende straling wordt gemeten met een stralingsdetector. In deze stralingsdetector zit een buis gevuld met een gas, de zogenaamde Geiger-Müller telbuis. De buis heeft een anode en kathode, waarop een hoge spanning is aangebracht. Als straling door de buis passeert zal het gas even geïoniseerd worden en zal er korte tijd een elektrisch stroompje lopen. Dit stroompje kan worden gebruikt om een luidspreker aan te sturen ("klik!") of als basis voor een telschakeling gebruikt worden. Zo'n telschakeling kan bestaan uit een display, of een datalogger waarmee de hoeveelheid gemeten radioactiviteit voor langere tijd kan worden verzameld.
Franzis' Geigerzähler van Klaus Wilk (1983)
De gebruikte GM-telbuis is bepalend voor de gevoeligheid voor ioniserende straling. Er zijn verschillende soorten GM-telbuizen op de markt, die allemaal op een andere manier reageren op radioactiviteit. De ene buis is gevoeliger voor lagere hoeveelheden straling, de andere buis juist voor grotere hoeveelheden. De ene buis is kritisch over de aangeboden anode-kathodespanning, de andere veel minder. De ene verzadigt sneller dan de andere. Een heel aardig boek dat de volledige theorie over Geiger-Müller-telbuizen combineert met verschillende gebruiksvoorbeelden is Geigerzähler van Klaus Wilk, dat in 1983 bij Franzis' verscheen. Hoewel het boek niet gemakkelijk in de boekhandel is te krijgen, is het de moeite om ervoor op jacht te gaan. Ik maak er gebruik van sinds mijn eerste geigerteller, de Velleman K2645.
Bij de GMC-300E Plus is de keus voor de telbuis gevallen op een M4011 GM-telbuis van moderne Chinese makelij. De GMC-300E Plus komt in een vrolijk gekleurde verpakking en vormt daarmee een vriendelijke kennismaking met het meten van radioactiviteit. Voor een prijs van iets over de 80 euro kun je niet echt een buil vallen aan het apparaat, dat in verschillende vergelijkende warenonderzoeken prima resultaten opleverde.
De metingen van de GMC-300E Plus zijn gebaseerd op de gasontladingen van de M4011 Geiger-Müller telbuis. Deze M4011 staat bekend om zijn gevoeligheid zowel voor radioactiviteit als zichtbaar licht. De buis moet daarom tegen daglicht beschermd worden om valse metingen te voorkomen. Een klein circuit, dat bestaat uit transistor V6, spoel L1, diode D4 en condensator C1, zorgt voor de buisspanning van ongeveer 400 volt. De hiervoor benodigde hoogfrequent klokpuls is afkomstig uit de microcontroller U9. Op de printplaat zijn verder de volgende geïntegreerde circuits te herkennen:
De GMC-300E Plus heeft een enkelzijdige printplaat met een nette rangschikking van de elektronische onderdelen
U2 en U3 lijken gebruikt te worden om de telpulsen van de GM-buis te ontstoren en te bufferen. Dat voelt een beetje overdreven, over-engineered, maar zal de kwaliteit van de telling ten goede komen. De printplaat lijkt zowel geschikt te zijn voor het gebruik van Li-Ion accu's alsook vaste batterijen, getuige zowel U6 als U7. Met U7 zou een spanning van 9 volt teruggebracht kunnen worden tot 3,3 volt. Het ontbreken van een hoogfrequentgenerator is interessant en de voor de hoogspanning benodigde frequentie zal in software opgewekt moeten worden. Om de hoogspanning in software aan te kunnen sturen heeft ook wel wat.
De GMC-300E Plus is voorzien van een monochroom grafisch display en vier drukknoppen die op de behuizing onder het display zijn gemonteerd. De software toont de actuele meetwaarden (telpulsen per seconde) op het scherm. De GMC-300E Plus toont het aantal telpulsen als CPM, counts per minute. Omdat het aantal pulsen per soort telbuis verschilt, rekent de GMC-300E Plus deze pulsen via een omrekenfactor om naar μSv/h, mRem/h en MeV. Een alarmniveau voor wanneer de gemeten waarde een bepaalde instelbare drempel overschrijdt is instelbaar voor CPM, μSv/h en mRem/h. Naast de gemeten waarde kan ook een maximum (pulsen per minuut), gemiddelde of totaal (dosimeter) worden weergegeven. De gemeten waarden kunnen ook in een eenvoudige grafiek met een tijdschaal van 60 seconden op het display worden getoond. Maar dat is een functie die beter met de bewaarde gegevens van de datalogger kan worden uitgevoerd.
Het display van de GMC-300E. Getoond wordt de datum, datalogger aan, alarmwaarde ingesteld, geluid aan, volle batterij en 17 'Counts Per Minute'.
De datalogger bewaart gegevens iedere seconde, minuut of uur. Per gegeven wordt datum en tijd vastgelegd. Het 64K EEPROM geheugen wordt als ringbuffer toegepast, zodat aan het eind van het geheugen de begindata wordt overschreven. Op zich is deze keus wel prima, meestal ben je meer geïnteresseerd in recente data dan in oudere data. Het is echter iets om rekening mee te houden als je langdurige metingen wilt doen: een meting per uur is dan aan te bevelen.
Radioactive straling is voor veel mensen een huiverig begrip, dat geassocieerd wordt met kerncentrales en kanker. Het is belangrijk je te realiseren dat:
Er alfa-, beta- en gammastraling is. Alfastraling wordt gemakkelijk tegengehouden, bijvoorbeeld door papier. Betastraling wordt tegengehouden door metaal, bijvoorbeeld aluminiumfolie. Gammastraling wordt slechts door dikke lagen beton tegengehouden. Bij alle vormen van straling geldt dat de intensiviteit kwadratisch afneemt met de afstand tot de bron;
De hoeveelheid straling die een bron afgeeft wordt uitgedrukt in becquerel (Bq);
De hoeveelheid straling waaraan een mens in een bepaalde periode is blootgesteld wordt uitgedrukt in sieverts (Sv);
De omrekening van Bq naar Sv afhankelijk is van afstand, afscherming, soort straling en manier van blootstelling;
Stralingsziekte pas kan plaatsvinden bij een dosis van een paar sievert (dus een paar duizend millisievert);
Radioactieve straling in de natuur voorkomt in hoeveelheden waar het menselijk lichaam aan gewend is en in Nederland ongeveer 2,5 mSv/jaar (2,5 millisievert per jaar) is;
Radioactiviteit door de lucht kan worden getransporteerd in de vorm van een stofwolk (de Tjernobyl kernramp werd in 1986 ontdekt doordat Zweedse onderzoekers een radioactieve wolk ontdekten);
Indien radioactiviteit in stof en water snel voldoende kan worden verdund (bijvoorbeeld in de zee, of doordat een stofwolk over zee wordt getransporteerd en in een regenbui terecht komt) dit automatisch tot reductie tot veilige hoeveelheden leidt.
In de basis is de GMC-300E Plus een geigerteller: de pulsen van de M4011 telbuis worden opgeteld en gedeeld door het aantal minuten dat werd gemeten en levert dan een waarde in CPM. Een vaste omrekeningsfactor voor de telbuis levert de dosiswaarde in mSv/h op. De gemeten waarden worden op een display getoond en afgeleide functies zoals instelbaar alarm, dataopslag en historgram maken het geheel af. Spannend is dat allemaal niet, maar de GMC-300E levert een keurig pakket af dat voor verschillende doeleinden kan worden ingezet. Wat natuurlijk de vraag oproept wat die doeleinden zoal kunnen zijn.
Radioactiviteit en radioactieve straling is altijd om ons heen. Het niveau daarvan ligt ruim binnen 'natuurlijke' normen. Maar soms komt daar verandering in. Een ongeluk in een kerncentrale bijvoorbeeld, die de vraag oproept of de straling om ons heen is toegenomen. Of een vreemd antiek voorwerp waarvan je je afvraagt of het van radioactieve materialen is gemaakt. Beide situaties vragen om een meetinstrument waarmee je radioactiviteit kunt meten. De GMC-300E Plus is dan een handig apparaat.
The American Woods is een 14-delige uitgave van Romeyn Beck Hough uit 1888 met alle Amerikaanse houtsoorten die er hebben bestaan. Van de houtsoorten zijn echte voorbeelden opgenomen; stukken fineer die op kartonnen platen waren gelijmd en waren voorzien van bijschriften. Taschen heeft de 14 delen gefotografeerd en in één boek ondergebracht: The Woodbook. De houtsoorten zijn per boomfamilie gesorteerd en voorzien van een voor-, zij- en bovenaanzicht van een balk gemaakt van de specifieke boom.
Bomen zijn gesorteerd op Latijnse familienaam en vervolgens op geslacht (genus). De Engelse, Duitse en Franse familienamen zijn hier als bijschrift aan toegevoegd. Zo vinden we de Amerikaanse witte eik als Fagaceae Quercus Alba L. in het boek, met als onderschrift de familienaam Beech (Buchengewächse, chêne et hêtre) en geslacht White Oak (Weiße-Eiche, chêne blanc).
De index is goed, alle varianten op familie- en geslachtnaam zijn eenvoudig te vinden. De sortering en bundeling op familienaam is ook heel praktisch. Als Nederlandse gebruiker heb ik echter een probleem met The Woodbook: in Nederland voor komende houtsoorten zijn niet allemaal terug te vinden in The Woodbook. De houtfamilie komt wel voor, maar Europese geslachten komen slechts ten dele in Amerika voor. Andersom bevat The Woodbook ook veel bomen die we in Nederland niet kennen (en in Amerika soms wellicht al zijn uitgestorven).
Hieronder daarom een praktische lijst met in Nederland voorkomende houtsoorten met familienaam, handelsnaam (als het gaat om hout dat een functionele functie heeft) en een verwijziging naar The Woodbook (als de houtsoort in het boek voorkomt). Overigens is de wikipediapagina over houtsoorten een handige hulp in dit verhaal. Ik houd deze pagina zelf ook bij.
Nederlands hout
Wetenschappelijke naam
Nederlandse benamingen
Engelse benamingen
Handelsbenamingen
The Woodbook
Pinaceae Pinus sylvestris; P. risinosa
Grove den (p. sylvestris)
European Redwood, Scots Pine, Baltic Pine, Riga Pine, Norway Pine, Mongolian Pine, Scotchs Fir; Red Pine.
Grenen
(538); 538
Pinaceae Pinus echinata; P. palustris
Moerasden (p. palustris)
Yellow Pine; Southern Pine, Southern Yellow Pine
Amerikaans Grenen
512; 528
Pinaceae Pseudotsuga menziesii
Douglasspar
Douglas Spruce, Red Fir, Yellow Fir, Oregon Pine
Douglas hout
556
Fagaceae Quercus robur
Zomereik
European Oak, English Oak
Europees Eiken
(232)
Fagaceae Quercus alba
Amerikaanse Witte Eik
White Oak
Amerikaans Wit Eiken
232
Pinaceae Picea abies; P. engelmannii
Fijnspar (p. abies)
Norway Spruce, European Spruce; Engelmann Spruce, Rocky Mountain Spruce
Vuren
(488); 488
Meliaceae Swietenia mahogany
Amerikaans mahonie
Mahogany, Madeira-wood
Mahonie
398
Rosaceae Prunus avium; P. serotina
Zoete kers
Ox-hears Cherry, English Cherry; Wild Black Cherry
Na een zorgvuldig ontwikkel- en testtraject is de CoronaMelder als app beschikbaar in de Apple en Google App Stores. Nederland omarmt de CoronaMelder massaal, maar de Autoriteit Persoonsgegevens gooit roet in het eten door te adviseren de app niet te gebruiken (bron: Voortgang CoronaMelder). De redenen hiervoor liggen echter buiten de app zelf.
Het ontwikkeltraject krijgt van de Autoriteit Persoonsgegevens (AP) goede beoordelingen. Ook de app zelf ligt niet onder vuur. Het kritiek van de AP zit echter in het volgende:
Als je in contact bent geweest met iemand die besmet is met het Coronavirus dan krijg je van de app een melding op welke dag je in contact bent geweest met 'iemand' die COVID-19 heeft. Als je op die dag maar in contact bent geweest met 1 persoon dan kun je de ziekte op een natuurlijk persoon terug herleiden en dat staat dwars op de AVG-richtlijnen;
Er is op dit moment nog geen officiële Nederlandse partij die de verwerking van de anonieme tokens met een 'backend server' op zich neemt. Daarom is ook niet vast te stellen dat deze backend server voldoet aan de AVG-richtlijnen;
Er is geen wetgeving waar de CoronaMelder app en het gebruik hiervan binnen valt. Zonder wettelijk kader is het moeilijk om eventuele rechtspraak in de toekomst in kaders te behandelen;
Er zijn geen contractuele afspraken over de beschikbaarheid van het Google Apple Exposure Notification framework;
Er is ruimte voor een breed-maatschappelijke discussie over de ethische aspecten van een Exposure Notification framework dat door private marktpartijen (Google en Apple) wordt gevoerd, waarbij de Minister slechts afnemer en geen initiatiefnemer is.
De Autoriteit Persoonsgegevens heeft zorgvuldig naar het gebruik en de implicaties van het gebruik van de CoronaMelder gekeken, maar frustreert met haar advies een eenduidig gebruik van de app. Nederland is duidelijk toe aan slimme maatregelen die helpen het dagelijks leven weer op te starten en waarbij de app een grote helpende rol kan spelen. De AP beaamt dit en ziet het belang voor de grote groep van mensen die gebruik kan maken van de app. Door een negatief advies te geven op gronden die niet of nauwelijks van invloed zijn op de privacy van de gebruikers schaadt het het mogelijk de adoptiegraad van de app.
