Jesteś tutaj

Promieniowanie na telefon

Być może nie zdajesz sobie sprawy z tego, że codziennie nosisz w kieszeni całkiem niezły detektor promieniowania jonizującego. Jest to nic innego jak tylko… twój telefon komórkowy. Aby zaczął on mierzyć poziom promieniowania potrzebne jest tylko zainstalowanie na nim aplikacji stworzonej przez dwóch studentów AGH.

Jak to możliwe, aby zwykły telefon mógł wykrywać promieniowanie? To proste. Każda współczesna „komórka” wyposażona jest w cyfrowy aparat fotograficzny, którego główną częścią jest matryca CCD lub CMOS. Matryce takie składają się z wielu mikroskopijnych światłoczułych elementów, których zadaniem jest konwertowanie światła na sygnał elektryczny. Upraszczając nieco sprawę, im więcej światła padnie na taki element, tym więcej elektronów zostanie w nim uwolnionych. Następnie elektrony te są zliczane i w ten sposób dostajemy informację ile światła wpadło w obiektyw aparatu.

Okazuje się jednak, że nie tylko światło jest w stanie uwalniać elektrony w światłoczułych elementach matryc CCD i CMOS. Podobny efekt wywołuje również promieniowanie jonizujące, które wyobrażać sobie możemy jako strumień pędzących cząstek. Ze szkoły wiemy, że promieniowanie to może występować w kilku rodzajach takich jak m.in. promieniowanie alfa (będące strumieniem jąder helu), promieniowanie beta minus (będące strumieniem elektronów) i promieniowanie gamma (będące strumieniem wysokoenergetycznych fotonów). Gdy jakakolwiek z tych cząstek uderzy w matrycę, wygeneruje w niej sygnał elektryczny, co objawia się charakterystycznymi kropkami na obrazie uzyskanym z telefonu. Można je zaobserwować na przykład na zdjęciu zrobionym na terenie elektrowni Fukushima tuż po jej awarii w marcu 2011 roku.

Aby lepiej zobaczyć owe intrygujące plamki, można zaciemnić obiektyw telefonu (na przykład zakleić go czarną taśmą) i wystawić na działanie różnego rodzaju promieniowania. Na matrycę nie będzie wtedy padać światło i kropki, będące śladami promieniowania, pojawią się w całej swej krasie. Okazuje się, że w zależności od rodzaju promieniowania wyglądają one nieco inaczej:

Telefony komórkowe potrafią zatem nie tylko rejestrować promieniowanie, ale również powiedzieć nam z jakim jego rodzajem mamy do czynienia.

Można również pokusić się o więcej. Nic nie stoi na przeszkodzie, aby napisać program, który będzie zliczał kropki pojawiające się na zdjęciach z telefonu. Gdy zacznie pojawiać się ich zbyt dużo, urządzenie mogłoby nas ostrzec, że znaleźliśmy się w obszarze o zbyt wysokim poziomie promieniowania. Byłby to zatem prosty alarm radiologiczny dostępny dla każdego.

Opisany wyżej pomysł został już wprowadzony w życie, a aplikacja zamieniająca telefon komórkowy na detektor promieniowania jest ogólnodostępna w Google Play: Radiation Alarm. Jej autorami są dwaj krakowscy studenci: Michał Gumiela i Rafał Kozik, a działanie programu demonstruje poniższy filmik. To duże w tle to źródło promieniowania gamma znajdujące się w Instytucie Fizyki Jądrowej PAN w Krakowie. Lampka widoczna na drugim planie informuje, czy przesłona przy źródle jest zamknięta czy nie. Zielone światło – przesłona zamknięta, promieniowania nie ma; czerwone światło – przesłona otwarta, promieniowanie jest.

 

Pomiary pokazują, że za pomocą ogólnie dostępnych telefonów komórkowych i tabletów możliwe jest wykrycie promieniowania o mocy dawki większej niż około 10 μSv/h. Dla porównania, moc dawki tła w Polsce to około 0,3 μSv/h, natomiast najnowsze dane z Japonii wskazują, że wokół elektrowni Fukushima moc dawki wynosi obecnie około 100 μSv/h.

Na koniec jeszcze jedna istotna informacja. Pomysł wykorzystania telefonów komórkowych, tabletów ale również cyfrowych aparatów fotograficznych i kamer internetowych do rejestrowania promieniowania jonizującego pochodzi od, wymienionych już wcześniej, młodych naukowców: Michała Gumieli i Rafała Kozika. To oni zaplanowali pomiary, zrealizowali je i napisali aplikację na telefon. Ich projekt okazał się na tyle dobry, że reprezentował Polskę na targach Expo Sciences International 2013 oraz na Konkursie Młodych Naukowców Unii Europejskiej, gdzie zdobył wyróżnienie w dziedzinie fizyki. Można zatem z dumą zacytować klasyka: To jest nasze, polskie, przez nas wykonane i to nie jest nasze ostatnie słowo!

 

  • Obrazek użytkownika krupinski
    O autorze:

    Michał Krupiński

    Redaktor naczelny fiztaszki.pl, kierownik Fiztasz Research Center
    Fiztaszkowiec doświadczalny. Na co dzień nanosi cienkie warstwy metali na wszystko co popadnie. Po godzinach pasjami oddaje się eksperymentom kawiarniano-kuchennym.

Komentarze

Obrazek użytkownika Dantony

Michale, klikam kalibruj i nic się nie dzieje. Aktywny jest tylko przycisk BACK. O co chodzi?

Obrazek użytkownika krupinski

Dobre pytanie. Sam nie wiem.

Dodaj komentarz