爱好者中常见的高压/激光实验环境是否可能产生足以危害健康的软X射线辐射?
UICalc2024/11/28高电压技术强激光 IP:上海

事先声明,本人并非电子/物理专业,前几年因学业、科研等因素也不常接触相关领域。最近想重拾一些对这些爱好的兴趣,但又对这方面有所担忧。如有错误,恳请指正。

本文主要关心的问题有两个:一如标题,二是是否有足够廉价方便的手段监测产生的辐射并避免。

对于问题1,产生软X射线需要提供足够的电压(数十kV级别)加速电子,电子撞击高密度物体,如金属靶,产生韧致辐射。高压爱好者对于如此高甚至更高的电压的接触是非常频繁的,因为它能轻易电离空气或者其他稀有气体,产生强烈的视觉效应。https://www.kechuang.org/t/88984 也提到了调Q的脉冲激光轰击固体即可产生辐射,该文章回复中也有人仅用洗眉机级别的功率即可产生可被观测的辐射。下面是一些或许会产生辐射的场景:

  1. 使用高压电电离空气产生电弧:存疑。有报道称闪电会产生X射线,因此不排除这种可能

  2. 使用高压电击穿含稀有气体的灯管,如高压Xe灯、氖灯、短弧Xe灯:存疑。与击穿空气类似,但此类设备通常具有高密度的阳极,电子击中后容易产生辐射。但气体的存在使得电子难以被加速到足以产生辐射的速度,玻璃或石英灯罩也可能屏蔽产生的射线。

  3. 使用聚焦的脉冲激光轰击固体靶面:危险,如之前引用文章所示。

  4. 在真空管(如电子管等)两端加上高压:危险,和普通X射线管结构类似。

对于问题2,由于上述场景所产生的辐射基本为脉冲辐射,虎哥提到其测量较为困难。爱好者中常见的测量设备有以下几种:

  1. 盖格计数器

  2. γ能谱仪,如KC761

软x射线的电离能力和穿透力较差,且盖格管易受强电磁波影响,对上述场景测量能力较弱。KC761B标称能测到9keV的电离辐射,或许能用于探测。但据我观察,KC761会受手机信号辐射干扰产生误读数,很难保证高压脉冲产生的广谱电磁波不会产生同样的干扰。

为了在成本最低的约束下保证爱好者的人身安全,一个可能的监测方法是:将能谱仪等设备与可遥控的高压/激光装置置于同一空间并使用手机录制,实验者躲在屏蔽设备(厚玻璃等)后控制,观察能谱仪示数/闪灯与高压放电是否存在相关性。若有,则增大能谱仪与装置的距离重复尝试,以排除电磁辐射的干扰。如果探测到辐射,应避免进行实验。


[修改于 1个月24天前 - 2024/11/29 22:33:06]

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~~空空如也
UICalc 作者
1个月26天前 IP:上海
939891

楼上几位核物理领域大佬的方法和建议十分不错。btw其实以保证自身安全为目的的爱好者并不需要非常精确地测量出计量,而是需要判断脉冲辐射是否存在并和容易造成干扰产生误读数的电磁辐射作出区分。确实如3楼所说,一个不错的方法是,使用示波器观测KC761输出波形,验证其峰高是否超出寻常,以及是否和脉冲放电/激光发射时间存在相关。我不清楚能够提供电磁屏蔽的铝箔是否会阻挡能量较低的x射线。因此若难以分辨电磁辐射,可以使用4楼所说的热释光剂量计~若验证了软x射线存在,无论剂量多寡,都应停止相关实验。


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UICalc作者
1个月25天前 IP:上海
939905
引用虎哥发表于8楼的内容
对KC761x来说,所谓受电磁辐射干扰,是因为前端为了照顾低能,而把触发门限调到了极为接近噪音水平。

了解了。事实上据我观察内测版KC761受手机辐射干扰的问题在KC761B中已经消失了,761B似乎没有那么容易受电磁辐射干扰,至少今天用输出20-30kV的倍压整流电路在10cm外空气中放电没有引起读数,拿手机在旁边上网也没有读数了。。


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