The process of developing and constructing an underwater nuclear radiosonde for acid volcanic lakes.

WWW.RADIOSOND.COM

Процесс разработки и конструирования подводного радиозонда для кислотных вулканических озер.
The process of developing and constructing an underwater nuclear radiosonde for acid volcanic lakes.

Процесс разработки и констрирования и изготовления опытного образца - это длительный процесс, который начинается с составления Технического Задания. В Техническом Задании Вы пишите технические требования, которым должен будет отвечать создаваемый прибор. Составлению Технического Задания на подводный радиозонд, мы посвятим отдельный раздел нашего сайта. Здесь, можно только отметить, что условия работы подводного радиозонда очень жесткие - высокая кислотность среды и высокая температура.
Ниже рассматриваются отдельные этапы процесса конструирования и разработки подводного радиозонда.

The process of developing and constructing and manufacturing a prototype is a long process that begins with the preparation of the Technical Specification. In the Terms of Reference, you write down the technical requirements that the device to be created will have to meet. We will devote a separate section of our website to the preparation of the Terms of Reference for an underwater radiosonde. Here, we can only note that the operating conditions of the underwater radiosonde are very harsh - high acidity of the environment and high temperature.
The individual stages of the design and development process of an underwater radiosonde are discussed below.

Авторы подводного радиозонда для измерения уровня радиоактивности на дне вулканического высококислотного озера.

Генрих Гейгер	Вальтер Мюллер	Джон Лоутон John Lawton



Луиджи Гальвани	Испытания на атолле Бикини.

В создании подводного радиозонда, нельзя выделить конкретного человека. Здесь принимали участие многие инженеры, ученые, и просто специалисты, на протяжении, практически двух веков.

А с чего все началось.
Во второй половине 1980-х годов я работал преподавателем в Московском гидрометеорологическом техникуме, в качестве преподавателя по "Радиолокационным гидрометеорологическим станциям", которые использовались для зондирования атмосферы с помощью радиозондов и метеоракет. К слову сказать, эти радиолокационные станции "Метеорит-2" были копиями американских радиолокационных станций, которые были поставлены в СССР по программе ленд-лиза. Знаете что это такое? Это надо начинать отдельный большой разговор, но перенесем его на другое время.
Тогда же я часто ходил в горные походы на Тянь-Шань, в Среднюю Азию. И в лыжные походы в Карпаты, что на Украине, на границе с Венгрией. И в какой-то момент времени появилась задача создания специального прибора для поиска людей в лавинах, который мог оказывать помощь в поиске попавших в снежную лавину людей.
И как-то случайно, я наткнулся на статью в немецком журнале "Спорт и мода", в которой было подробное описание подобного прибора и его принципиальных электрических схем с детальным описанием, как собрать такой прибор. Там было сказано, что первым инженером, создавшим подобный прибор был американский инженер из Корнуэльской лаборатории Джон Лоутон. Он использовал частоту 2,275 кГц которая свободно проникала сквозь толщу снега, сквозь воду и горные породы. На частотах в том же диапазоне частот используются системы для связи с подводными лодками. В Интернете можно найти описание всех этих систем. Я просто повторил эту схему на отечественных элементах, и в ближайший горный поход на Тянь Шань проверил ее работу в реальных условиях. Правла поход был летом, но прятал я передатчик в камнях и осыпях, а мои коллеги-туристы искали его.
Затем начались события в нашей стране: авария на Чернобыльской Атомной электростанции (1986 год) и землетрясение в Спитаке (1988 год).
Авария в Чернобыле произошла в конце апреля 1986 года, я работал в то время в техникуме, и должен был каждые три часа снимать показания радиометра, вот не помню какой модели, позже найду, в котором использовался счетчик Гейгера-Мюллера, и на шкале довольно трудно было определить точное значение радиационного фона, но кажется по памяти это было в районе 40 - 50 мкр/час. И эти показания нужно было по телефону передавать дежурному в райком партии.
А через два года произошло очень сильное и страшное зелетрясение в Спитаке, Армения. И я там работал в качестве спасателя с группой товарищей туристов-альпинистов. И это землетрясение подтолкнуло к мысли о создании прибора для поиска людей в завалах и лавинах.
В конце 1980-х годов, государство обязало многие оборонные предприятия начать выпускать товары народного потребления. И совместно с Центральным советом по туризму и экскурсиям и авиаремонтным заводом в подмосковном городе Серпухове я приступил к разработке такого прибора. На авиаремонтном заводе мне помогал инженер - электронщик и инженер конструктор. Была изготовлена опытная партия 20 штук, и испытана в условиях реального горного похода в условиях лавинной опасности на Северном Тяньшане. Условия были более реальные чем надо. Группа туристов-горников, с которой я пошел в поход на майские праздники, я бы сказал, была безбашенной. Очень сложное слово для перевода на иностранные языки. Лавиноопасные склоны мы проходили в самое лавиноопасное время - в 13.00 - в 14.00. Я ждал когда тропа передо мной освободится и с рюкзаком, бегом пересекал лавинный склон.
Так же большое влияние на разработку подводного радиозонда оказало и знакомство с материалами Лос-Аламосской лаборатории, которые я изучал при работе над своим дипломным проектом, который я делал как "свободный художник".
После небольшого вступления, можно рассказать и о вкладе каждого автора, фотографии кот орых при ведены в верхней части страницы, в создание радиозонда. С кого из них начать? Я думаю не в каком то порядке, а как какая мысль придет в голову.

Ну, начнем например с испытаний атомного оружия на атолле Бикини в 1946 году. Из этих испытаний, вернее из технических решений, которые там применялись, я взял следующее. Но что бы не загружать эту страницу информацией, я буду кратко говорить, какой вклад внес каждый участник, и затем на странице, посвященной каждому участнику, я буду подробно описывать.
А теперь обратимся к Джону Лоутону, изобретателю, разработчику и изготовителю, первого лавинного трансивера, работавшего на частоте 2,275 кГц.
Главной деталью, главным элементом подводного радиозонда являются датчики (сенсоры) радиоактивного излучения. Они называются счетчики Гейгера Мюллера. В отличие от сцинтилляционных и полупроводниковых элементов, некторые из них, могут работать при высокой температуре, до + 150 градусов Цельсия. Названы эти датчики (счетчики) в честь Генриха Гейгера и Вальтера Мюллера. Изобретателей этих счетчиков.

Система электропитания. Power supply system. Система электропитания подводного радиозонда - это один из наиболее ответственных и важных элементов всей конструкции. Рассмотрим систему электропитания подробно. Расскажем обо всех возможных вариантах создания системы электропитания. Процесс конструирования и разработки начнем с системы электропитания.От нее зависит - будет ли работать остальные элементы и блоки подводного радиозонда. The power supply system of an underwater radiosonde is one of the most critical and important elements of the entire structure. Let's consider the power supply system in detail. Let's talk about all possible options for creating a power supply system. Let's start the design and development process with the power supply system. It depends on it whether the rest of the elements and units of the underwater radiosonde will work.

Передатчик подводного радиозонда. Underwater radiosonde transmitter. Важный элемент конструкции радиозонда. С его помощью осуществляется передача информации с датчиков радиоактивного излучения и концентрации радона из глубины кислотного вулканического озера на берег кратерного озера, где установлена приемная станция. An important element of the radiosonde design. It is used to transmit information from sensors of radioactive radiation and radon concentration from the depths of an acid volcanic lake to the shore of the crater lake, where a receiving station is installed.

Антенна подводного радиозонда. Underwater radiosonde antenna. Антенна предназначена для формирования электромагнитных волн, которые проходят через толщу воды кислотного вулканического кратерного озера ( лучше сказать электролита) и достигают приемной антенны установленной на берегу кратерного озера. The antenna is designed to generate electromagnetic waves that pass through the water column of an acidic volcanic crater lake (better to say electrolyte) and reach the receiving antenna installed on the shore of the crater lake.

Датчики радиационного излучения. Sensors of nuclear radiation. Наиболее важная часть конструкции подводного радиозонда. Этот раздел наиболее большой по представляемой информации, и сложно кратко его здесь изложить. Так что, переходим в этот раздел, и погружаемся в эту интересную тему. Здесь только скажем, что наиболее простым и надежным сенсором (датчиком) является счетчик Гейгера - Мюллера. The most important part of the underwater radiosonde design. This section is the largest in terms of the information provided, and it is difficult to summarize it here. So, let's move on to this section, and dive into this interesting topic. Here we will only say that the simplest and most reliable sensor (sensor) is the Geiger-Müller counter.

Система измерения концентрации радона. Radon Concentration Measurement System. Этот раздел - наиболее сложный с точки зрения технического исполнения. Вопросы измерения концентрации радона на поверхности земли хорошо изучены и разработаны. Так же хороше изучены технологии измерения в воде, но на поверхности земли (например термальные источники) и на небольшой глубине. А на глубине 100 - 300 метров, да еще в жесткой кислотной среде - это большая проблема. This section is the most difficult from the point of view of technical execution. The issues of measuring the concentration of radon on the earth's surface have been well studied and developed. Measurement technologies in water are also well studied, but on the surface of the earth (for example, thermal springs) and at shallow depths. And at a depth of 100 - 300 meters, and even in a harsh acidic environment, this is a big problem.

Counter