No.135 「iPod touch を使ったDIY線量計＝ポケット・ガイガーKIT」

非営利プロジェクト「radiation-watch.org」が、DIY線量計[ポケット・ガイガーKIT]をネットで頒布しています。センサーにPINフォトダイオード×8個を使っていること、ガイガーミュラー管を使わないためガイガーカウンターとは言えないと断りながら、[半導体ガイガーカウンター]の別称を付して[ポケット・ガイガーKIT]、[ポケガ]を通称として、ポータブルメディアプレーヤーおよび携帯情報端末(PDA)と組み合わせてDIY線量計を作り上げています。

写真1. iPod touchとポケット・ガイガーKIT(右)

測定精度は、市販の放射線測定器(HORIBA Radi、エアカウンター、ポケット・ガイガーPro版)を同じ条件下で環境放射線を同じ条件(東京都、屋内、1F、鉄筋コンクリート造、測定時間=約20分)で測定して、おおむね同じ測定結果が得られたと報告されています。

[ポケット・ガイガーKIT]の仕様

(radiation-watch.orgから許可を得て転載)

このKITの面白いところ

回路基板に遮光テープ・アルミテープに巻かれた状態で手元に届くので、Radiation- Watch.orgのWEBサイトから[組み立てマニュアル]を参照して、基板をFRISK^※1のケースに収納します。ほかに電池(006P)を用意し、ハンダ付け不要の加工作業を行います。FRISK(フリスク)は年配の人にはなじみがないかもしれません。これはミント風味のシュガーレス清涼菓子でW70mm×H10mm×D32mmの樹脂製ケースに50粒のミントタブレットが入っています。フリスクブラックミントを選ぶとケースの色はブラックになります。

このFRISKのケースに基板(W34/H70/D32mm)を収納する発想が秀逸です。FRISKの値段が200円でも、50粒のミントタブレットを味わった上でケースを流用するのですからアマチュア的な利用法といえます。ケースインは回路基板(部品の膨らみがある面)が上になるようにします。その際、β線を遮蔽(線量当量率(uSv/h)を正しく表示するため)、センサーの真上に10円硬貨(簡易遮蔽)を貼り付けてケースに収容します。遮蔽材は銅板もしくはアルミ板、家庭用アルミホイルを折りたたむ方法(推奨)があります。

写真2. センサーの真上にβ線を遮蔽するため10円硬貨(簡易遮蔽)を貼り付けた

専用アプリケーションソフト

アプリケーションソフトウェアはiPod touch^※2のSafari(Web閲覧ソフト)を起動して無線LANでAppStore(アップルショップ)に接続、The Mint-box Radiation Detector Lite(無料)とThe Mint-box Radiation Detector Pro(450円)をダウンロードしました。Liteは簡易型、Pro版はプロフェッショナル向きです。日本語版と英語版があります。

写真3. iPod touchのデスクトップ中央にポケガLite(左)とポケガPro(右)のアイコン

使用感

iPod touchはポケット・ガイガー以外のアプリケーションソフトを全て停止させて動作テストを行います。ポケット・ガイガーのフォーンプラグをiPod touchのフォーンジャックに挿入します。操作方法は次の手順によります。

1. ソフトウェアを起動し、[ON] ボタンを押す。

2. 正しい値が表示されるまでに5〜10分程度の時間が必要。

3. [cpm]は、Count per minutes(1分当たりのγ線検出数)を示す。

4. [uSv/h]は、cpmの値から換算したdose rate(1時間当たり線量当量率)を示す。

　 ±の数値は計数誤差。

5. [cpm]と[uSv/h]の値は、過去20分間の測定データを平均化した値。

　 [Clear] を押すと初期状態にリセットされる。

6. [No Sleep]機能をオンにすると、画面が自動的に消えるのを防ぐ。

空間線量の測定は、室内の机の上に置いて測定しました。Pro版で1.48[cpm] 0.07±0.02[μSv/h]、次いでLite版で1.95[cpm]0.10±0.03[μSv/h]でした。

写真4. ポケガを室内の机上に置いて測定(Lite版)

写真5. ポケガを室内の机上に置いて測定(Pro版)

次に屋根の雨水が樋(とい)を通り地中に流れ込む地面を測定し、Pro版の測定値0.46±0.08[μSv/h]を実測しました。

写真6. 雨水が地中に流れ込む地面を測定した

Pro版では[Main]メニューから[Input」グラフ、[MCA]グラフ、[Count]グラフ、[uSv/h]グラフ、[Does]グラフ、[Log]メニュー、[Map]メニュー、[Circuit] メニュー、[Seting]メニュー を選択・表示します。詳細は[ユーザーズマニュアル]を参照ください。

KITの入手方法

「radiation-watch.org」（http://www.radiation-watch.org/p/blog-page.html）から[○月の配布受付を開始しました]から[在庫確認&購入画面]をクリックして申込フォームに必要事項を記入して購入手続きする。ほどなくして件名:[2×××] ご注文ありがとうございます(ポケット・ガイガー)の確認メールが届き、注文から20日ぐらいで現物が届く。3,500円＋組み立て手数料200円、代引き手数料550円の計4,250円と引き換えにポケット・ガイガーKITを受け取ります。

あとがき

センサー(PINフォトダイオード×8個)とアンプ回路からなる基板の回路図は、Pro版の特典として含まれているため、WEBでの公開を差し止められています。ここではMaximの公開された回路^※3を挙げておきます。関係者の話によると[ポケット・ガイガーKIT]の回路にかなり近い内容と聞いています。部品を集めて自作することも可能でしょうが、増幅度の高い回路は「発振」を止めるのが課題のようです。

※1 FRISKはフリスクインターナショナルおよびクラシエフーズの登録商標です。

※2 iPod touch:Apple社の iPod touch(アイポッド・タッチ) は、音楽や動画の再生のほか、無線LANによりiTunesで楽曲の購入、SafariでWEBサイトの閲覧ができる。画面にタッチして操作を行うほか、複数の指を画面上で広げたり閉じたりする操作で画面の写真やWEBサイトを拡大・縮小できる。App Storeからダウンロードしたアプリケーションの実行機能もある。フラッシュメモリ8/32/64GB の3種類。サイズは111mm(縦)× 58.9mm(横)× 7.2mm(厚)、重さ101g。

※3 Gamma-Photon Radiation Detector

http://japan.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/2236