Видеокамеры и радиация.
Не очень хорошо, конечно, тащить собственный ответ на чужом жж, но имхо - вопрос интересный.
Суть в том, что радиация влияет на электронику. Все слышали, как на Чернобыле были засвечены пленки у журналистов и фотографов, что не долго работали дорогие роботы, в общем, не очень хорошо получалось.
А тут ТЕПКО выставляет целый ряд фотографий, сделанных роботами в высокорадиоактивной воде. Возможно ли это?
Далее мой расчет того, как быстро должна испортиться камера.
Честно скажу, что все данные взяты навскидку, а по параметрам камеры так и просто из воздуха. Я, в частности, совсем не уверена, что нужны 3х3 кв.см пластинки или что толщина регистрирующей части 50 микрон. Но это не слишком существенно изменит цифры.
Итак
Вопрос: iivan_pomidorof
А не вранье, точно?
Угу. Там сколько радиация?
Какие камеры и при какой защите ЭТО выдержат? Свинец в оболочке? Что он держит?
А в стеклах объективов камеры, как? А на матрице? Все же шурует на матрицу??
(на жж keeper-dungeon: http://keeper-dungeon.livejournal.com/148382.html)
Стекло может быть со свинцом, кстати, в качестве защиты. Корпус тоже можно защитить дополнительно.
А что касается того, сколько выдержит, можно посчитать.
Давайте предположим, что у нас камера имеет площадь 10 кв.см (грубо - 3х3 см).
У них в воде порядка (максимум) сотен тысяч Бк на кг. Плотность воды 1 г/куб.см.
Если считать, что частицы, которые могут прилететь на камеру, проходят с глубины в 10 см (а дальше вода сама их поглощает и служит защитой), то выйдет, что на площадь камеры могут прилететь частицы из объема воды в 100 куб.см, т.е. массы 100 грамм. Это 10^4 ("крышка" ^ означает степень) частиц, причем только половина из них летит в сторону камеры, половина - в другую сторону (реальный учет будет еще хуже, потому что есть еще направления "вбок", но будем считать, что половина летит куда надо - 5*10^3).
Однако при этом толщина камеры составляет единицы микрон. Пусть 50 и это завышенная оценка, т.е. 5*10^-3см
Сечение взаимодействия, т.е. вероятность того, что пролетающий электрон провзаимодействует с другим атомом составляет единицы барн. Пусть это десять барн и это тоже сильно завышенная оценка. Барн - это 10^-24 кв.см (такая размерность - следствие выбора системы единиц)
Посчитаем количество частиц в камере при толщине в 50 микрон, считая, что она целиком сделана из кремния, плотностью 2,3 г/куб.см. Атомная масса кремния 28.
Получим: 10*5*(10^-3)*2.3=0.1 грамма и поделим это на 28 и умножим на число Авогадро, т.е. 6*10^23 молекул
Получим, что пластинка кремния содержит 2*10^21 молекул.
Теперь считаем вероятность взаимодействия.
Это делается так: перемножается число частиц, делится на площадь взаимодействия, умножается на вероятность взаимодействия (и на число частиц в секунду, но уж будем считать, что все прилетели, т.е. снова сделаем оценку в пользу того, что камера портится сильно)
2*10^21*3*10^3*10^-23/10
мы получим 6 частиц в секунду.
Т.е. на камере портится 6 пикселей в секунду.
Предположим, что в камере пара миллион пикселей - 2*10^6.
Это означает, что она будет полностью выведена из строя за 3*10^5 секунд, т.е. примерно за сто часов работы.
Я обращаю внимание, что мы все время делали оценку в сторону гипотезы, что ионизация влияет максимально вредным образом.
Конечно, камера прекратит свою работу раньше - главное повредить центральные поля, можно считать, что при повреждении 10% пикселей мы уже ничего не разглядим и т.п., но это все означает, что 10 часов работы точно есть.
ЗЫ. В Чернобыле все было не так, поскольку съемка шла на ПЛЕНКУ, которая под действием ионизации засвечивалась. Ионизация - дело другое немного, поскольку одна пролетевшая частица оставляет за собой "толстый" след (примерно сто тысяч-миллион актов ионизации на см пути).
Суть в том, что радиация влияет на электронику. Все слышали, как на Чернобыле были засвечены пленки у журналистов и фотографов, что не долго работали дорогие роботы, в общем, не очень хорошо получалось.
А тут ТЕПКО выставляет целый ряд фотографий, сделанных роботами в высокорадиоактивной воде. Возможно ли это?
Далее мой расчет того, как быстро должна испортиться камера.
Честно скажу, что все данные взяты навскидку, а по параметрам камеры так и просто из воздуха. Я, в частности, совсем не уверена, что нужны 3х3 кв.см пластинки или что толщина регистрирующей части 50 микрон. Но это не слишком существенно изменит цифры.
Итак
Вопрос: iivan_pomidorof
А не вранье, точно?
Угу. Там сколько радиация?
Какие камеры и при какой защите ЭТО выдержат? Свинец в оболочке? Что он держит?
А в стеклах объективов камеры, как? А на матрице? Все же шурует на матрицу??
(на жж keeper-dungeon: http://keeper-dungeon.livejournal.com/148382.html)
Стекло может быть со свинцом, кстати, в качестве защиты. Корпус тоже можно защитить дополнительно.
А что касается того, сколько выдержит, можно посчитать.
Давайте предположим, что у нас камера имеет площадь 10 кв.см (грубо - 3х3 см).
У них в воде порядка (максимум) сотен тысяч Бк на кг. Плотность воды 1 г/куб.см.
Если считать, что частицы, которые могут прилететь на камеру, проходят с глубины в 10 см (а дальше вода сама их поглощает и служит защитой), то выйдет, что на площадь камеры могут прилететь частицы из объема воды в 100 куб.см, т.е. массы 100 грамм. Это 10^4 ("крышка" ^ означает степень) частиц, причем только половина из них летит в сторону камеры, половина - в другую сторону (реальный учет будет еще хуже, потому что есть еще направления "вбок", но будем считать, что половина летит куда надо - 5*10^3).
Однако при этом толщина камеры составляет единицы микрон. Пусть 50 и это завышенная оценка, т.е. 5*10^-3см
Сечение взаимодействия, т.е. вероятность того, что пролетающий электрон провзаимодействует с другим атомом составляет единицы барн. Пусть это десять барн и это тоже сильно завышенная оценка. Барн - это 10^-24 кв.см (такая размерность - следствие выбора системы единиц)
Посчитаем количество частиц в камере при толщине в 50 микрон, считая, что она целиком сделана из кремния, плотностью 2,3 г/куб.см. Атомная масса кремния 28.
Получим: 10*5*(10^-3)*2.3=0.1 грамма и поделим это на 28 и умножим на число Авогадро, т.е. 6*10^23 молекул
Получим, что пластинка кремния содержит 2*10^21 молекул.
Теперь считаем вероятность взаимодействия.
Это делается так: перемножается число частиц, делится на площадь взаимодействия, умножается на вероятность взаимодействия (и на число частиц в секунду, но уж будем считать, что все прилетели, т.е. снова сделаем оценку в пользу того, что камера портится сильно)
2*10^21*3*10^3*10^-23/10
мы получим 6 частиц в секунду.
Т.е. на камере портится 6 пикселей в секунду.
Предположим, что в камере пара миллион пикселей - 2*10^6.
Это означает, что она будет полностью выведена из строя за 3*10^5 секунд, т.е. примерно за сто часов работы.
Я обращаю внимание, что мы все время делали оценку в сторону гипотезы, что ионизация влияет максимально вредным образом.
Конечно, камера прекратит свою работу раньше - главное повредить центральные поля, можно считать, что при повреждении 10% пикселей мы уже ничего не разглядим и т.п., но это все означает, что 10 часов работы точно есть.
ЗЫ. В Чернобыле все было не так, поскольку съемка шла на ПЛЕНКУ, которая под действием ионизации засвечивалась. Ионизация - дело другое немного, поскольку одна пролетевшая частица оставляет за собой "толстый" след (примерно сто тысяч-миллион актов ионизации на см пути).