Analyse du projet APOC : détecteur de radioactivité en Kickstarter

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Analyse du projet APOC : détecteur de radioactivité en Kickstarter

Message par tarsonis le Mer 8 Aoû 2018 - 17:37

Salut,

je porte une discussion par MP sur ce fil, cela pourrait amha aiguiller les lecteurs intéressés ou dubitatifs.

On m'a demandé ce que je pensais du projet APOC, sur deux Kickstarters; le premier avec "APOC Basic" et le second avec "APOC pro".

Les deux sont régulièrement cités sur les forums qui parlent radioactivité/nuke/Fukushima/Tchernobyl & co.

https://www.kickstarter.com/projects/excelphysics/apoc-mini-radiation-detector/comments
https://www.kickstarter.com/projects/aerosplice/apoc-pro-radiation-detector

Tout d'abord, les deux projets semblent morts, le premier a perdu son site web tandis que le second (la version "pro" et "upgradée") n'a plus de nouvelle depuis quelques temps.

APOC Basic :

Amha, il y a un gros souci à la base, le projet se revendique "opensource", construit et développé par leur équipe, alors qu'un oeil averti remarquera très vite une copie conforme du :

- projet de Burkhard Kainka, développé sur son site web en 2010 ici : http://www.elektronik-labor.de/Projekte/Alpha.html

- co-développé avec Elektor via le projet "Mesure de rayonnement gamma avec une photodiode" en 2011 : https://www.elektor.fr/lisez-la-version-numerique-pdf-d-elektor-de-juin-2011

- et mentionné sur Olduvaï ici : Fabriquez votre propre détecteur de radioactivité

Les valeurs des résistances sont strictement identiques, ainsi que les transistors BC, le circuit LM311
Projet de Kainka :




PCB du projet APOX :




Donc niveau développement, c'est assez proche du zéro. Il y aurait à la rigueur le design du PCB, mais sans plus.

Au niveau des capacités, amha le projet les surévalue.

Bon, c'est déjà pas folichon avec les diodes PIN car la surface de détection est très réduite comparé à un tube geiger. Pire, la mise en parallèle de plusieurs diodes augmente certes cette surface totale, mais réduit drastiquement la sensibilité de l'appareil (effet de capacité).

Kainka précisait déjà même dans ses notes de 2010 qu'il fallait augmenter la tension à plusieurs dizaines de volts pour retrouver la même précision qu'avec une seule diode PIN. De mémoire, j'étais monté à la trentaine de volts pour avoir un résultat à peu près correct.

Quand dans la vidéo de présentation, on nous montre un nombre impressionnant de CPM (coups par minute), presque 7000 CPM pour la version Basic, et 37000 pour la version Pro (jamais sortie).



C'est effectivement beaucoup, mais il faut voir la source qu'il y a derrière.... 10µCi de Césium 137.

Ce qui représente tout bonnement, 22 millions de désintégrations par Minute (que l'on dira CPM par abus de langage, permettant la comparaison) !

Quand le projet donne une sensibilité de 5% sur le Cs137 (" Detector efficiency: 5% with Cs-137 "), moi j'y vois 37/11000 (moitié de la sphère) = 0,3% de sensibilité au contact (soit un facteur 16). Et 0,06% avec la version Basic !

C'est à dire qu'en dehors des sources qui crachent une quantité incroyable de radiations, le détecteur est vraiment insensible, là où un tube serait déjà entré en saturation. A titre de comparaison, vu la source, un tube SBM-20 à 10€ donnerai théoriquement 2,7 millions de CPM (impossible, vu que ça sature à quelques dizaines de kBq)

Donc quand un tube geiger donne en moyenne 18CPM pour le bruit de fond, la version "APOC pro " donnera environ 1 coup toutes les deux minutes (0,5CPM), et environ un coup toutes les dix minutes pour la version Basic (0,1CPM).
C'est grosso modo les résultats obtenus par Kainka et moi, et le principal argument pour lequel je n'ai pas plus développé cette techno sur le forum.

Donc il sera quasi impossible de détecter une hausse de radioactivité, une anomalie voire un truc qui crachotte vraiment.

Si l'on revient aux formules que j'ai détaillées ici : Application Geiger Bot, compteur Geiger, mesure de sources, de bruit de fond et autres stats.


Le seuil de décision (le nombre de CPM où l'on peut supposer que l'on est statistiquement face à une source radioactive qui se distingue du bruit de fond) est de 5,69 CPM

Ce qui est énorme, avec presque dix fois le bruit de fond pour la version pro...

Ou alors, si on prend en compte le temps:


t est le temps de mesure minimal pour que le seuil de décision soit de p pourcents au dessus du bruit de fond.

Avec p= 100%, (soit à peine +0,5CPM).
Pour que le seuil de décision soit de 1 CPM (cad deux fois la normale) il faudrait une mesure de plus de... 37 minutes.
Si on souhaite un SD de 1,5CPM (trois fois ce que le détecteur capte habituellement), il faut une mesure de plus de dix minutes...

C'est trop long aussi bien dans un environnement contaminé que pour une mesure de bruit de fond.

Enfin, les auteurs passent à côté d'un élément essentiel de ce montage, et détaillé de long en large par les Kainka/Elektor : le but n'est pas d'avoir un appareil sensible qui détecte des traces de radioactivité...mais de faire de la spectrométrie gamma.
C'est à dire, d'être capable de mesurer l'énergie des rayonnements détectés, ce que permet la diode PIN, alors qu'un tube geiger est aveugle : un coup est un coup peu importe si c'est un photon de 800keV ou de 150keV.

Ceci permet l'identification du radionucléide en question à partir de son spectre moyen d'émission : est-ce du Césium137 , du Cobalt 60 ?
On aurait donc eu une méthode pour évaluer le type de contamination, ce qui est la réelle plus-value de cette technologie.

Mieux : l'énergie de la particule détectée permettrait de calculer beaucoup plus précisément la dose et les débits de dose.
Contrairement aux tubes geiger à nu, qui ont tendance à surestimer les débits (d'où les tubes compensés en énergie, qui réduisent l'effet des faibles énergies), le capteur à semi-conducteur serait capable d'intégrer proprement l'énergie de CHAQUE particule détectée pour en extrapoler la dose reçue.

Mais là seuls les coups sont conservés, à la manière des tubes geiger. Donc on combine l'insensibilité du détecteur à l'impossibilité d'intégrer l'énergie des rayonnements.


Enfin, on remarque l'amateurisme le plus absolu avec ce facteur de conversion fixe, qui est tout simplement issu des tubes geiger (le "123" vient à coup sûr du SI-29BG) :

"Ancienne version APOC" : 7008/56,9 ~123


Version "améliorée" du APOC sur la source de 10µCi
37297/302 ~ 123


Ce qui est d'ailleurs plutôt étrange avec la même mesure dans une vidéo un peu plus bas, qui présente un débit 6 fois (resp 30 fois) moindre qu'avec l'ancienne version (resp la nouvelle) :

1184/9,61 ~123


Allez savoir...

1165/9,46 ~123 sur la source sur la source de 70nCi (150 000 CPM)


Et sur la source bêta de Strontium 90 : 308/2,5 ~123



Alors qu'il faudrait absolument corriger ce facteur pour représenter la réalité.

Si un appareil détecte cent fois moins de rayonnements qu'un autre, il faudrait compenser les µSv/h et afficher la même valeur entre les deux appareils.
Sinon on sous-évalue d'un facteur cent l'exposition !


C'est pour cela que l'appareil affiche 302µSv/h sur la source de Césium 137....alors qu'au contact, les 10µCi doivent plutôt avoisiner un débit de l'ordre de 20mSv/h ! Soit 5µSv par seconde ! A ne pas manipuler avec les doigts comme sur la vidéo...

Donc d'une part l'appareil n'est pas sensible, mais en plus il sous-estime d'un facteur 60 le débit de dose. Ouch.... même en jouant à saute-mouton près des cuves des réacteurs de Fukushima on risque de se prendre de bonnes doses mortelles sans que ce détecteur le calcule correctement.

Niveau autonomie, le montage consomme un peu plus de 12mA , mais est alimenté par une pile 9V, soit à peine 50h devant soi.

A titre de comparaison, le dernier proto de mon compteur geiger DIY (article pour bientôt, promis) dépasse à peine 2mA sur un Accu li-ion de 2000mA, et je trouve ça encore un peu élevé pour travailler sur une version améliorée.


Enfin, je fais abstraction de la vidéo "test" d'un internaute sur youtube, qui a curieusement la même voix et les même expressions que le concepteur.

Donc pour résumer, cela me fait mal de démonter ce genre de projet, mais en l'état c'est un gros hoax au niveau des promesses, qui ne pourra jamais remplacer un simple compteur geiger.

Au plaisir d'apporter mon point de vue si vous avez des questions sur d'autres projets ou celui-ci clind'oeil

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