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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Re: Analyse du projet APOC : détecteur de radioactivité en Kickstarter

Message par iota le Jeu 16 Aoû 2018 - 15:25

Peut être qu'une chambre d'ionisation permettrait une meilleure detection ? (rayons alpha je crois)
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Re: Analyse du projet APOC : détecteur de radioactivité en Kickstarter

Message par tarsonis le Jeu 16 Aoû 2018 - 22:27

Salut,
en général la chambre à ionisation est beaucoup moins sensible qu'un tube Geiger. Cela détecte principalement les débits alpha en surfacique, qui justement ne présentent pas de "gros" dangers vu que cela traverse pas la couche morte de la peau.

Comme il n'y a quasiment pas d'émetteurs en pur alpha, un tube geiger sera capable de détecter de la radioactivité à proximité d'un corps qui émet en alpha, avec le reste qui peut suivre dans la désexcitation du noyau fils (gamma) ou de sa transformation (bêta+/-).
C'est pourquoi on peut détecter la présence de la plupart des émetteurs alpha, même au Geiger non-fenêtré.
Par exemple, le Polonium 210 a la réputation de n'émettre que des alphas, sauf à une désintégration sur 100000, où elle se produit avec en plus un gamma d'environ 800keV, bien détectable au GM.
La dose qui a été utilisée pour empoisonner Litvinenko étant estimée à 4GBq, cela signifie que la source émettait tout de même 40000 gammas par seconde. La plupart des compteurs geiger, même assez peu sensibles, seraient entrés en saturation avec une telle activité.

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Re: Analyse du projet APOC : détecteur de radioactivité en Kickstarter

Message par iota le Ven 17 Aoû 2018 - 14:30

Hum ... donc pour mon projet de "montre" detecteur la chambre d'ionisation ne suffirait pas à detecter de la radioactivité dans l'air.
Peut être même que l'idée d'implanter un detecteur au poignet est juste irrealisable au niveau amateur.
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Re: Analyse du projet APOC : détecteur de radioactivité en Kickstarter

Message par tarsonis le Ven 17 Aoû 2018 - 16:10

Salut,
vu le volume de la chambre, cela risque d'être effectivement assez insensible pour détecter une anomalie.

Pour ton projet, amha il y a trois possibilités :

A) utiliser les diodes à jonction. Mais pour avoir une sensibilité "acceptable" il faudrait au moins un convertisseur de tension pour la mise en parallèle. Ce sera moins sensible qu'un GM de base, mais aussi moins fragile, et sans besoin de HT (35V au plus).

B) utiliser des tubes Geiger. Ce sera beaucoup plus sensible, mais aussi un peu plus encombrant, fragile et nécessitant une HT.
Par exemple, avec un tube 18504 de Phillips, tu peux avoir un truc assez "compact", au moins pour tenir à la ceinture. (Par exemple avec le projet du plus simple compteur GM au monde : [Chroniques du Bunker de L'Apocalypse]

Le schéma est ultra-rudimentaire (c'était le but du tuto), mais avec le proto que j'ai en cours, cela devrait tabler sur un circuit auto-régulé d'environ 5cmx4cm, moins si tu fais en CMS.

Peut être même que l'idée d'implanter un detecteur au poignet est juste irrealisable au niveau amateur.

Au poignet c'est un peu chaud à cause de la taille du détecteur, qui va conditionner la sensibilité, mais il ne faut pas baisser les bras parce que tu es amateur.

Le principal développement sur lequel je travaille est la consommation du montage, qui est toujours bien trop exagérée dans les projets sur le net, qui flirtent allégrement avec les dizaines de mA sans broncher. Le projet OpenRadiation tape quand même dans les 30mA à vide (sans GM ni RFduino, cad en simple alim HT) !

Cela va conditionner l'autonomie et a taille de la pile. C'est également le problème du projet APOC détaillé dans le premier post du topic : grand max 50h sur une pile 9V, une vingtaine sur un accu.

Avec trois transistors universels, j'arrive à tomber à environ 0,5mA.... de quoi tenir 6 mois en continu avec un accu Li-ion classique....cad qu'un projet assez simple en DIY amateur fait mieux qu'un circuit pensé par des ingénieurs/chercheurs de la Sorbonne/UPMC... clind'oeil



C) tu utilises un stylo dosimètre tout fait (c'est une CI avec une fibre de quartz), qui permet une sensibilité "acceptable" et aucune électronique embarquée :

Il faudra aussi prévoir sa base de recharge. clind'oeil

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Re: Analyse du projet APOC : détecteur de radioactivité en Kickstarter

Message par iota le Ven 17 Aoû 2018 - 17:01

Le dosimetre me semblait allechant mais coute un bras !  Shocked

Je vais me renseigner pour le montage à diode à jonction.
De toute façon je ne prevoyais pas de fonctionnement en continu, c'est plutot une mise en  marche en cas de suspicion.

Merci pour tes infos !
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Re: Analyse du projet APOC : détecteur de radioactivité en Kickstarter

Message par tarsonis le Ven 31 Aoû 2018 - 0:19

Hello,
iota a écrit:Le dosimetre me semblait allechant mais coute un bras !  Shocked

Ça dépend de la sensibilité que tu cherches. On trouve encore pas mal de "stylo" dosimètres soviétiques dans les surplus pour une dizaine d'euros.
J'ai quelques DKP-50 qui fonctionnent sans souci depuis des années :


Il ne me sert pas à détecter les anomalies mais à totaliser la dose...et présente une échelle typique de la Guerre Froide où l'on se préparait à ce que les soldats évoluent sur un terrain radioactif post-attaque : de 0 à 50R. Soit très grosso modo de 0 à 500mSv.
Chaque graduation donne une dose de 20mSv, soit la dose max annuelle admissible pour certains travailleurs nuke :



On voit que depuis la recharge l'année dernière début juin, l'indicateur n'a quasiment pas bougé; c'est plutôt dans les clous avec le bruit de fond français :



Le principal problème de ces stylos est que la plupart du temps il sont fournis sans la station de recharge haute tension...qui n'existe  plus ou qui est hors de prix.
Il faut un peu ruser, car il y a un condensateur à l'intérieur qui porte des informations :


Celui-ci par exemple 500pF, avec tension max de 300V : cela donne la limite haute.

Il faut tout simplement utiliser un circuit HT (comme celui du compteur Geiger) avec une grosse capacité, et une résistance 10M en série pour charger jusqu'à ce que l'aiguille revienne sur le 0R. Dans mon cas j'avais un poil trop chargé avant la photo. clind'oeil

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Re: Analyse du projet APOC : détecteur de radioactivité en Kickstarter

Message par victor81 le Sam 1 Sep 2018 - 9:17

en parlant d'acaht de dosimetre qu'est ce tu penses de ceux ci?
https://www.ebay.fr/itm/1-x-Bundeswehr-Dosimeter-Strahlenmessgerat-Strahlung-Strahlendosimeter/202183374066?hash=item2f131174f2:g:l~gAAOSwvktaV2WK

pour une famille, ca peut etre interressant ( 6 stylos)
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Re: Analyse du projet APOC : détecteur de radioactivité en Kickstarter

Message par tarsonis le Sam 1 Sep 2018 - 22:21

Hello,
je ne sais pas trop à propos de celui-ci.

Il est censé y avoir des références communes entre Bendix et CDV, mais là, je ne trouve pas grand chose avec les références "610" et "686".... pourtant il te faut absolument l'échelle pour savoir dans quelle gamma se situe le dosimètre : plutôt en dessous de 1mSv, de 100mSv, 500mSv ou 1Sv ? C'est amha ce qui conditionne l'utilité.

La plupart des Bendix que je trouve ont une échelle graduée avec des pas de 10R, soit -grosso modo- des pas de 100mSv, ce qui est énorme ! Si c'est un équivalent du DCA-686, alors ce serait un max à 600R (6Sv)... affraid

Après, il y a quelques soucis dans les commentaires sur certains CDV à propos des pertes du condensateur (donc augmentation inopinée de la dose).
Amha, il faudrait contacter le vendeur pour avoir plus de détails sur le modèle et l'échelle. clind'oeil

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