A data logger for nuclear radiations - OfficinaTurini

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Nuclear Rain
A nuclear data logger
Latest update: 17 March 2024

Difficulty project:
NR is a Gamma, X, Beta and Alpha radiation counter. It is based on the Russian-made SBT-10A sensor.
View the counts in real time and save all sampled data on Secure Digital, including atmospheric pressure, temperature and relative humidity.
Data is recorded every hour, while exceptional events (> 100 cp/s) are recorded in real time in a separate file.

Natural radioactivity is a phenomenon that occurs when unstable atomic nuclei spontaneously decay, emitting particles and radiation. This form of radioactivity is present in various natural materials and derives from different sources:
  1. Terrestrial materials: Rocks and soils contain radioactive isotopes such as uranium, thorium, and potassium-40.
  2. Radon: A radioactive gas generated from the decay of uranium in the soil, which can accumulate in buildings, especially in areas with uranium-rich terrain.
  3. Cosmic radiation: Comes from space and continually strikes the Earth's surface.

Cosmic Radiation
Cosmic rays are high-energy particles originating from space that can interact with the Earth's atmosphere, producing a cascade of secondary particles. Exposure to cosmic radiation increases with altitude, as atmospheric protection decreases. At sea level, the dose of cosmic radiation is about 0.3 mSv per year, while at higher altitudes, such as in mountainous regions, values can rise significantly.
  • At 2,500 meters, exposure can reach around 1 mSv per year.
  • At 5,000 meters, exposure can reach 2-3 mSv per year or more, depending on solar activity and other variables.



Typical Emissions
Radiations emitted by radioactive materials include:
  • Alpha radiation: Charged particles with low penetrating power in materials.
  • Beta radiation: High-energy electrons capable of passing through lighter materials.
  • Gamma radiation: High-energy electromagnetic waves that can penetrate easily.

Tolerated Levels
International guidelines, such as those established by the World Health Organization (WHO) and the International Commission on Radiological Protection (ICRP), define exposure limits:
  • Natural exposure: An exposure of about 2-3 millisieverts (mSv) per year from natural sources is considered normal.
  • Occupational limits: For workers exposed to radiation, the limit is typically set at 20 mSv per year, averaged over a five-year period.

Areas with Elevated Environmental Values
There are specific regions around the world where levels of natural radiation are above average, including:
  1. Kashmir, India: Some areas, such as the Poonch district, have radon levels that can exceed 200 Bq/m³ due to the presence of uranium-rich rocks and soils.
  2. Georgia, USA: In northern Georgia, especially in granite areas, levels of natural radiation can range from 1 to 30 mSv per year, depending on local geology.
  3. Isle of Guernsey: Here, some homes record variable radon levels, with values exceeding 100 Bq/m³, necessitating mitigation measures.
  4. Rio de Janeiro Region, Brazil: In mining areas, some studies have reported radiation exposure levels exceeding 5 mSv per year.
These values can vary significantly based on factors such as soil type, altitude, and climatic conditions. It is crucial to monitor these levels to protect public health and the environment. If you need more information on this topic or other areas, feel free to ask!


Note on Units of Measure
  • Becquerel (Bq): A unit that measures the radioactivity of a material, corresponding to one nuclear decay per second.
  • Millisievert (mSv): A unit that measures the equivalent dose of radiation absorbed by humans, accounting for the biological effect of the radiation.

NR e' contatore di radiazione Gamma,X,Beta ed Alfa. E' basato sul sensore SBT-10A di fabbricazione Russa.
Visualizza in tempo reale i conteggi e salva sulla Secure Digital tutti i dati campionati, compresa pressione atmosferica, temperatura ed umidita' relativa.
I dati vengono registrati ogni ora, mentre gli eventi eccezionali (> 100 cp/s) vengano registrati in tempo reale in un file separato.

La radioattività naturale è un fenomeno che si verifica quando nuclei atomici instabili decadono spontaneamente, emettendo particelle e radiazioni. Questa forma di radioattività è presente in vari materiali naturali e deriva da diverse fonti:
  1. Materiali terrestri: Rocce e suoli contengono isotopi radioattivi come uranio, torio e potassio-40.
  2. Radon: Un gas radioattivo generato dalla degradazione dell'uranio nel suolo, che può accumularsi in edifici, specialmente in zone con terreni ricchi di uranio.
  3. Radiazioni cosmiche: Provengono dallo spazio e colpiscono costantemente la superficie terrestre.

Radioattività di origine cosmica
I raggi cosmici sono particelle ad alta energia provenienti dallo spazio, che possono interagire con l'atmosfera terrestre, producendo una cascata di altre particelle secondarie. L'esposizione alla radioattività cosmica aumenta con l'altitudine, poiché la protezione atmosferica diminuisce. A livello del mare, la dose di radiazione cosmica è di circa 0,3 mSv all'anno, mentre a quote superiori, come quelle delle montagne, i valori possono aumentare significativamente.
  • A 2.500 metri di altitudine, i valori di esposizione possono raggiungere circa 1 mSv all'anno.
  • A 5.000 metri, l'esposizione può arrivare a 2-3 mSv all'anno o più, a seconda del livello di attività solare e di altre variabili.

Emissioni tipiche
Le radiazioni emesse dai materiali radioattivi includono:
  • Radiazioni alfa: Particelle cariche che hanno scarsa capacità di penetrazione nei materiali.
  • Radiazioni beta: Elettroni ad alta energia, capaci di attraversare materiali leggeri.
  • Radiazioni gamma: Onde elettromagnetiche ad alta energia che possono penetrare facilmente.

Campi tollerati
Le linee guida internazionali, come quelle stabilite dall'Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS) e dalla Commissione Internazionale per la Protezione Radiologica (ICRP), definiscono i limiti di esposizione:
  • Esposizione naturale: Si considera normale un'esposizione di circa 2-3 millisievert (mSv) all'anno da fonti naturali.
  • Limiti professionali: Per i lavoratori esposti a radiazioni, il limite è solitamente fissato a 20 mSv all'anno in media su un periodo di cinque anni.

Zone con elevati valori ambientali
Ci sono aree specifiche nel mondo in cui i livelli di radiazione naturale sono superiori alla media, tra cui:
  1. Kashmir, India: Alcune località, come il distretto di Poonch, presentano livelli di radon che possono superare i 200 Bq/m³, dovuti alla presenza di rocce e suoli ricchi di uranio.
  2. Giorgia, USA: Nella Georgia settentrionale, specialmente in aree granitiche, i livelli di radiazione naturale possono variare da 1 a 30 mSv all'anno, a seconda della geologia locale.
  3. Isola di Guernsey: Qui, alcune abitazioni registrano livelli di radon variabili, con valori che possono superare i 100 Bq/m³, richiedendo misure di mitigazione.
  4. Regione di Rio de Janeiro, Brasile: In zone minerarie, alcuni studi hanno riportato livelli di esposizione a radiazioni che superano i 5 mSv/anno.
Questi valori possono variare significativamente a seconda di fattori come tipo di suolo, altitudine e condizioni climatiche. È fondamentale monitorare questi livelli per tutelare la salute pubblica e l'ambiente. Se desideri ulteriori informazioni su questo argomento o altre aree, fammi sapere!

Nota sulle unità di misura
  • Becquerel (Bq): misura l'attività radioattiva di un materiale, corrispondente a un decadimento nucleare al secondo.
  • Millisievert (mSv): unità di misura della dose equivalente di radiazione assorbita dagli esseri umani, che tiene conto dell'effetto biologico delle radiazioni.
    REPORTS
    Campagna di acquisizione dal 2 Febbraio 2024 al 16 Marzo 2024
    Archivi completi della prima campagna di acquisizione.
    Evento eccezionale registrato 2024/02/24, 00:56:27, 6026 cp/s (Tempo Europa Centrale)

    Tutti i file presenti sono in formato di testo e facilmente leggibili.
    Il separatore di campo utilizzato e' la virgola mentre per i numeri in virgola mobile si il punto per indicare i decimali.

    Sono presenti quattro file globali ed un file per ogni ora acquisita di ogni giorno.
    Nel direttorio DATA sono presenti sotto-direttori per ogni giorno acquisito al cui interno sono presenti fino a 24 files.
    I file orari riportano come nome l' ora di salvataggio ed i vari campi sono cosi codificati:
    1. Numero (0 a 3599) i dati sono campionati ogni secondo
    2. cp/s
    3. cp/m
    4. Temperatura ambiente in gradi centigradi
    5. Pressione atmosferica in mBar
    6. Umidita' relativa da 0 a 100%

    Ogni giorno vengono salvati 24 file ciascuno di 3600 registrazioni.

    File globale: stats.txt
    Questo file contiene alcune statistiche elaborate ogni ora.
    Vengono riportate le seguenti misure:
    1. Ora acquisizione come indice
    2. cp/s medio
    3. cp/s deviazione standard
    4. cp/m medio
    5. cp/m deviazione standard

    File globale: cpmData.txt
    I dati vengono aggiunti ogni minuto e contengono i seguenti campi:
    1. Tempo locale espresso come data Giuliana
    2. cp/m
    3. Temperatura ambiente in gradi centigradi
    4. Pressione atmosferica in mBar
    5. Umidita' relativa da 0 a 100%

    File globale: exEvents.txt
    In questo file vengono registrati gli eventi eccezionali, in pratica quando si misurano piu' di 100 cp/s si registra questo come un evento eccezionale.
    Vengono riportate le seguenti informazioni:
    1. Data come Anno/Mese/Giorno
    2. Ora come HH:MM:SS
    3. cp/s


    Acquisition campaign from 2 February 2024 to 16 March 2024

    Exceptional event recorded 2024/02/24, 00:56:27, 6026 cp/s (Central European Time)

    All files present are in text format and easily readable.
    The field separator used is the comma while for floating point numbers the point is used to indicate decimals.

    There are four global files and one file for each hour acquired of each day.
    In the DATA directory there are sub-directors for each day acquired within which there are up to 24 files.
    The time files show the save time as their name and the various fields are coded as follows:
    1. Number (0 to 3599) data is sampled every second
    2. cp/s
    3. cp/m
    4. Ambient temperature in degrees centigrade
    5. Atmospheric pressure in mBar
    6. Relative humidity from 0 to 100%

    Each day 24 files each of 3600 recordings are saved.

    Global file: stats.txt
    This file contains some statistics processed every hour.
    The following measurements are reported:
    1. Time acquisition as index
    2. average cp/s
    3. cp/s standard deviation
    4. average cp/m
    5. cp/m standard deviation

    Global file: cpmData.txt
    The data is added every minute and contains the following fields:
    1. Local time expressed as Julian date
    2. cp/m
    3. Ambient temperature in degrees centigrade
    4. Atmospheric pressure in mBar
    5. Relative humidity from 0 to 100%

    Global file: exEvents.txt
    Exceptional events are recorded in this file, in practice when more than 100 cp/s are measured this is recorded as an exceptional event.
    The following informations are reported:
    1. Date as Year/Month/Day
    2. Now as HH:MM:SS
    3. cp/s
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