HOE MAAK JE EEN DRAAGBAAR RÖNTGENMACHINE — HV-CAPS.BIZ
Twee jaar geleden zat Adam München op een avond laat in een chatroom met twee nieuwe kennissen te praten. Eén, een Pakistaanse man, klaagde over voortdurende stroomuitval in zijn land. De ander had zijn been gebroken bij een motorcrossongeluk in Mexico en zei dat zijn plaatselijke ziekenhuis geen werkend röntgenapparaat kon vinden. De twee situaties versmolten in de geest van München; hij vroeg zich af of er een goedkoop, betrouwbaar röntgenapparaat op batterijen bestond, iets dat in afgelegen gebieden kon worden gebruikt en kon functioneren zonder dat de stekker in het stopcontact zat tijdens stroomuitval. Nadat hij ontdekte dat het antwoord nee was, heeft hij er twee jaar lang zelf een gebouwd van Nixie-buizen, oude kunstkoffers, kettingzaagolie en elektronica van over de hele wereld. Het was een ongelooflijk ambitieus project voor iedereen, laat staan voor een 15-jarige.
München begon met online lezen over de wetenschap van Coolidge-buizen, de essentiële stralingsemitterende kern van de meeste commerciële machines, en vond er uiteindelijk een te koop bij een fabrikant in China. “De rest was het oplossen van puzzels”, zegt München. “Voor zoiets als dit bestaat er geen gids.”
Hij splitste de machine in twee met elkaar verbonden delen: een schakelkast waarin de elektronica is ondergebracht en een tweede kast met daarin de röntgenbuis en de hoogspanningscomponenten die deze aandrijven. Batterijen alleen zouden niet genoeg stroom leveren. Hij had een spanningsvermenigvuldiger nodig, dus leende hij een ontwerp dat oorspronkelijk in deeltjesversnellers werd gebruikt. Wanneer wisselstroom wordt aangelegd, stroomt deze op zijn hoogtepunt in een ladingopslagcondensator en snelt vervolgens door een ladingrelaisdiode wanneer de polariteit van de stroom omkeert. Deze tweede ladingsstoot wordt gecombineerd met het vermogen dat in de condensator is opgeslagen, waardoor de spanning wordt verdubbeld. Met het geld dat hij verdiende als freelance webontwerper kocht München genoeg condensatoren en ultrasnelle diodes op eBay om vier van dergelijke opstellingen met elkaar te verbinden. De spanning neemt met elke spanning toe totdat deze de 75,000 volt bereikt die nodig is om een behoorlijke bundel röntgenstralen te veroorzaken.
München, nu 18, heeft de machine gebruikt om een aantal huishoudelijke artikelen te röntgenfoto's, waaronder een pen en de harde schijf van een computer. Theoretisch, zegt hij, zou het gebruikt kunnen worden voor handen of ledematen. Nu concentreert hij zich erop de kosten onder de $ 200 te krijgen en het apparaat stevig genoeg te maken om zijn vrienden te helpen tijdens de nachtelijke chat. Maar de huidige versie zal zeker helpen bij een meer direct probleem: het imponeren van de toelatingsbureaus voor universiteiten.
EEN RÖNTGENMACHINE BOUWEN
Bekijk op de volgende pagina hoe het röntgenapparaat van München werkt.
HOE WERKT HET?
Imaging: In de röntgenbuis stuurt een hoogspanningsstroom elektronen naar een wolfraamdoel. De elektronen botsen tegen atomen in het doel, verliezen energie en zenden röntgenstralen uit. De röntgenstralen flitsen vervolgens vooruit en creëren een schaduwbeeld van het onderwerp. De meeste machines gebruiken flat-panel stralingsdetectoren om deze foto's te maken, maar deze kosten ongeveer $ 65,000. In plaats daarvan kocht München een scintillatiescherm, een plastic vel dat fluorescerend groen kleurt als het wordt geraakt door ioniserende straling.
Veiligheid: München bouwde zijn eigen Geigerteller om de straling te meten. Het volume aan röntgenstralen dat uit de buis kwam, kwam overeen met zijn schattingen, en hij ontdekte dat de terugverstrooiing, of de hoeveelheid straling elders, erg laag was. Toch gebruikt hij hem alleen buiten en richt hem op het bos achter zijn huis. Anders zou een deel van de röntgenstraling tegen een binnenmuur kunnen weerkaatsen. Hij voegde ook een luidspreker toe die een waarschuwingszoem laat horen wanneer de machine röntgenstralen genereert.
DIY-Xray-machine 3
Isolatie: München plaatste de hoogspanningscomponenten en de röntgenbuis in een plastic aansluitdoos gevuld met kettingzaagolie. Hij testte het isolerende vermogen van de olie door er twee metalen platen in te dompelen en vervolgens steeds grotere hoeveelheden stroom naar één te sturen. Het kostte 100,000 volt voordat de lading door de olie van de ene plaat naar de andere ging. Omdat de machine slechts 75,000 volt verbruikt, voorkomt de olie dat de spanning door de aansluitdoos of andere onderdelen heen brandt.
Design: Bijpassende kunstkoffers, verbonden door een kabel, omsluiten de twee delen van de machine. München sneed gaten in het deksel voor een aan/uit-schakelaar, meters die stroom en spanning controleren, draaiknoppen om de belichtingstijd in te stellen en een Nixie-buisdisplay van een Oekraïense leverancier die de belichtingstijd tot op de tiende van een seconde telt.
