Nach den ganzen Fragen nach Geiger-Müller Zählrohren habe ich mich gefragt, ob es auch andere Methoden zur Strahlungsmessung gibt, die man selbst nachbauen könnte. Kennt jemand was?
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Verschoben durch Admin
Man kann es auch mit Glimmröhren aufbaun. In Google wirst du fündig.
Endlich mal jemand, der nicht diesen Unsinn von "radioaktiver Strahlung"
verzapft - Gratulation!
"Radioaktive Strahlung" - im Moment in den Medien sehr beliebt, ist
genau solcher Unfug wie "leuchtendes Licht" oder "unhörbarer
Ultraschall" ... die meisten Journalisten sind Idioten.
Zum Thema: Es soll auch Halbleiter-Dedektoren geben - zumindest für
Röntgen- und die artverwandten Gammastrahlen, sogar als Matrix zur
Bildgewinnung ("digiales Röntgen"). Ansonsten kann man auch
fluoreszierende Stoffe auf/vor einen empfindlichen Lichtsensor anordnen,
siehe "Szinzilloskop" (oder so ähnlich). Da die empfindlichsten
Lichtsensoren aber wiederum Röhren sind (SEV), hat man
schaltungstechnisch nicht allzuviel gewonnen.
Szintillation, also das Aufleuchten von Materialen wie Natriumjodid-Einkristallen oder bestimmten Plastikteilen unter Strahlung und Erfassung der Lichtblitze mit Einzelphotonendetektorenm wie Photomultipliertubes. Ist nicht einfacher... http://www.chetan.homepage.t-online.de/sonstig/ram63.htm
Glimmröhren soll nicht wirklich funktionieren habe ich gelesen. Gibt zwar in einer gewissen Form Ausgangspulse wie ein Geiger-Müller Zählrohr, aber die ändern sich eben nicht bei "normaler" Bestrahlung. Welche Energie wäre eigentlich nötig, um ein Bit in einem RAM-Baustein kippen zu lassen? Angeblich soll das ziemlich häufig vorkommen
Angehängte Dateien:
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alpha.png
1,5 KB
BPW34 als Sensor für Alphastrahlung geht ganz gut: BPW mit einigen V Sperrspannung. Folgend ein RC-Verstärker mit etwa 200kHz Grenzfrequenz (mehrere BC377-Stufen) und Eingangswiderstand MOhm/einige pF, also hochohmig und kapazitätsarm. Die Verstärkung muss so hoch sein, dass das Rauschen am Ausgang Uss so etwa 500mV erreicht. Ein Schmitt Trigger muss folgen, der gerade über den Spitzenwerten des Rauschens anspricht. Also etwas über 500 mV. Dann kann eine Monostabile Kippstufe folgen, die aus dem Signal z.B. 1ms-Impulse macht, die auf einen Ohrhörer oder Lautsprecher gegeben werden können. Auf Alphastrahlung (Pechblende) spricht der Sensor eindeutig an. Da mir eine beta oder gamma-Quelle fehlt, kann ich in der Richtung nichts sagen. Eine Empfindlichkeit für beta und gamma wenn auch geringer als für Alpha müsste es geben. In der Anlage die in SMD ausgeführte Version des Verstärkers
Thomas schrieb: > Glimmröhren soll nicht wirklich funktionieren habe ich gelesen. Kannst du was näheres dazu sagen, das thema interessiert mich
http://www.mikrocontroller.net/attachment/104580/GeigerzaehlerGlimmroehre.pdf habs selbst noch nicht probiert Gruß
> BPW34 als Sensor für Alphastrahlung geht ganz gut:
1. April war gestern.
Alphastrahlung schafft es nicht mal durch
Das Epoxygehäuse bis zum Chips, was soll der
dann also messen ?
Ausserdem ist die Kapazität der Diode zu hoch
um auf kleine Ereignisse sinnvolle Reaktion
zu zeigen.
> Alphastrahlung schafft es nicht mal durch > Das Epoxygehäuse bis zum Chips, was soll der > dann also messen ? Die BPW34 ist eine Photo-Diode, mit einem durchsichtigen Kunststoff-Gehäuse. Evtl. kommen in diesem Material die Alpha-Strahlen weiter als in anderen Kunststoffen. Und um Alpha-Strahlen zu detektieren, reicht es ja, wenn ein gewisser Prozentsatz im Chip ankommt; die Kunststoff-Schicht wird bestimmt nicht alle Teilchen absorbieren. Und dann besteht Pechblende ja nicht nur aus Uran, sondern es enthält auch radioaktive Tochternuklide, die Beta- und Gamma-Strahlung abgeben. Man kann damit also nicht eindeutig nachweisen, dass die Diode auf Alpha-Strahlung reagiert. Ein interessanter Versuch wäre, den Detektor irgendwie abzuschirmen (z.B. dickes Papier), so dass die Alpha-Strahlung nicht mehr durch kommt, Beta- und Gamma-Strahlung aber schon noch. Wenn die Anzeige mit der Abschirmung deutlich schwächer wird, reagiert der Sensor tatsächlich auf Alpha-Strahlung.
@MaWin Hast Du es schon ausprobiert? Die Alphastrahlung schafft es durch die 0,2mmKunststoff bis zum Chip und auch durch 40 Mikrometer Alufolie, die Umgebungslicht abschirmt. Die Reichweite mit dieser Abschwächung beträgt etwa 30mm über dem Pechblende-Mineralstück. Da stimmt mit der Reichweitenangabe in der Literatur überein. Da werden für Luft als Reichweite ca.50mm angegeben
> Die Alphastrahlung schafft es durch die 0,2mmKunststoff bis zum Chip und > auch durch 40 Mikrometer Alufolie Das halte ich für ein Gerücht. Anbei ein paar Messwerte einer Am241-Probe mit Si-HL-Detektor: Luft (0 mm): 35233 Imp/s Luft (5 mm): 7215 Imp/s Luft (10 mm): 2034 Imp/s Luft (15 mm): 220 Imp/s Luft (20 mm): 1 Imp/s 1 Blatt Papier: 1,4 Imp/s Alufolie 50 µm: 0,2 Imp/s Das Ganze wurde mit einem echten HL-Detektor für ionisierende Strahlung gemessen. Abgesehen davon, stimmt es, was Johannes sagt: Pechblende enthält ein ganzes Sammelsurium von Isotopen, so dass ebenfalls Beta-Minus und Gammastrahlung ausgesendet werden. Gammaspektren von Pechblende findest Du über Google.
Tatsache ist, dass ich bis etwa 40mm Entfernung zur Probe deutliche Impulsrate am Scope Bildschirm sehe bzw. im Lautsprecher höre. Durch die Folie vor der BPW34 verringert sich diese Entfernung auf etwa 30 mm. Die 40Mikrometer sind wohl ein Irrtum meinerseits, die verwendete Alu-Haushaltsfolie hat etwa 12 Mikrometer Dicke. tut mir leid. Diese Werte stimmen mit den Reichweiteangaben für Alphastrahlung 5MeV in Luft und Aluminium im Rahmen der Messgenauigkeit überein. Bei dem Messwerten von Nils ist die starke Abnahme der Intensität in Luft nicht nur durch die Bremsung in Luft verursacht. Hier scheint das 1/r² - Gesetz mitzuwirken, das bei einer punktförmigen Quelle mit gültig ist. bei meiner mehr flächenförmigen Probe nimmt zunächst die Rate nicht mit 1/r² ab: weniger stark, enger an dem zu erwartenden exponentiellen Verlauf. Gammastrahlung wird die BPW34 nur mit sehr geringem Wirkungsgrad aufnehmen, dafür ist die Dicke der wirksamen I-Schicht zu gering.
> Endlich mal jemand, der nicht diesen Unsinn von "radioaktiver Strahlung" > verzapft - Gratulation! Radioaktive Strahlung ist ionisierende Strahlung, ( kurzwellige ) ultraviolette und Röntgenstrahlung aber auch.
"radioaktive Strahlung" ist sowieso eine unsinnige Wortbildung Radioaktivität ist die Materialeigenschaft eines strahlenden Körpers. Die abgegebene Strahlung ist nicht radioaktiv, bestenfalls ionisierend. Es gibt ja auch kein leuchtendes Licht: Die Lichtquelle leuchtet, nicht das Licht. sorry, da habe ich einege Vorgänger wiederholt.
> Gammastrahlung wird die BPW34 nur mit sehr geringem Wirkungsgrad > aufnehmen, dafür ist die Dicke der wirksamen I-Schicht zu gering. Peter, ich weiß nicht woher Du das nimmst. Du hast eine Probe, von der Du annimmst, dass sie nur Alpha-Strahlung aussendet. Das ist aber nicht der Fall. Du sagst nicht, wie Du abschätzt - aber Deine Abschätzungen würden nur dann funktionieren, wenn Du von einer reinen Alpha-Strahlungsquelle ausgehen würdest. Keinesfalls bei einem Mix verschiedener Strahler. Aber selbst wenn ich das unterstelle - meine Messreihe stammt aus einer Messung mit einem sehr empfindlichen Detektor an einer kalibrierten Strahlungsquelle mit etwa 300000 Bq. Das ist nicht wenig. Americium 241 ist ein reiner Alphastrahler, ebenfalls mit etwas nehr als 5 MeV Energie. Wenn ich das grob auf Deine 12 µm Alufolie übertrage, werden schon mal 95% der Alphateilchen geschluckt. Dann noch mehrere Millimeter Kunststoff und das Ganze in 30 mm Luft. Es ist nicht plausibel, dass sich da mit einer BPW34 irgendetwas nachweisen lässt. Ich weiß nicht, was Du da für ein Uranerz hast - aber Pechblende besteht aus einer Reihe von Uran-Isotopen (Zusammensetzung schwankt je nach Herkunft). Zusammen mit den teilweise ebenfalls strahlenden Zerfallsprodukten ergibt sich ein bunter 'Strahlenmix'. Mit Deinen Aussagen widersprichst Du auch dem, was publiziert wurde. Ein Zähler auf der Grundlage von 6 parallel geschalteten BPW34 wurde in der Funkschau 21/1986 vorgestellt. Dazu gehörte neben der Bauanleitung auch ein Grundlagenartikel, an dem 3 Autoren beteiligt waren. Zunächst das Wichtigste: Die BPW34 reagieren auf starke Betastrahlung und Gammastrahlung. Nicht auf Alpha-Strahlung. Zum Nachweis von Alpha-Strahlung wird die 'BPY12' vorgeschlagen (eine Pin-Diode ohne Gehäuse, mittlerweile abgekündigt). Ich nenne Dir die weiteren Daten aus dem Artikel: - 6 BPW34 an 15-20V, Fläche insgesamt 45 mm² - Nachweisempfindlichkeit für Co60 (Gamma-Strahler): 4 Imp/s je mR/h - Sperrschicht 70µm, damit 2..5 nS Impulse, die durch den anschließenden Ladungsverstärker auf 50 µs 'gedehnt' werden - Sperrschicht-Kapazität: 65 pF - Ansprechschwelle für Gamma-Quanten: 0,2 keV - Totzeit: um die 50 µs - Ladung pro Teilchen: 5e-14 As/MeV - Spannungsimpuls an der Diode: 100 µV an 100pF Die Schaltung findest Du auch hier im Forum, wenn Du nach 'BPW34' suchst. Gruß, Nils
> - Nachweisempfindlichkeit für Co60 (Gamma-Strahler)
Co 60 hat β(−) Zerfall, dabei werden auch Gamma-Quanten frei.
Will man die β(−) "aussortieren", z.B. mit Alu, sollte man das
spezifizieren.
Inzwischen läuft mir die Diskussion zu weit weg von der ursprünglichen Fragestellung. Die Fragestellung ging ja dahin, ob man mit anderen Sensoren als Geiger-Müller-Rohren radioaktives Material erkennen kann. Und das geht mit der BPW34 durchaus. Fakt ist: Ich habe bei meinem Aufbau eindeutig Radioaktivität bis etwa 30mm Entfernung von der Probe, die 12 Mikrometer-Alufolie ändert das von 40 auf 30mm Reichweite.Auf dem Schirm eines Scope heben sich diese Impulse deutlich aus dem Rauschsockel hervor. Dass man damit die Art der Strahlung nicht eindeutig identifizieren kann, ist mir auch klar, obwohl ich aus der Reichweite in Luft Alphastrahlung vermute. Wer daran interessiert ist, kanns ja ausprobieren, der Aufwand ist ja schließlich nicht hoch, abgesehen von der Schwierigkeit, eine Probe Uranmineral oder ein altes Zifferblatt mit radioaktivem Leuchtstoff aufzutreiben.
Die BPW34 wird Beta und Gamma Strahlen detektieren. Die Alpha Strahlung wird nicht durch den Kunststoff kommen. Mit einer freien Fotodiode ohne Fenster kann man alpha Strahlen detektieren. Bei Fotodioden mit Glasfester kann man dies ggf. auch nachträglich entfernen. Es muss dann nur dunkel sein. Man bekommt damit sogar eine gar nicht so schlechte Energieauflösung über die Pulshöhe. Ein Szinilationszähler ist aufwendiger als eine GM Zähler. Das Problem ist vor allem an das Szintilator Material zu kommen. Vor allem für Gamma Strahlung hat man damit eine viel höhere (z.B. 1000 fach) Empfindlichkeit und damit theoretisch auch ein Chance tatsächlich was zu messen, bevor die Strahlung gefährlich wird.
Eine verhältnismäßig einfache Möglichkeit Radioaktivität zu messen wär noch die Ionisationskammer. Läuft wohl schon mit TLC271 befriedigend, siehe z.B. www.bkainka. Lineares Ansprechen ist aber wohl erst mit hohen Elektrodenspannungen um 200 Volt zu erreichen, erst bei diesen Spannungen rekombinieren die Ionen in der Kammer nicht mehr, sondern werden komplett "abgesaugt". Kommt in abgewandelter Form auch in Gaschromatographen vor, als "FID", Flammenionisationsdetektor, hier mit Saugspannungen um 200-400 Volt, je nach Bauform.
Es gibt da auch noch etwas weniger Elektronisches, sehr Archaisches aus den 1970ern / 1980ern: Kearny Fallout Meter http://www.cddc.vt.edu/host/atomic/pdf/kfm_inst.pdf Ein Video dazu: http://www.youtube.com/watch?v=GgX7vZ_MVZ0
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