Guten Abend miteinander, ich möchte mir gerne einen kleinen Geigerzähler bauen. Einen sehr einfachen habe ich schonmal gebastelt, dieser enthielt die billigste Röhre die ich finden konnte und einer Spannungsversorgung aus ausgeschlachteten Bauteilen. Ein interessantes Projekt, aber nun möchte ich etwas vernünftigeres bauen. Als Zählrohr soll ein LND712 dienen. Nach kurzer Recherche habe ich von dem aktiven Löschen eines Zählrohres gelesen. Dies soll die maximale Zählrate erhöhen und die Röhre schonen. Der Aspekt der Lebensdauer ist mir in diesem Fall wichtiger. Nun frage ich mich wie man dies am besten umsetzen kann. Eine erste Idee wäre die Röhre mit einem MOSFET (soll es ja bis 1000V Sperrspannung geben) kurz zu schließen. Ich bin mir nun jetzt nicht ganz sicher ob mein Vorhaben so zu realisieren ist. Insgesamt soll nämlich ein Puls erkannt werden, dann die Röhre ab- und wieder angeschaltet werden. Nach Möglichkeit unter 10us, die angegebene "Totzeit" beträgt min 90us. Grüße MMC
M. M. schrieb: > Eine erste Idee > wäre die Röhre mit einem MOSFET (soll es ja bis 1000V Sperrspannung > geben) kurz zu schließen. So hoch ist die Spannung beim GM-Rohr aber nicht und bipolare Transistoren haben i.d.R. geringere Kapazitäten. Ich halte eine Schaltung zum aktiven Quenchen aber für überflüssig, denn so hohe Zählraten solltest du als Privatmann nie erleben.
Wenn du etwas "vernünftigeres", wie du schreibst, bauen willst, dann geh mit der Spannung runter in den Proportionalbereich. Da es dabei zu keiner vollständigen Ionisation kommt, wird die Gasfüllung automatisch geschont. Du brauchst dann einen deutlich besseren Vorverstärker aber erhältst im Gegenzug eine gewisse Energieauflösung, die im Plateaubetrieb ja überhaupt nicht gegeben ist. https://de.wikipedia.org/wiki/Z%C3%A4hlrohr#Proportionalz.C3.A4hlrohr Mit Szintillationszählern oder sogar normalen Photodioden geht aber auch das besser. Für weiche beta-Strahler z.B. C14 und alpha nimmt man auch offene Zählrohre, die mit einem Argon-Butan-Gemisch als Zählgas gespült werden. Als Großflächenzählrohre sind das flache Behälter, die im Innern viele parallele Drähte wie beim GM-Rohr enthalten. Ein bischen sieht das aus wie ein Eierschneider.
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Hp M. schrieb: > M. M. schrieb: >> Eine erste Idee >> wäre die Röhre mit einem MOSFET (soll es ja bis 1000V Sperrspannung >> geben) kurz zu schließen. > > So hoch ist die Spannung beim GM-Rohr aber nicht und bipolare > Transistoren haben i.d.R. geringere Kapazitäten. > Ich halte eine Schaltung zum aktiven Quenchen aber für überflüssig, denn > so hohe Zählraten solltest du als Privatmann nie erleben. Ja, so ist es. Man kann das recht leicht abschätzen: Nehmen wir 70µs Totzeit (willkührlich, aber der Bereich stimmt) und 1% Fehler: f=0,01* 1/T = 143 CPS Das dürfte in den Bereich mSV/h gehen, und das trifft man realistischerweise hoffentlich nie an. Da sind wir in dem Bereich, wo es richtig gefährlich wird. Was ich bei meinem zweiten verbessert habe: Akkulaufzeit erhöhen, kleines robustes Gehäuse. Integration einer ordentlichen PC-Schnittstelle und Datenlogging. Seit mand das Teil Wochenlange durchlaufen lassen kann, habe ich es in meinen Rucksack gepackt. Die Ergebnisse haben mich überrascht: Anbei als Beispiel zwei Bergtouren (jeder Punkt sind 20 Minuten mit einem SBM-20): Bild1: Besuch in der Schellenberger Eishöhle Bild2: Schneewinkelspitze in Kärnten (3016m) Was ich nicht erklären kann, ist der Einbruch kurz vor der Spitze an der Schneewinkelspitze. Ich tippe auf die Geologie. Es könnte auch mit dem Erreichen des Grates zu tun haben. Die Höhle finde ich logisch, die ist im nicht strahlendem Sedimentgestein, und >100m Steine schirmen schon viel ab.
Hp M. schrieb: > Ich halte eine Schaltung zum aktiven Quenchen aber für überflüssig, denn > so hohe Zählraten solltest du als Privatmann nie erleben. Ich hoffe sehr stark, dass ich nie erleben muss wie ein Zählrohr an seinem Limit läuft. Mein Ziel ist es die Röhre zu schonen indem man den Strom begrenzt der durch die Röhre fließt. Hp M. schrieb: > Wenn du etwas "vernünftigeres", wie du schreibst, bauen willst, dann geh > mit der Spannung runter in den Proportionalbereich. Hp M. schrieb: > Mit Szintillationszählern oder sogar normalen Photodioden geht aber auch > das besser. Guter Hinweis. Es wäre tatsächlich ziemlich nett die Energien zu messen. Damit sollte dann doch eine Identifizierung von Isotopen möglich sein? Auf Wikipedia habe ich gelesen, dass dies dann im beta und alpha Bereich geht. Gammaspektroskopie ist also nicht möglich? Zufälligerweise habe ich noch einen LMC6001 da, welcher sich gut als Vorverstärker machen sollte. Ob ich nun das Teil umschaltbar mache um es als einfaches Zählrohr oder Proportionalitätszählrohr zu verwenden bleibt dann erstmal offen bis ich mehr weiß. Danke soweit für die Hinweise und Tipps! Grüße MMC
Löschkreise sind aus der Zeit (um 1950), als es noch keine selbstlöschenden Zählrohre gab. Das war zur Röhrenzeit und der Zeit hoher "natürlicher" Aktivitäten aufgrund der atmosphärischen Kernwaffentests. Da wurde aber nichts kurzgeschlossen, sondern ein negativer Impuls kapazitiv auf das Zählrohr gegeben.^ Gruß - Werner
Hallo nochmal, nach ein wenig Recherche habe ich nun herausgefunden, dass ich so ein Geiger Müller Zählrohr nicht unbedingt als Proportionalitäts Zähler verwenden kann. Deshalb würde ich diese Funktion erst mal außen vor lassen. Zwischenfrage: Normalerweise werden Energien mit Szintillatoren erfasst. Diese klemmt man in der Regel vor eine Photomultiplier Röhre. So ein Aufbau ist mit einem gewissen Aufwand verbunden. Ist es sinnvoll anstatt einer Photomultiplier Röhre eine Fotodiode zu verwenden? Es gibt ja bekanntlich Avalanche Fotodioden welche aber unglaublich teuer und meist nur für Wellenlängen >600nm geeignet sind. Da würden Szintillatoren wie NaI oder CsI wegfallen. Sind reguläre Photodioden zu unempfindlich? Edit: Viele Szintillatoren sind hygroskopisch. Wenn ich solche auf Ebay sehe, frage ich mich immer ob diese in einem Behälter verschlossen sind und ein Glas fester haben, oder ob eine Seite Kontakt zur Außenwelt hat. Grüße MMC
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M. M. schrieb: > Edit: Viele Szintillatoren sind hygroskopisch. Wenn ich solche auf Ebay > sehe, frage ich mich immer ob diese in einem Behälter verschlossen sind > und ein Glas fester haben, oder ob eine Seite Kontakt zur Außenwelt hat. Wasserempfindliche Szintillatoren sind natürlich wasserdicht verpackt (Glas-/Kunststofffenster). Wenn sie trb sind, dann sind sie kaputt1 Für den Anfang kann man sein Glück mit Kunststoffszintillatoren versuchen, die sind wasserfest. M. M. schrieb: > Zwischenfrage: Normalerweise werden Energien mit Szintillatoren erfasst. > Diese klemmt man in der Regel vor eine Photomultiplier Röhre. > So ein Aufbau ist mit einem gewissen Aufwand verbunden. Durchaus, aber halt mit relativ wenig Know-How zu bauen. Hochspannungsversorgung, Spannungsteiler und die Elektronik ist fertig. M. M. schrieb: > Ist es sinnvoll > anstatt einer Photomultiplier Röhre eine Fotodiode zu verwenden? Es gibt > ja bekanntlich Avalanche Fotodioden welche aber unglaublich teuer und > meist nur für Wellenlängen >600nm geeignet sind. Mit Avalanche-Dioden geht es auch und wird (mechanisch) robuster. Nachteil ist halt, dass man einen zusätzlichen Verstärker benötigt, den man erstmal bauen und entwickeln können muss. M. M. schrieb: > Sind reguläre Photodioden zu > unempfindlich? normale Photodiode+Szintillator geht nur für Proportionalzähler und wenn man damit dann was messen kann, dann sollte an nicht mehr messen, sondern besser rennen... Hurra schrieb: > Ja, so ist es. > Man kann das recht leicht abschätzen: > Nehmen wir 70µs Totzeit (willkührlich, aber der Bereich stimmt) und 1% > Fehler: > f=0,01* 1/T = 143 CPS Also eine alte Taschenuhr mit Leuchtfarbe oder eine der Luftschutz-Leuchtplaketten (Vorläufer von Knicklichtern)
Schreiber schrieb: > Durchaus, aber halt mit relativ wenig Know-How zu bauen. > Hochspannungsversorgung, Spannungsteiler und die Elektronik ist fertig. Der Spannungsteiler kann sogar entfallen und die HV-Versorgung wird wesentlich vereinfacht, wenn man entlang der Dynoden einen Spannungvervielfacher aufbaut. Das geht mit SMD-Teilen ganz einfach, und man benötigt anstelle des Hochspannungstrafos nur eine Drossel oder einen Schwingkreis, die kaum mehr als 100V Spitzenspannung liefern müssen. Wegen der hohen Frequenz reichen auch Kondensatoren mit 10nF oder so. Ich habe das gelegentlich schon so gemacht. M. M. schrieb: > Es gibt > ja bekanntlich Avalanche Fotodioden welche aber unglaublich teuer und > meist nur für Wellenlängen >600nm geeignet sind. Ja, Avalanchedioden sind hierfür nicht besonders geeignet, wenn man sie nur als Lichtsensor benutzt. Als Teilchendetektoren funktionieren sie besser, aber billiger wird das dadurch auch nicht. Photomultiplier sind recht preiswert geworden und passen ganz gut zu diversen Szintillatoren. M. M. schrieb: > Zufälligerweise habe ich noch einen LMC6001 da, welcher sich gut als > Vorverstärker machen sollte. Um geringe Ströme zu messen schon, aber für die hier angesprochenen Zwecke wird er zu lahm sein. Die Impulse aus den Szintillatoren dauern, je nach Typ, einige ns bis maximal vielleicht 100µs, und um Energieauflösung zu machen will man ja ihre Höhe messen und sie entsprechend einsortieren. Schreiber schrieb: > Wasserempfindliche Szintillatoren sind natürlich wasserdicht verpackt > (Glas-/Kunststofffenster). Wenn sie trb sind, dann sind sie kaputt1 Das kann man evtl noch wieder aufpolieren, aber dem Vernehmen nach sind die gebräuchlichen NaI(Tl)-Kristalle auch noch lichtempfindlich und werden dadurch bei falscher Lagerung braun.
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