Messung von Radioaktivität mit dem Raspberry Pi

  • Ich möchte euch an dieser Stelle die neueste Erweiterung für PiTS vorstellen und über den erfolgreichen Abschluss eines weiteren Teilprojektes zum Thema Umweltmonitoring auf Basis des Raspberry Pi mit dem Schwerpunkt „Messung von Radioaktivität“ berichten.


    Wie im Beitrag "Wetterdaten mit dem Pi Temperatur Sentinel (PiTS) aufzeichnen und darstellen" geschildert, unterstützt PiTS bzw. die PiTS-It! Management Software viele verschiedene Sensoren, darunter nun auch Geiger-Müller Zählrohr-Module. Damit kann man auch als interessierter Maker-Laie und ambitionierter -Einsteiger einfach und effektiv die Radioaktivität zusammen mit einem Raspberry Pi messen und grafisch auswerten.


    Für alle die selbst die Hintergrundstrahlung vor Ort oder die Strahlenemission von Objekten mit Hilfe eines Raspberry Pi ermitteln möchten, hier die Stückliste an erforderlicher Hardware:

    • 1 x Raspberry Pi (vorzugsweise PiZeroW) inkl. SD-Card und Stromversorgung
    • 1 x Geiger-Müller Zählrohr DIY-Modul-Kit
    • 1 x geeignetes Gehäuse für das Modul und den RasPi

    Darüber hinaus sind noch folgende Bauteile für die Signalaufbereitung des Interrupt-Signals vom DIY-Modul-Kit erforderlich

    • 1 x NE555 IC
    • 2 x 10nF Kondensatoren (C)
    • 1 x 1kOhm Widerstand (R)

    sowie ein Spannungsteiler aus zwei Widerständen oder ein entsprechender Levelshifter zur Anpassung der Spannung auf 3.3V am GPIO-Eingang des Raspberry Pi.


    Als Software kommt das aktuelle Release der PiTS-It! Management Software zum Einsatz.


    Das im DIY-Modul-Kit verbaute Zählrohr kann sowohl Beta- als auch Gamma-Strahlung erkennen. Bei der Detektion von ionisierender Strahlung im Zählrohr „tickt“ das Modul entsprechend akustisch, wie man es von den gängigen Geiger-Müller Zählern her kennt, und es kommt zu einer Spannungsveränderung am Interrupt-/Signalausgang. Leider ist der Spannungsabfall am Signalausgang des Geiger-Müller Zählrohr DIY-Modul-Kits zu gering, als das es am Eingang eines GPIO am Raspberry Pi als Low-Pegel richtig erkannt werden könnte.

    Daher ist eine kleine zusätzliche Schaltung zur Signalaufbereitung erforderlich. Zum Einsatz kommt hier das „schweizer Messer“ der integrierten Schaltungen der NE555. Der NE555 arbeitet in der Betriebsart monostabile Kippstufe und erzeugt bei hinreichender Spannungsdifferenz an dessen Trigger-Eingang einen sauberen Impuls mit definierter Pulsbreite am Ausgang. Ein Schaltbeispiel für den 555 im monostabilen Modus sieht man hier (https://de.wikipedia.org/wiki/…a/File:555_Monostable.svg). Mit den oben aufgelisteten Werten für R und C erzeugt man einen Impuls von ungefähr 1µs. Das ist ausreichend kurz um auch erhöhte Strahlungswerte mit der PiTS-It! Management Software am Raspberry Pi erfassen zu können.


    Die Software unterstützt auch andere Hardware wie zum Beispiel das PiGi-Modul oder MightyOhm. Allerdings muss man bei diesen Modulen das Zählrohr dann selbst kalibrieren. Die Zählrohre werden mit einer Spannung von mehr als 400V betrieben, daher ist insgesamt auf einen sorgsamen Umgang sowie entsprechende Vorsicht bei der Kalibrierung zu achten. Das aus China erhältliche Geiger-Müller Zählrohr DIY-Modul-Kit ist hingegen komplett anschlussfertig und bereits kalibriert. Es ist daher besser für Einsteiger geeignet. Hier sieht man den Anschlussplan für dieses Modul an den Raspberry Pi



    sowie die Signalaufbereitung per Monostabiler Kippstufe im Detail:



    Zunächst wurde das Geiger-Müller Zählrohr DIY-Modul-Kit mehrere Wochen an einem Testsystem (Raspberry Pi 3+) in einer Büroumgebung betrieben und auf "Herz und Nieren" geprüft. Die radioaktive Belastung im Büro wurde zuverlässig gemessen und aufgezeichnet.



    Nun ist das GM Zählrohr-Modul in einem eigens gedrucktem Gehäuse im Außenbereich untergebracht und an den PiZeroW angeschlossen, der bereits auch schon die Feinstaubmessung durchführt. Zur Veranschaulichung hier ein erster 3D-Entwurf des Gehäuses für das Zählrohr-Modul:


    Hier sieht man den typischen Verlauf der natürlichen Strahlung sowie die Darstellung der gemessenen Radioaktiviät in der WebUI der Software:


    Optional bietet die PiTS-It! Management Software auch die Möglichkeit im Rahmen von Citizen Science und Open Data an Plattformen für offene Sensordaten wie openSenseMap teilzunehmen.


    So sieht die Darstellung der Messwerte für Radioaktivtät dieses PiTS-Systems als Open Data bei der openSenseMap Plattform aus:


    Darüber hinaus bietet das aktuelle Release der PiTS-It! Management Software die Möglichkeit zur optionalen Übertragung der Messwerte an SmartHome Steuerungszentralen wie:

    Vielleicht inspirieren obige Abbildungen hier zum Nachbau oder zur Adaption in eigene Projekte. Macht mit bei Citizen Science und der Digitalisierung mit Raspberry Pi.


    VG

    TGD

  • Dein Projekt hat mehrere interessante Ansätze, die ich zunächst einmal positiv herausstellen will: die Verwendung der PiTS-Managementsoftware war mir neu, ebenso auch die Verwendung des NE555.


    Aus physikalischer Sicht jedoch hat das Projekt aus meiner Sicht einige Schwächen, diese sind im Einzelnen:

    1) In der Produktbeschreibung zu dem DIY Geiger-Müller Zählrohr (GZM) wird erwähnt, dass es eine Äquivalentdosisleistung zwischen 20 und 120 mR/h messen kann. Die Verwendung von R (Rem) als Einheit für die Äquivalentdosis ist seit 1985 abgeschafft, bereits seit 1975 lautet die Empfehlung der SI hier Sv (Sievert) zu nehmen. Ein Hersteller, der dies nicht weiß, ist m.E. nicht auf der Höhe der Zeit und nur bedingt ernst zu nehmen.

    2) Die Äquivalentdosis beschreibt (grob zusammengefasst) das Ausmaß der Schädigung von menschlichem Gewebe aufgrund ionisierender Strahlung. Leider fehlen in der Produktbeschreibung jegliche Hinweise, in welcher Position relativ zum menschlichen Körper das Gerät aufgestellt werden muss. Oder anders ausgedrückt: eine Bestrahlung der Füße (Gerät liegt auf dem Fußboden) hat eine viel schwächere Schädigung des menschlichen Gewebes zur Folge als eine Bestrahlung des Kopfes (Gerät ist auf Augenhöhe installiert). Das Gerät wird aber auf dem Fußboden die gleiche Äquivalentdosisleistung ausweisen wie direkt unter der Decke und damit kann das Messergebnis nicht mehr korrekt sein.

    3) In der Produktbeschreibung findet sich eine sehr merkwürdige Angabe betreff Betastrahlung: "... 100 ~ 1800 aus Variablen / Punkte / cm 2 des weichen Betastrahls." Da das Zählrohr offensichtlich aus Glas (oder einem ähnlichen Werkstoff) besteht, kommt sogenannte "weiche Betastrahlung" gerade eben nicht in das Innere des Zählrohrs, sie wird abgeschirmt. Nur harte Betastrahlung erreicht das Innere aber dafür scheint das Gerät nicht ausgelegt zu sein. Die Angabe mit Variablen und Punkten ist nicht nachvollziehbar. In der englischen Übersetzung ist das nicht besser.

    4) In der Beispielgrafik für den Messverlauf wird in der 3. Zeile hinter "Äquivalentdosis" ein Wert für die "Äquivalentdosisleistung" angegeben. Das passt nicht zusammen und stellt einen groben Schnitzer in der Darstellung der Daten dar.

    5) In Deinem Beitrag schreibst Du "Damit kann man auch als interessierter Maker-Laie und ambitionierter -Einsteiger einfach und effektiv die Radioaktivität zusammen mit einem Raspberry Pi messen" und "Die radioaktive Belastung im Büro wurde zuverlässig gemessen und aufgezeichnet." Das ist in mehrfacher Hinsicht leider falsch. Das Messen von Radioaktivität ist ein weites Feld, weil unter dem Begriff Radioaktivität sehr viel verschiedenes verstanden werden kann, was zwar mit einander zusammenhängt aber dennoch nicht das gleiche ist. Konkret kann darunter nur die Zählung von Strahlungsereignissen pro Zeit verstanden werden, was gleich der Zählung von Zerfallsereignissen pro Zeit ist, ausgedrückt in Becquerel. Siehe dazu auch die unterste Grafik, die die Radioaktivität als cpm (counts per minute) ausweist statt korrekt in Becquerel. Auch kann unter Radioaktivität die Messung einer Äquivalentdosis verstanden werden, was der Summe aller Schädigungen auf ein menschliches Gewebe entspricht, ausgedrückt in Sievert. Hinzu kommt, dass gerade im Büro die Belastung durch Radon sehr wichtig zu wissen wäre, das ist aber ein Alpha- und Betastrahler. Gerade Alphastrahlung erfasst das GMZ erst recht nicht, die Alphateilchen werden zu 100 % durch das Glas abgeschirmt. Tückisch an Radon ist, dass es sich um ein Edelgas handelt und eben mit der Atemluft aufgenommen wird. Das müsste Dein Aufbau auch irgendwie berücksichtigen.

    Du hast zwar erfolgreich eine Langzeitmessung hinbekommen aber von Messen von Radioaktivität kann hier leider nicht die Rede sein. Ferner hast Du nur einen recht kleinen Bereich an Äquivalentdosisleistung gemessen; einen Strahler, der mit dem x-fachen an Äquivalentdosisleistung im Raum versteckt gewesen wäre, wäre entweder gar nicht bemerkt worden oder diese Werte wären einfach zu den vorhandenen dazugeschlagen worden. Ebenso wäre ein Strahler nicht korrekt erfasst worden, der mit mehr als etwa 0,5 Becquerel strahlt: das GMZ kann in der genannten Konfiguration laut Produktbeschreibung nur 25 Ereignisse je Minute zählen. Diesen Wert halte ich übrigens für erheblich zu niedrig, vielleicht waren 25 Ereignisse je Sekunde gemeint.


    Fazit aus dem ganzen: Ich halte es für völlig falsch bis grob fahrlässig, mit solchen Aufbauten ohne das nötige Fachwissen zu hantieren und dann auch noch ganze Landstriche mit sogenannten Messstationen zu überziehen-so klasse ich die Idee einer gemeinsamen und geteilten Messung auch finde.

    Mir kommt das Vermischen von physikalischen Fachbegriffen und das Ziehen völlig falscher Schlüsse irgendwie sehr bekannt vor: Das war schon 1986 nach dem Unfall in Tschernobyl so und auch bei Fokushima waren einige Berichte das CO2 nicht wert, um sie um den Erdball zu senden. Auch dieser Beitrag ist ein Beispiel dafür, dass es wohl nicht ganz einfach ist, sich mit der Materie zu beschäftigen.

    Ich gebe Dir den Rat, erst einmal Grundlagenforschung zu betreiben, bevor Du Dich mit dem Thema weiter auseinandersetzt - auch im Interesse Deiner eigenen Gesundheit, denn darum scheint es ja primär zu gehen.

    Mein Github-Repository ist hier zu finden.

  • peuler : Und das von Dir als Physiker! Beitrag #2: Schwache Leistung, sorry. Wikipedia erläutert ganz gut das Prinzip eines Geigerzählers, welche Strahlungsarten er zählen kann, wie sensitiv er Ist, und die Grundlagen, also den Unterschied zwischen Bequerel und Sievert. Das Rem ist immernoch recht gebräuchlich, sehr viele Geräte stammen noch aus der Zeit damals und sind noch in Betrieb, genauso wie Vergleichstabellen etc.


    Biologische Wirksamkeit bezieht sich ausschliesslich auf die Teilchensorte. Der Faktor ist zudem 1 bei Gammas. Grundlagen! Hat mit dem Abstand nix zu tun, sondern mit der Energiedeposition im Gewebe und der biologischen Wirksamkeit (Neutronen: Faktor 10, da die Schaeden an der DNA gravierender sind,etc....)


    Das Geigerzaehlerprojekt wie oben beschrieben ist völlig in Ordnung, mit der Messung kann man gut was anfangen -- wenn man weiss wie und was.


    Aktivität [Bq] bezieht sich auf die Quelle der Strahlung, also Zerfälle pro Sekunde, und nicht auf den Detektor. Um aus den Detektorpulsen die Dosisleistung auszurechnen, benötigt man u.a. das Volumen des Zählrohrs. Um dann auf die Aktivität der Quelle zu schliessen (was nicht einfach ist) muss man daraus dann über Abstand von und Größe der Quelle ausrechnen. Das macht der Geigerzähler aber nicht, sondern bestimmt die bestrahlungsdosis(leistung). Die kann man in pulsen/zeit ausdrücken oder eben auch in Rem, Gray oder Sievert pro Zeit. Man ey. Kann man doch überall nachlesen...


    Über das (unbekannte) Energiespektrum der detektierten Strahlung muss man Annahmen machen. Es geht nicht anders. Die Empfindlichkeit des Detektors bei Strahlung unterschiedlicher Energie kann gemessen werden, damit würde man dann das Zählrohr Kalibrieren.

    2 Mal editiert, zuletzt von wend ()

  • Zu Beitrag #4:

    Leider liegst Du mit einigen Punkten daneben.

    Beispiel #1: "Das Rem ist immernoch recht gebräuchlich, sehr viele Geräte stammen noch aus der Zeit damals und sind noch in Betrieb..."

    Ein Gerät, das aus einer Zeit stammt, zu der Rem noch eine gültige Messeinheit war, ist so alt, dass man diesem - im Vergleich zu aktuellen Gerät - kein Vertrauen schenken sollte. Diese Geräte haben Kennlinien und diese verändern sich im Laufe von Jahrzehnten und geben damit falsche Messwerte vor. Ein solch altes Messgerät gehört durch ein aktuelles ausgetauscht, auch aus Gründen der Zuverlässigkeit im Allgemeinen. Rem ist keine gültige Messeinheit mehr, dies zu akzeptieren gehört nicht zum guten Stil sondern ist schlicht eine internationale Vereinbarung.


    Beispiel #2: "Biologische Wirksamkeit bezieht sich ausschliesslich auf die Teilchensorte."

    Schlicht falsch: es geht sowohl die Art der Strahlung ein als auch die Energie der Teilchen. Richtig ist, dass es Faktoren gibt, mit denen die Art der Strahlung in das Maß der Schädigung eingerechnet wird. Richtig ist aber auch, dass der Ort der Bestrahlung (mein Beispiel waren die Füße und der Kopf) auch in die Äquivalentdosis eingeht.


    Beispiel #3:

    "Das Geigerzaehlerprojekt wie oben beschrieben ist völlig in Ordnung, mit der Messung kann man gut was anfangen -- wenn man weiss wie und was."

    Aus meiner Sicht zählst Du nicht zu denen, die das wissen. Du scheinst der Aussage des Herstellers blind zu vertrauen, dass das Gerät kalibriert sei. Es gibt weder einen Hinweis, wie die Kalibrierung durchgeführt wurde noch wurde ein Zertifikat oder ähnliches angegeben, was die Glaubwürdigkeit der Kalibrierung belegt. Das gehört aber zum Mindeststandard um den Messaufbau halbwegs ernst nehmen zu können. Da das Gerät wohl aus China stammt, könnten böse Minen sich ihren Teil denken.


    Beispiel #4:

    "...bestrahlungsdosis(leistung). Die kann man in pulsen/zeit ausdrücken oder eben auch in Rem, Gray oder Sievert pro Zeit. Man ey. Kann man doch überall nachlesen..."

    Du wirfst hier Begriffe wie Dosis, Dosisleistung zusammen mit Becquerel, Gray und Sievert in einem Topf, die aber getrennt gehören, auch wenn es Überleitungen zwischen den einzelnen Begriffen gibt. Der vom Threadopener beschriebene GMZ gibt als Messergebnis Sievert oder Sievert pro Zeit an; je nachdem, welchem Teil der Beschreibung man glauben schenken will oder welchen Teil der Grafiken man anschaut. Das ist nicht eindeutig und damit ist Anwendbarkeit des gesamten Aufbaus anzuzweifeln.


    Beispiel #5:

    "Über das (unbekannte) Energiespektrum der detektierten Strahlung muss man Annahmen machen." Leider findet sich zu den Annahmen kein einziger Hinweis in der Produktbeschreibung des GMZ. Stattdessen wird als Messbereich eine Äquivaltendosis angegeben. Ein weiterer Hinweis dafür, die Finger von dem Gerät zu lassen.

    Mein Github-Repository ist hier zu finden.

  • Ich möchte die bisher hier aufgeflammte Diskussion nun jetzt nicht weiter anheizen. Es muss aber wohl allen klar sein, dass bei Verwendung von Low-Budget Hardwarekomponenten, wie es das DIY GMZ-Modul Kit aus China nun mal ist, keine hoch präzisen Messergebnisse zu erwarten sind, die für rein wissenschaftliche Zwecke oder im Bereich der Kerntechnischen Sicherheit erforderlich sind. Dort werden vermutlich Messgeräte in einem ganz anderen Preissegment verwendet.

    Der Preis für das GMZ-Modul liegt nun mal auf Taschengeldniveau in Höhe von ca. 50,- EUR und für das Geld bin ich mit den bisher erfassten und visualisierten Messergebnissen mehr als zufrieden. Mein PiTS-System zur Erfassung der Radioaktivität (vor allem Gamma-Strahlung) läuft jetzt seit mehr als einem Monat im 24/7-Betrieb. Das verwendete Zählrohr ist jedenfalls so selektiv, dass sogar regionale Unterschiede im Aufstellungsort erkennbar sind. Die natürliche Strahlenbelastung im Büro weicht signifikant vom jetzigen Standort des Messaufbaus ab. Wie langzeitstabil die Messergebnisse allerdings wirklich sind, wird sich erst im Laufe der Zeit zeigen. Zumindest kann ich über den bisherigen Zeitraum der Messungen keine Alterung beim Zählrohr bzw. bei den verwendeten Bauteilen des Messaufbaus erkennen.


    Ich weiß auch, dass man eine Angabe zur Äquivalentdosis nur zuverlässig treffen kann, wenn man den genauen Typ der Strahlungsquelle und die Energie der davon ausgehenden Emission kennt. Deswegen sind im WebUI der Software diese Angabe mit „ungefähr“ und „entspricht“-Symbolen kenntlich gemacht. Das ist auf dem Screenshot vielleicht nicht genau zu erkennen. Zur Bestimmung dieser Werte verwende ich den vom Hersteller des Zählrohr angegebenen Korrelationsfaktor, der für Cobalt-60 bestimmt wurde. Also nur falls man die Strahlung von Cobalt-60 mit dem GMZ-Modul messen sollte, stimmen die Angaben zur Äquivalentdosis näherungsweise. Trotzdem sind die Angaben zur Äquivalentdosis aus meiner Sicht sinnvoll, um Ansatzweise erkennen zu können, ob die Strahlenbelastung im Rahmen der durchschnittlichen natürlichen Strahlenbelastung innerhalb Deutschland liegt.


    Der Mensch lebt seit jeher auf Grund von natürlichen Strahlenquellen in einer strahlenden Umwelt.“ (Quelle: BFS). Das tückische an Radioaktivität ist, dass ein Mensch für gewöhnlich diese Strahlung weder sehen noch spüren kann. Daher finde ich es gut, wenn man einen Sensor hat, der einen beim Erkennen solcher Strahlung hilft. Auch wenn nur eine Teilmenge der tatsächlichen Strahlung vom Zählrohr registriert wird, ist das allemal besser als gar nichts. Von der Bauart und vom Funktionsprinzip her besitzt so ein Zählrohr eine gewisse Totzeit, in der keine weiteren Ereignisse ionisierender Strahlung erfasst werden können. Daher wird die vom Zählrohr registrierte ionisierende Strahlung/Anzahl an Teilchen immer geringer sein als die tatsächliche Strahlenbelastung. In dem bisher kurzen, etwas mehr als ein monatigen Messzeitraum wurden von meinem GMZ-Modul gut eine halbe Million Teilchen registriert. Diese Zahl verdeutlicht gut, was alles so auf einen tagtäglich „einprasselt“ ohne es zu merken.

  • Ich denke, das soll ein Spiel- und Bastelprojekt sein und kein Profigerät ersetzen.

    Ja, das auf jeden Fall. Schon allein für den geringen Preis. Ein Erkennen der Machbarkeit, dass ein unbekannter Teil von „irgendetwas“ erfasst werden kann. Imho war’s das dann aber auch. Dass sich daraus keine wirklich aussagekräftigen Schlüsse ableiten lassen, glaube ich den überaus sachlichen und fundierten Äußerungen peuler s gern. Und genau das passiert leider viel zu häufig. Noch dazu „untermauert“ mit Phrasen wie „wie alle wissen“ und „steht bei Wikipedia“ und tausend anderen Totschlagargumenten. Dass es zur Auswertung deutlich mehr als nur oberflächlich angelesenes Wissens bedarf, wird leider (heutzutage?) in der „Ich kann alles“ Zeit vergessen. Danke dafür, das war spannend zu lesen.


    Grüße, STF

    "And now for something completely different."


    Hofeis guide to: Wie frage ich nach Hilfe? *** Mein nagelneuer Raspberry Pi 3B+ zeigt nur ein buntes Bild. (Ab)Hilfe.

  • Daher finde ich es gut, wenn man einen Sensor hat, der einen beim Erkennen solcher Strahlung hilft. Auch wenn nur eine Teilmenge der tatsächlichen Strahlung vom Zählrohr registriert wird, ist das allemal besser als gar nichts.

    Warum? Ohne die erfassten Werte qualitativ einordnen zu können, haben sie doch keinerlei Aussagekraft, ausser "hier wird irgendwas detektiert".


    Trotzdem, ein nettes Bastelprojekt.

    The S in IoT stands for Security

  • HI,

    über Wahrheitsgehalt und sachliche Qualität der Beiträge vermag ich nicht zu urteilen, weil ich diesbezüglich absolut keine Ahnung habe.

    Aber ... beim Verfassen der Beiträgen haben sich alle redlich Mühe gegeben.

    Trotzdem, ein nettes Bastelprojekt.

    Genau ...

    Ich finde es schon spannend, "dass erst mal was passiert" ... wen es interessiert, der wird sich selber tiefer in die Materie einarbeiten.


    cu,

    -ds-

  • Ergänzend zum ersten Beitrag hier noch ein Plot der Verlaufskurve vom letzten Monat.

    Man sieht in der obigen Darstellung die Anzahl der vom Geiger-Müller-Zählrohr erfassten ionisierenden Strahlung (vornehmlich ɣ-Strahlung) pro Tag. Die Anzahl der CPD (= counts per day) schwankt über den Monat verteilt. Eine weitere Interpretation der dargestellten Messwerte überlasse ich den Fachleuten hier im Forum.

    VG
    TGD

  • Hi, TGD;

    also Ich finde das Projekt ebenfalls sehr interessant.

    Deine Grafik über einen Monat zeigt zumindest, dass dein Aufbau sehr konstant registriert, da wir ja davon ausgehen können, dass deine tatsächliche Umgebungsstrahlung über den Monat wohl kaum geschwankt hat.

    Wenn Hulk dich also mal besuchen kommt oder Fessenheim uns um die Ohren fliegt, müsste man es als deutlichen Anstieg mit diesem Gerät registrieren können.

    Und ganz klar: Es werden Counts angezeigt, also registrierte Ereignisse; nicht Gray, Sievert oder Rem.

    Hättest Du jetzt ein Dosimeter mit aktueller Messtechnischer Kontrolle zur Hand, könntest Du mit diesem Gerät einen realistischen Dosisleistungswert durchaus abschätzen.


    Strahlende Grüße;

    rasray

  • lasst die PIs am Leben !
    Energiesparen:
    Das Gehirn kann in Standby gehen. Abschalten spart aber noch mehr Energie, was immer mehr nutzen. Dieter Nuhr

  • Der Zaehlfehler liegt mit SQRT(16000)=130 etwasunter den Schwankungen. Also ist ein Teil der Schwankungen offenbar auch echt. Je nachdem, was der Wind so vorbeiträgt.

  • Die erste Million ist erreicht:




    Das Geiger-Müller-Zählrohr hat heute im Laufe des Tages das 1 millionste Teilchen seit Inbetriebnahme detektiert.


    Ich bin gespannt ab welcher Gesamtanzahl von Impulsen (Total Tube Counts) man eine Alterung beim Zählrohr erkennen kann?

  • Hi, TGD;


    Bis da eine Alterung bemerkbar ist, dürfte es wohl ziemlich lange dauern.

    Kritisch wäre:

    1: Ist diese Kammer unter Hochdruck mit einem Zählgas gefüllt, das entweichen könnte? -Nehme Ich nicht an.

    2: Abnutzung des Zähldrahts:

    Also: Teilchen hat das Zählrohr kaum detektiert, sondern eher Photonen. Diese ionisieren das Gas in der Kammer, es entstehen also freie Elektronen. Diese werden über die Hochspannung zum Zähldraht im Zentrum der Kammer beschleunigt. Dabei werden sie so schnell, dass sie selbst Ionisationen im Gas auslösen, so wird aus dem einen freigesetzten Elektron eine ganze Lawine. Zusätzlich entstehen Photonen, die ebenfalls zu weiteren Ionisationen führen.

    Kurz gesagt: Es kommt durch eine Ionisation (-wäre nicht messbar) zu einem sehr deutlichen Spannungssignal = extrem viele Elektronen prasseln auf den Zähldraht.

    Da die Dosisleistung / Impulsrate aber nicht sehr hoch ist (13.872 / 24 / 60 = 9,6 cts/Minute), dürfte es also kaum zu Abnutzungserscheinungen des Systems kommen.

    (Außer: Bei extremer Erhöhung der angelegten Spannung könnte man das Zählrohr sogar killen).


    Auf dass die counts niemals ansteigen mögen!


    rasray

  • rasray :


    Ja, die Dualität zwischen Teilchen und Welle ist mir durchaus geläufig. Allerdings finde ich es für mich selbst anschaulicher, wenn ich mir subatomare Elemente auch als „Teilchen“ vorstelle. Daher bitte ich die unpräzise Bezeichnung oben zu entschuldigen. In meinem Weltbild sind Elektronen und Photonen eben halt Teilchen.


    Zu 1: Ich glaube nicht, dass das Gas im Zählrohr hoch komprimiert ist. Das GM-Zählrohr macht auf mich eher einen sehr fragilen Eindruck, als das es einem stark erhöhten Innendruck lange unbeschadet überstehen würde.


    Ich persönlich gehe davon aus, dass bei dem Level der zur Zeit gemessenen Impulsrate man nicht vor einer Betriebszeit von mindestens 10 Jahren überhaupt irgendwelche Messabweichungen aufgrund von Alterungserscheinungen am Zählrohr wird erkennen können.