Alpha Detektor mit ZnS(Ag) Film

[NoLi]

Norbert

[Henri]

Was der kleine Knubbel ist, kann ich auch nicht genau sagen, aber eine Photodiode hört sich für mich an der Stelle sehr sinnvoll an. Diese schaltet die HV des PMT ab, wenn es zu übermäßigem Lichteinfall kommt, z.B. durch eine Beschädigung der Folie.

Das könnte man ja auch über den PMT selber realisieren. Vielleicht ist es auch eine LED zur Kalibrierung? Das Gerät muss ja irgendwie herausfinden, wo es die Schwelle zur Unterscheidung von Alpha- und Betastrahlung setzt. Da beim Start in der Regel keine Alphastrahlung registriert werden kann, braucht es eine Referenzlichtquelle. Wissen tue ich das aber auch nicht.

[etalon]

Das könnte man ja auch über den PMT selber realisieren.

Das schon, allerdings bräuchte man dann eine entsprechende, nachgelagerte Auswertung, um den Normalfall vom Schadensfall zu unterscheiden, und das bei jedem Impuls. Diese wird Zeit benötigen und damit die Totzeit deutlich erhöhen.

Vielleicht ist es auch eine LED zur Kalibrierung? Das Gerät muss ja irgendwie herausfinden, wo es die Schwelle zur Unterscheidung von Alpha- und Betastrahlung setzt. Da beim Start in der Regel keine Alphastrahlung registriert werden kann, braucht es eine Referenzlichtquelle. Wissen tue ich das aber auch nicht.

Eine LED neben einem PMT scheint mir in keiner Konstellation eine sinnvolle Idee. Der PMT ist dazu da, um einzelne Photonen zu zählen und die LEDs sind für ihre schwierige Intensitätsregelung ja bekannt. Ich fürchte, damit Kalibriert man nur einmal...

Die Unterscheidung zwischen alpha- und beta-Strahlung erfolgt aufgrund der unterschiedlichen Lumineszenzverhalten der verschiedenen Szintillatoren. Diese haben unterschiedliche Peakformen und Intensitäten zur Folge, welche zur Diskriminierung herangezogen werden. Das wird idR. dann entweder über die Anstiegszeit oder die Flankensteilheit gemacht. Eine Kalibration erfolgt eigentlich ausschließlich mit entsprechenden Kalibrierstandards mittels alpha- und beta-strahlender Nuklide.

Grüße Markus

[NoLi]

Beim Identfinder wird mit einer IR-Diode die Hochspannung stabil gehalten.

Norbert

[Kermit]

Erstmal Danke für das Video zum CoMo

Ich hatte leider keine fertigen Rähmchen mit Folie, sondern eben nur ein paar Foliestückchen zum reparieren, das ist mir wie gesagt nicht so gut gelungen. Weiterhin ist der Moosgummi eben auch tricky..
Daher schicke ich den CoMo dann lieber zur Reparatur.

Mir hat das mit dem "Knubbel" keine Ruhe gelassen und daher habe ich bei Nuvia nachgefragt.

Der "Knubbel" ist ein lichtdichtes Ausgleichsventil für das Kammervolumen, sodass ein Druckausgleich des Kammervolumens erfolgen kann.
Dies ist notwendig weil der CoMo auch von der Feuerwehr etc. bei stark unterschiedlichen Temperaturen in Außenbereich benutzt wird.

Es beult sich, so die Auskunft, sonst die hauchdünne Lichtschutzfolie u.U. aus. Es wäre kein optimale Methode, vermindert aber das Ausbeulen stark.

Auf sowas wäre ich im Leben nicht gekommen...    

[Henri]

Mir hat das mit dem "Knubbel" keine Ruhe gelassen und daher habe ich bei Nuvia nachgefragt.

Der "Knubbel" ist ein lichtdichtes Ausgleichsventil für das Kammervolumen, sodass ein Druckausgleich des Kammervolumens erfolgen kann.

Hoho, Danke fürs Nachfragen!! An so was hätte ich jetzt auch nicht gedacht, ich hätte damit gerechnet, dass das Gehäuse an sich nicht 100%ig luftdicht ist.

LEDs werden aber in so manchem (spektrometrierenden) Szintillatonsdetektor zum Testen oder zum Energieabgleich (gegen z.B. Temperaturdrift) verwendet. Das gibt's schon sehr lange. Und das Feststellen von Licht-Lecks über den PMT ist bei Verwendung negativer HV ganz leicht, weil man dann einfach den konstanten Anodenstrom messen kann. War also nicht völlig aus der Luft gegriffen. Aber druckausgleich...?

Ich finde es allerdings interessant, dass ein so modernes Gerät noch nicht mit SiPM arbeitet. Da könnte man noch mal einiges an Kosten (und evtl. etwas Gewicht) einsparen.

Viele Grüße!

Henri

[etalon]

Beim Identfinder wird mit einer IR-Diode die Hochspannung stabil gehalten.

Norbert

LEDs werden aber in so manchem (spektrometrierenden) Szintillatonsdetektor zum Testen oder zum Energieabgleich (gegen z.B. Temperaturdrift) verwendet. Das gibt's schon sehr lange. Und das Feststellen von Licht-Lecks über den PMT ist bei Verwendung negativer HV ganz leicht, weil man dann einfach den konstanten Anodenstrom messen kann.

Das wundert mich zwar schon, wenn es aber Anwendung findet, wird das schon passen. Bei einem gematchten PMT, der sein Empfindlichkeitsmaximum im violetten hat (z.B. für NaI), kann ich mir das mit ner IR-LED sogar noch vorstellen. In dem Spektralbereich ist das Ding wahrscheinlich wieder so blind, dass es nicht zur Zerstörung des PMT kommt. Allerdings beschränkt auf die Regelung der HV und damit Stabilisierung der Energiekalibrierung (was in diesem Fall eigentlich nicht nötig ist, da nicht spektrometriert wird). Für eine Kalibration auf Alpha- oder Beta-Strahlung fehlt mir in dieser Anwendung die Idee dahinter. Die Kontaminationsmessgeräte, welche ich mit Dünnschichtszintillatoren kenne, unterscheiden diese wie schon geschrieben über die Impulsform. Auf ein Druckausgleichsventil wäre auch ich im Leben nicht gekommen. Man lernt nie aus... 

Grüße Markus

[Henri]

Die Kontaminationsmessgeräte, welche ich mit Dünnschichtszintillatoren kenne, unterscheiden diese wie schon geschrieben über die Impulsform.

Ich dachte immer, dass das ganz simpel über die Impulshöhe gemacht wird (nicht nur bei den gasgefüllten CoMos). Das Licht eines Alphateilchens auf einem ZnS-Schirm ist ja so hell, dass es von einem an die dunkelheit adaptierten Auge gesehen werden kann (Spinthariskop). Das eines Betateilchens in Kunststoffszintillator schafft nur der PMT. Aber diese Kombi-Geräte sind ja ziemlich neu, da hat man elektronisch ganz andere Möglichkeiten als vor ein paar Jahrzehnten.

Kennst Du vielleicht einen Link zu einer technischen Beschreibung, wo man das mal nachlesen könnte?

Viele Grüße!

Henri

[etalon]

Die Kontaminationsmessgeräte, welche ich mit Dünnschichtszintillatoren kenne, unterscheiden diese wie schon geschrieben über die Impulsform.

Ich dachte immer, dass das ganz simpel über die Impulshöhe gemacht wird (nicht nur bei den gasgefüllten CoMos). Das Licht eines Alphateilchens auf einem ZnS-Schirm ist ja so hell, dass es von einem an die dunkelheit adaptierten Auge gesehen werden kann (Spinthariskop). Das eines Betateilchens in Kunststoffszintillator schafft nur der PMT. Aber diese Kombi-Geräte sind ja ziemlich neu, da hat man elektronisch ganz andere Möglichkeiten als vor ein paar Jahrzehnten.

Kennst Du vielleicht einen Link zu einer technischen Beschreibung, wo man das mal nachlesen könnte?

Viele Grüße!

Henri

So ad hoc kann ich da leider nichts liefern. Muss mal auf Arbeit schauen, was da an Unterlagen zugänglich ist... das ist eigentlich nicht mein Tätigkeitsschwerpunkt... 

Man kann das natürlich auch über die Impulshöhe machen, früher hat man das ja bei Proportionalzählrohren ausgenutzt und einfach über die HV diskriminiert. Hat halt den Nachteil, dass eine Unterscheidung der Strahlungsarten nicht simultan funktioniert. Mit einer reinen Impulshöhendiskriminierung kann man die Unterscheidung zwar simultan mittels einer Messung durchführen, allerdings nur bis zu einem bestimmten Strahlungsfluss. Dann kommt es im Beta/Gamma-Bereich vermehrt zu nicht korrelierten Summationen, was höhere Impulse vortäuscht und zu falschen Messergebnissen führt. Daher ist man wohl zunehmend dazu übergegangen, anhand der unterschiedlichen Impulsformen die Unterscheidungen zu treffen. Darüber hinaus können darüber auch Effekte wie z.B. Nachschwingen des Szintillators bei der Relaxation kompensiert werden, welche sonst auch zu falschen Messergebnissen führen können. Das war einige Zeit mal ein Problem gerade bei den kombinierten Dünnschichtszintillatoren, wenn Alpha- und Beta-Teilchen gleichzeitig gemessen wurden...

Vielleicht finde ich dazu noch etwas in meiner Literatur zu Hause. Sonst einfach mal Tante Google bemühen. Keine Ahnung, ob man da was findet.

Übrigens heißt ein mit dem Auge sichtbarer Szintillationsblitz nicht zwingend einen höheren Impuls. Je nachdem, wie der PMT bezüglich der Wellenlänge gematcht ist, kann dessen Effizienz im Bereich des ZnS schon deutlich schlechter sein, so dass ein zwar für das Auge sichtbarer Lichtblitz nicht unbedingt auch für den PMT hell sein muss...

Grüße Markus

[DL8BCN]

Mein ZnS(Ag) Film war 3 Zoll in Quadratisch.
Ich habe eine runde Scheibe rausgeschnitten, die genau auf das PMT Fenster passt.
Die 4 Reststücke habe ich mit der beschichteten Seite auf den Uranglasteller gelegt und in kompletter Dunkelheit mit dunkeladaptiertem Auge versucht die Lichtblitze zu sehen:
Fehlanzeige☹️ Ich konnte nichts sehen.
Ich werde das noch mal mit einer sehr lichtempfindlichen astronomischen Videokamera versuchen.

[etalon]

Mein ZnS(Ag) Film war 3 Zoll in Quadratisch.
Ich habe eine runde Scheibe rausgeschnitten, die genau auf das PMT Fenster passt.
Die 4 Reststücke habe ich mit der beschichteten Seite auf den Uranglasteller gelegt und in kompletter Dunkelheit mit dunkeladaptiertem Auge versucht die Lichtblitze zu sehen:
Fehlanzeige☹️ Ich konnte nichts sehen.
Ich werde das noch mal mit einer sehr lichtempfindlichen astronomischen Videokamera versuchen.

Wenn ich dir dazu ein, zwei Tipps geben darf:

Die a-Aktivität von Uranglasuren ist je nachdem, wie Tief selbiges in der Glasur steckt, eher bescheiden. Da solltest du schauen, ob du einen a-Strahler mit höherer Aktivität und a-Energie verwenden kannst, z.B. Ra-Leuchtfarbe auf nem Uhrenzeiger - nur leuchten sollte der nicht mehr  .

Versuche, den ZnS-Schirm von der Seite aus zu betrachten, von der auch die a-Partikel eintreffen. Das sollte bei einem kleinen a-Präparat kein Problem sein.

Verwende eine vergrößernde Optik, um den ZnS-Schirm zu betrachten. Wenn du eine astronomische Videokamera hast, dann hast du vielleicht auch ein Okular. Das könnte in diesem Zusammenhang gute Dienste leisten. Es vergrößert die NA und damit das Lichtsammelvermögen (es erreichen mehr Photonen die Netzhaut). Eine gute Dunkeladaption ist Voraussetzung.

Dann sollte das schon klappen...

Grüße Markus

[DL8BCN]

Hallo Markus, danke für deine Tips!
Insgesamt bin ich mit meinem Alpha Detektor mit dem Photomultiplier nicht so zufrieden.
Ich hatte gehofft, eine höhere Zählrate und vor allem eine größere Reichweite zu haben.
Nun muss ich ca. auf einen Zentimeter an den Detektor ran.
Mal schauen, was ich damit anfangen kann.

[Henri]

Ich hatte gehofft, eine höhere Zählrate und vor allem eine größere Reichweite zu haben.
Nun muss ich ca. auf einen Zentimeter an den Detektor ran.

Na ja, es sind Alphas, die haben nun mal keine größere Reichweite. Und Du hast auch nicht viele Alphas, also bekommst Du keine höheren Zählraten.

Das ist in etwa so, als würde man sich ein Auto kaufen und dann darüber klagen, dass es nicht fliegt 

Hast Du schon Radon-Folgeprodukte gesammelt und mal damit überprüft?

Viele Grüße!

Henri

[DL8BCN]

Hallo Henri, ja, ich denke das sind meine falschen Erwartungen.
Und nein, ich habe noch keinen Test mit Radon Folgeprodukten wieder gemacht.
Mein Kellerraum ist gerade gut belüftet, weil ich mich da viel aufhalte.
Demnächst mache ich mal die Fenster zu und warte daß sich Radon sammelt.
Dann teste ich.
Aktuell habe ich 10 Bq. pro Kubikmeter Luft😎

[DL8BCN]

Mit geschlossenen Fenstern geht es nach ein bis zwei Tagen gegen 130 Bq./ cbm.
Dann kann ich den Staubsaugertest, oder den Test mit elektrostatisch aufgeladenen Styroportafel machen. Man kann wohl auch einen mit Hochspannung geladenen Draht quer durch den Raum spannen und dann nach der Abschaltung mit einem Taschentuch abwischen.
Da sollten sich dann die Radonfolgeprodukte anlagern.
Wie war das noch mit der Polarität?
Lagert sich das am Minuspol, oder am Pluspol ab?
Die Luft im Keller ist ja immer etwas feuchter. Daher geht die elektrostatische Geschichte mit Styropor vermutlich  schlecht!