Wie erkennt man ein energiekompensiertes Zählrohr?

[Fragender]

Hallo,

gibt es eine Möglichkeit rein optisch zu erkennen, ob ein GM-Zählrohr energiekompensiert ist oder nicht?
Hintergrund: Ich habe hier ein günstiges chinesisches Gerät gekauft, wo behauptet wird das Zählrohr wäre energiekompensiert

dieses hier:
   
BR-9B Handheld Digital Display Nuclear Radiation Detector Geigerzähler
Sensor type: energy compensation type GM tube

Sind die Zählrohre die in älteren militärischen Geräten verbaut sind, wie dem SV500 oder dem FH40 oder dem Graetz X50 energiekompensiert?

Danke für die guten Infos hier

Gruß

[NoLi]

Hallo,

gibt es eine Möglichkeit rein optisch zu erkennen, ob ein GM-Zählrohr energiekompensiert ist oder nicht?
...

Ja. Energiekompensierte Zählrohre sind immer, je nach Bauart, mit einem Kunststoff und /oder Metallfilter oder deren Kombination umgeben.
Guckst Du hier: 

https://www.ebay.de/itm/142282217362?chn=ps&norover=1&mkevt=1&mkrid=707-134425-41852-0&mkcid=2&itemid=142282217362&targetid=1405537545258&device=c&mktype=pla&googleloc=9041868&poi=&campaignid=17935704717&mkgroupid=139162549385&rlsatarget=pla-1405537545258&abcId=9301059&merchantid=115677444&gclid=EAIaIQobChMI9aCV0vmJ-gIVKAIGAB2ySgc5EAkYCCABEgIX8_D_BwE

https://picclick.de/ZP1301-Geiger-M%C3%BCller-Z%C3%A4hlrohr-GM-Tube-energiekompensiert-NEU-OVP-132667435042.html

https://www.automess.de/assets/documents/de/GM_Tube_High_Energy_Response.pdf

https://www.vacutec-gmbh.de/fileadmin/VacuTec-Files/Ueber-VacuTec/Gasgefuellte_Strahlungsdetektoren.pdf

...
Ich habe hier ein günstiges chinesisches Gerät gekauft, wo behauptet wird das Zählrohr wäre energiekompensiert

dieses hier:
   
BR-9B Handheld Digital Display Nuclear Radiation Detector Geigerzähler
Sensor type: energy compensation type GM tube
...

Dieses Zählrohr (Typ M4011) ist, wie viele Zählrohre in Consumer-Geräten, NICHT energiekompensiert! Allerdings nehmen es die Chinesen mit ihren Angaben, sagen wir mal so, "nicht immer so genau".

...
Sind die Zählrohre die in älteren militärischen Geräten verbaut sind, wie dem SV500 oder dem FH40 oder dem Graetz X50 energiekompensiert?
...

SV-500 und FH40T: bedingt kompensiert durch die Bauart der Sonde (SV-500) und dem Beta-Absorptionsschieber (FH40T) sowie die Gehäusewandung mit Alu-Schieber (GRAETZ X-50). Es sind alles Analoggeräte, die niedrigste messbare Photonenenergie beträgt 80 keV. Digitalgeräte (zumindest in Deutschland hergestellte Profigeräte) sind immer energiekompensiert.

Eine "richtig reine" Energiekompensation gibt es im professionellen (und auch militärischen und Katastrophen-/Zivilschutz) Geräten ab den Baujahren 1978 (mit Übergangszeit bis 1985) durch Forderungen der damals erneuerten Strahlenschutzverordnung und Einführung im Eichgesetz für Dosis- und Dosisleistungsmessgeräte.

Norbert

[Henri]

sowie die Gehäusewandung mit Alu-Schieber (GRAETZ X-50).

Beim Graetz X50 (immer noch mein Lieblingsgerät    ) ist das eingebaute Zählrohr in einen dickwandigen Metallmantel eingeschoben (Energiekompensation), der allerdings mittig einige Löcher aufweist, damit auch Betastrahlung damit nachgewiesen werden kann. Das wird sicher auf Kosten der Kompensation gehen, vor allem wenn man mit geringem Abstand an Punktstrahlern misst. Allerdings gibt es im Handbuch zum X50 Diagramme, die die Energieabhängigkeit darstellen und, bei bekanntem Nuklid, auch eine entsprechende rechnerische Korrektur ermöglichen.

Außerdem gibt es Diagramme zur Winkelabhängigkeit. Die darf man ja auch nicht vergessen.

Energiekompensation ist eine Sache, die Verfügbarmachung solcher Diagramme eine andere, das findet man (in der Regel) nur bei Profi-Geräten.

Die Idee hinter der Energiekompensation ist ja, den niedrigenergetischen Anteil der Gammastrahlung, auf die das Zählrohr "überempfindlich" reagiert, abzuschwächen. Entsprechend erkennst Du ein energiekompensiertes Zählrohr daran, dass ein Absorber vorhanden ist - wie Norbert schon geschieben hat, kann der auch aus dem Gerätegehäuse bestehen. In der Regel ist es aber eine Hülle aus einem Blei-Zinn-Gemisch von einigen mm Stärke direkt um das Zählrohr.

Energiekompensation schließt in aller Regel den Nachweis von Betastrahlung aus. Wenn das Gerät also Betas nachweisen können soll, darfst Du davon ausgehen, dass es nicht energiekompensiert ist.

Viele Grüße!

Henri

[NoLi]

Aus einer BR-9B Angebotsbeschreibung:

Technische Daten:
Material: ABS
Farbe: schwarz
Modell: BR-9B
Bildschirmgröße: 57 * 43mm / 2.2 * 1.7in
Sensortyp: Energiekompensationstyp GM-Rohr
Nachweisbare Typen: Beta, Gamma, Röntgen
Energiebereich: 20kev ~ 3.0mev weniger als +/-30% (137Cs-)
Empfindlichkeit: 80cpm / sv / (Co-60)
Testgenauigkeit: 0,01sv / h
Echtzeitbereich: 0-99,99 sv / h
Kumulativer Bereich: 0-99.999msv
Echtzeitfehler: weniger als 10%
Mittlerer Fehler: weniger als 3%
Batterie: 3 * AA 1,5 V Batterie oder 3 * 1,2 V Akku (nicht im Lieferumfang enthalten)
Aufladen: USB 5V 2A Eingang
Ladezeit: mehr als 4 Stunden
Einzelteilgröße: 105 * 70 * 30mm / 4.1 * 2.8 * 1.2in
Artikelgewicht: 106g / 3,7 Unzen
Paketgröße: 150 * 100 * 55mm / 5.9 * 3.9 * 2.2in
Paketgewicht: 122g / 4,3 Unzen
Verpackung-Liste:
1 * Kernstrahlungsdetektor
1 * Benutzerhandbuch

Artikelart: Diagnostikausrüstung

Allein schon der Hinweis auf eine Betastrahlungsempfindlichkeit schliesst eine Energiekompensation physikalisch aus!

Das im Gerät verbaute chinesische Zählrohr M4011 hat allerdings eine Glaswandung mit einem Flächengewicht von ~ 400 mg/cm² (zum Vergleich: das russische SBM-20-1 hat ca. 40 mg/cm²), so dass sich die Empfindlichkeit für Betastrahlung nur auf recht hochenergetische Betateilchen beschränkt. Zusammen mit dem Gerätegehäuse ist so gut wie keine Betaempfindlichkeit gegeben.
Leider wirkt die relativ dicke Zählrohrwandung des M4011 NICHT als Photonenenergiekompensator, auch dieses Zählrohr weist für niederenergetischen Photonen eine zur Dosisleistungsbestimmung nicht tolerable Überempfindlichkeit auf.

Norbert

[etalon]

Allein schon der Hinweis auf eine Betastrahlungsempfindlichkeit schliesst eine Energiekompensation physikalisch aus!

Wie kommst du denn darauf?

Das im Automess Teletector ADt verbaute Niederdosiszählrohr ist energiekompensiert und über ein Endfenster stirnseitig betaempfindlich. So pauschal stimmt das definitiv nicht.

Beim Graetz X50 (immer noch mein Lieblingsgerät    ) ist das eingebaute Zählrohr in einen dickwandigen Metallmantel eingeschoben (Energiekompensation), der allerdings mittig einige Löcher aufweist, damit auch Betastrahlung damit nachgewiesen werden kann.

Das ist ziemlich sicher nicht der Grund für die Löcher, sondern höchstens ein Nebeneffekt. Diese sind Teil des Linearisierungsfilters und müssen da drin sein.

Dem Rest stimme ich aber zu... 

Grüße Markus

[NoLi]

Allein schon der Hinweis auf eine Betastrahlungsempfindlichkeit schliesst eine Energiekompensation physikalisch aus!

Wie kommst du denn darauf?

Das im Automess Teletector ADt verbaute Niederdosiszählrohr ist energiekompensiert und über ein Endfenster stirnseitig betaempfindlich. So pauschal stimmt das definitiv nicht.
...

Handbuch des Teletector lesen!
Zur Strahlenmessung (Dosisleistungsmessung) MUSS die Gummikappe mit eingebautem Beta-Absorber aufgesetzt sein, zum Strahlenspüren sollte die Kappe entfernt sein, um auch höherenergetische Betastrahlung durch Anzeigevergleich mit/ohne Kappe nachweisen zu können.
Ursprünglich wurde das Gerät von der Fa. TOTAL Anfang der 1960er Jahre auch zum Atombombenfallout-Nachweis konzipiert, bei dem der Sr-90/Y-90 Anteil ca. 5% der Gesamtaktivität beträgt.

Beim Graetz X50 (immer noch mein Lieblingsgerät    ) ist das eingebaute Zählrohr in einen dickwandigen Metallmantel eingeschoben (Energiekompensation), der allerdings mittig einige Löcher aufweist, damit auch Betastrahlung damit nachgewiesen werden kann.

Das ist ziemlich sicher nicht der Grund für die Löcher, sondern höchstens ein Nebeneffekt. Diese sind Teil des Linearisierungsfilters und müssen da drin sein.
...

Auch hier gilt die gleiche Intension wie beim Teletector: Nachweismöglichkeit von Betastrahlung aus Atombomben-Fallout, insbesondere des Sr-90, über dessen Tochternuklid Y-90.

Norbert

[etalon]

Allein schon der Hinweis auf eine Betastrahlungsempfindlichkeit schliesst eine Energiekompensation physikalisch aus!

Wie kommst du denn darauf?

Das im Automess Teletector ADt verbaute Niederdosiszählrohr ist energiekompensiert und über ein Endfenster stirnseitig betaempfindlich. So pauschal stimmt das definitiv nicht.
...

Handbuch des Teletector lesen!
Zur Strahlenmessung (Dosisleistungsmessung) MUSS die Gummikappe mit eingebautem Beta-Absorber aufgesetzt sein, zum Strahlenspüren sollte die Kappe entfernt sein, um auch höherenergetische Betastrahlung durch Anzeigevergleich mit/ohne Kappe nachweisen zu können.
Ursprünglich wurde das Gerät von der Fa. TOTAL Anfang der 1960er Jahre auch zum Atombombenfallout-Nachweis konzipiert, bei dem der Sr-90/Y-90 Anteil ca. 5% der Gesamtaktivität beträgt.

Ja, das weiß ich. Aber vllt liest du noch mal, was du geschrieben hast. Da steht nicht, dass das Zählrohr das gleichzeitig messen können muss oder auch nicht, sondern dass es grundsätzlich physikalisch nicht möglich ist, dass ein beatempfindliches Zählrohr energiekompensiert sein kann... 

[etalon]

Beim Graetz X50 (immer noch mein Lieblingsgerät    ) ist das eingebaute Zählrohr in einen dickwandigen Metallmantel eingeschoben (Energiekompensation), der allerdings mittig einige Löcher aufweist, damit auch Betastrahlung damit nachgewiesen werden kann.

Das ist ziemlich sicher nicht der Grund für die Löcher, sondern höchstens ein Nebeneffekt. Diese sind Teil des Linearisierungsfilters und müssen da drin sein.
...

Auch hier gilt die gleiche Intension wie beim Teletector: Nachweismöglichkeit von Betastrahlung aus Atombomben-Fallout, insbesondere des Sr-90, über dessen Tochternuklid Y-90.

Norbert

Wenn dem so wäre, dann müsste das Gerät ja einen zusätzlichen Betaabsorber haben, der für die Gammadosisleistungsmessung vorgeschaltet werden muss. Ist das so?

Markus

[Peter-1]

Ein Beispiel für eine zusätzliche Kompensation von Valvo.
Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.

[Henri]

Wenn dem so wäre, dann müsste das Gerät ja einen zusätzlichen Betaabsorber haben, der für die Gammadosisleistungsmessung vorgeschaltet werden muss. Ist das so?

Ja, es gibt einen kleinen ziemlich dicken Alu-Schieber, der ein rundes Fenster aus Mylar-Folie überdeckt. Im Fensterbereich sind auch die Perforationen im Energiefilter. Schieber auf: Beta und Gamma spüren, Fenster zu: nur Gamma-Messung. Deshalb würde ich auch sagen, die Perforationen sind gezieĺt fürs Beta-spüren angebracht. Rein gammaempfindliche energiekompensierte Zählrohre haben in aller Regel ja einen geschlossenen Energiefilter.

[etalon]

Wenn dem so wäre, dann müsste das Gerät ja einen zusätzlichen Betaabsorber haben, der für die Gammadosisleistungsmessung vorgeschaltet werden muss. Ist das so?

Ja, es gibt einen kleinen ziemlich dicken Alu-Schieber, der ein rundes Fenster aus Mylar-Folie überdeckt. Im Fensterbereich sind auch die Perforationen im Energiefilter. Schieber auf: Beta und Gamma spüren, Fenster zu: nur Gamma-Messung. Deshalb würde ich auch sagen, die Perforationen sind gezieĺt fürs Beta-spüren angebracht. Rein gammaempfindliche energiekompensierte Zählrohre haben in aller Regel ja einen geschlossenen Energiefilter.

Ok, das mag dann so sein. Ich kenne nur das X50ZE, da gibts sowas nicht.

Aber das ist genau das, auf was ich hinaus will. Es ist tatsächlich so, dass die Energiefilter nicht das ganze Zählrohr überdecken, denn dann beschneide ich die Empfindlichkeitskurve nur im niederenergetischen (man härtet die Strahlung auf). Das macht natürlich auch ein Energiefilter, aber eben nur für einen Teil des Zählrohrvolumens. Dadurch wird quasi die Gesamtempfindlichkeit im niederenergetischen auf die Gesamtempfindlichkeit im Hochenergetischen angeglichen, indem das Zählrohrvolumen für erstere entsprechend äquivalent zur Wechselwirkungswahrscheinlichkeit verkleinert wird. Das kann man durch geeignete Materialwahl und Platzierung um das Zählrohr einigermaßen gut steuern, so dass man über einen weiten Energiebereich eine einigermaßen lineare Effizienz erhält. Daher haben die Filter immer einen Bereich, in dem sie nicht abschirmen. Man kann das auch schön an dem Dokument von Peter sehen. Dadurch ergibt sich auch die Winkelabhängigkeit, denn unter entsprechenden Einfallswinkeln wird das Zählrohrvolumen für niederenergetische Gammas gegen Null gehen, was dann zunehmend das Messergebnis verfälscht. Genauso ist dieser Filteranordnung geschuldet, dass Kontaktmessungen mit Punktquellen je nach Positionierung zu erheblich falschen Messergebnissen führen.

Daher ja, es gibt bei diesen Filtern immer mehr oder weniger große Bereiche (bauartabhängig), welche nicht geschirmt sind. Dass in diesem Bereich die Zählrohre oft betaempfindlich sind, wird normalerweise durch ein entsprechendes Gehäuse entgegengewirkt, welches dann auch die Photonenenergie für das Messgerät nach unten begrenzt. Wenn da also nur eine Mylarfolie vorhanden ist, um eine Betamessung auch durchführen zu können, muss das für eine Gamma-Dl entsprechend abgedeckt werden. Dieses Aluteil ist aber dann auch in der Kalibrierung mit eingerechnet. Das heißt, dass eine Gammamessung ohne dieses Aluteil, auch ohne Betastrahlung, zu falschen Messergebnissen führt.

Grüße Markus

[NoLi]

...
Allein schon der Hinweis auf eine Betastrahlungsempfindlichkeit schliesst eine Energiekompensation physikalisch aus!
...
Norbert

Diese Bemerkung bezieht/bezog sich auf die vorstehende Beschreibung des Gerätes BR-9B, sowie auf andere Strahlungsmessgeräte, bei denen in der Beschreibung auf die Messung (Dosisleistung) von Beta-, Gamma- und Röntgenstrahlung hingewiesen wird. Nicht auf das eigentliche Zählrohr an sich, wenn zusätzliche Filter verwendet werden.

Norbert

[NoLi]

...
Aber das ist genau das, auf was ich hinaus will. Es ist tatsächlich so, dass die Energiefilter nicht das ganze Zählrohr überdecken, denn dann beschneide ich die Empfindlichkeitskurve nur im niederenergetischen (man härtet die Strahlung auf). Das macht natürlich auch ein Energiefilter, aber eben nur für einen Teil des Zählrohrvolumens.
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Daher ja, es gibt bei diesen Filtern immer mehr oder weniger große Bereiche (bauartabhängig), welche nicht geschirmt sind.
...

Also, ich sehe hier keine Bereiche des Zählrohres, welche nicht abgedeckt sind:

https://www.ebay.de/itm/142282217362?_trkparms=amclksrc%3DITM%26aid%3D111001%26algo%3DREC.SEED%26ao%3D1%26asc%3D20180816085401%26meid%3Dd0c618fcf47f4822bba087876279fa9a%26pid%3D100970%26rk%3D1%26rkt%3D9%26sd%3D142282217362%26itm%3D142282217362%26pmt%3D0%26noa%3D1%26pg%3D2380057&_trksid=p2380057.c100970.m5481&_trkparms=pageci%3Afae0edef-3146-11ed-ab64-628d81d4df8b%7Cparentrq%3A2915e5831830aa72245c334efffe0a8b%7Ciid%3A1

" Geiger-Müller-Zählrohr mit Linearisierungsfilter der Fa. Automess..."

Norbert

[Henri]

Ich habe noch mal meine alte ODL-Sonde von Hörmann rausgekramt. Bei den neueren sind ja Vacutec-Zählrohre drin, denen sieht man das Innenleben nicht an, die haben eine glatte Stahlhülse. Bei der Hörmann-Sonde sind über das Niederdosis-Zählrohr von außen oben und unten zwei "Ringe" übergeschoben, etwa 1/3 in der Mitte ist unbedeckt. Ebenso beim Hochdosis-Zählrohr, bei dem das Filter in der Mitte einen schmalen Einschnitt hat.

In diesem sehr lesenswerten Vortrag von Vacutec

https://www.vacutec-gmbh.de/fileadmin/VacuTec-Files/produkte/umwelt/Zaehlrohre__GM-__P-__N-_/Geiger-Mueller_Zaehlrohre/Produktionsablaeufe_bei_der_Herstellung_von_Strahlungsdetektoren_Gerolf_Fiegler_10.05.19.pdf

sieht man auf S. 34 ein auseinandergenommenes modernes energiekompensiertes Niederdosis-Zählrohr. Hier ist beim Filter auch in der Mitte ein Bereich ausgespart.

[Henri]

https://www.ebay.de/itm/142282217362

" Geiger-Müller-Zählrohr mit Linearisierungsfilter der Fa. Automess..."

Das Ding ist nun schon sicherlich gefühlte 10 Jahre in der Bucht, und niemand hat sich bislang erbarmt, es mal zu kaufen??