Röntgenstrahlung Bildröhren

[DL8BCN]

Heutzutage gehören sie ja zur aussterbenden Art...
Früher hatte jeder eine oder mehr Röntgenquellen im Haus.
Gemeint ist die Bildröhre beim Röhrenfernseher oder in älteren Oszilloskopen.
Letzte Woche konnte ich ein altes 60 Mhz Zweistrahl Hameg 605 für 30 Euros ergattern.
Einiges musste gereinigt und kalibriert werden.
Nun läuft es wieder super.
Die Bildröhre arbeitet mit 13kV Beschleunigungsspannung.
An der Rückseite steht folgende Angabe zur Reststrahlung:
X-Rays: Dose equivalent Rate < 36pA/kg.
Was ist das denn für eine exotische Einheit?

[DL8BCN]

Die Einheit sieht ja aus wie Pico-Ampere / Kilogramm.
Das macht ja nicht wirklich Sinn!
Gibt es niemanden hier, der eine Erklärung für diese merkwürdige Angabe hat.
Ich hatte das mal "gegoogelt" aber bin nicht schlauer geworden.

[DG0MG]

Die Einheit sieht ja aus wie Pico-Ampere / Kilogramm.

Doch das stimmt, die Einheit heisst wirklich so:

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(aus Bundesgesetzblatt Nr. 18 von 1973: http://www.bgbl.de/xaver/bgbl/start.xav?startbk=Bundesanzeiger_BGBl&jumpTo=bgbl173018.pdf)

War also offenbar mal eine Einheit des Strahlenschutzes. Leistung pro Masse oder Energie pro Masse verstehe ich ja, aber Strom pro Masse kann ich auch nicht erklären.

[DL8BCN]

Ich habe mit allen meinen verschiedenen Messgeräten vorne am Leuchtschirm der Bildröhre gemessen und konnte absolut gar keine Erhöhung der Hintergrundstrahlung messen 
Der Radiacode 101 reagiert auf Röntgenstrahlung m.W. sehr empfindlich.
Der hätte dann etwas anzeigen sollen.

[NoLi]

...
Die Bildröhre arbeitet mit 13kV Beschleunigungsspannung.
An der Rückseite steht folgende Angabe zur Reststrahlung:
X-Rays: Dose equivalent Rate < 36pA/kg.
...

Das sind dann < 5 µSv/h.

Norbert

[DL8BCN]

Hallo, < 5 µSv/h kann ja auch "0" sein
Mit meinen Messgeräten kann ich jedenfalls nichts messen.
Rainer

[opengeiger.de]

Habs mal spaßeshalber ausgeknobelt (hoffentlich richtig):

Diese komische Dosisleistungsangabe ist die Folge der Umstellung von der alten Einheit Röntgen [R] in SI-Einheiten:
1R = 2.58E-4 C/kg
Siehe auch https://de.wikipedia.org/wiki/Röntgen_(Einheit)

Das Röntgen ist also eine Ionendosis und soll also beschreiben, wieviel Ladung durch die Röntgenstrahlung ins Gewebevolumen ,,deponiert" wird. Die Ladung wird in Coulomb angegeben und das ist wiederum Strom mal Sekunde. Man könnte daher auch sagen, die Ionendosisleistung ist das, was man durch die Röntgenstrahlung pro Zeiteinheit an Ionenstrom im 1kg Gewebe "generieren" kann (bildlich gesprochen), oder für E-Techniker, Röntgenstrahlung ist quasi eine Ionenstromquelle.

Also ist dann:
1R = 2.58E-4 C/kg = 2.58E-4 A*s/kg
Da 1 Stunde 3600s hat ist:
1R = 2.58E-4 C/kg = 2.58E-4 A*s/kg = 2.58E-4/3600 A*h/kg
Und damit ist nun:
1R/h = 2.58E-4/3600 A /kg = 7.2E-8 A/kg = 72 nA/kg

Das ist die Angabe, die in dem alten Bundesgesetzblatt Nr. 18 von 1973 zu finden ist.

Aber heute denkt man ja eher in Energiedosis, multipliziert das mit dem Strahlungswichtungsfaktor, gewichtet dann noch je nach Gewebe pro Organ und ehrt schließlich den Herrn Sievert damit.

[DL8BCN]

Also ist die Reststrahlung < 1 R/h.
Um das einzuschätzen muss man sich zuerst mit der Einheit Röntgen auseinandersetzen.
Aber danke Bernd für deine Erklärung.

[DG0MG]

Also ist die Reststrahlung < 1 R/h.

Ich würde eher sagen: < 1 mR/h, denn @opengeiger.de s Herleitung bezieht sich auf nA/kg, an deinem Oszi steht aber pA/kg.

[NoLi]

Also ist die Reststrahlung < 1 R/h.

Ich würde eher sagen: < 1 mR/h, denn @opengeiger.de s Herleitung bezieht sich auf nA/kg, an deinem Oszi steht aber pA/kg.

Da 72 pA/kg = 1 mR/h entsprechen, auf deinem Oszi aber < 36 pA/kg steht, beträgt die Dosisleistung < 0,5 mR/h oder nach heutiger Maßeinheit < 5 µGy/h.

Norbert

[DL8BCN]

Ok, die Einheit Röntgen kam mir auch sehr viel vor.
Danke für die Info.
Ich hatte von Peter hier aus dem Forum eine dünne NaI(TI) Scheibe erhalten.
Die habe ich an eine XP3312 Photomultiplier Röhre angekoppelt.
Dieses Setup sollte eigentlich gut zur Detektion von Röntgenstrahlung geeignet sein.
Eine AM241 Quelle wurde sofort mit dem typischen Peak erkannt.
Heute habe ich die Scheibe direkt an den Bildschirm meines eingeschalteten Oszilloskops gehalten.
Tatsächlich war absolut gar nichts festzustellen.
Noch nicht mal eine Erhöhung der cps.
Ich weiß nun auch nicht, was ich davon halten soll.
Eine andere Röntgenquelle habe ich hier zu Hause nicht.
Ich kann daher die Funktion nicht testen.
Hat jemand eine Idee mit welcher Energie man bei 13 kV Beschleunigungsspannung rechnen muss?
Das könnten wohl unter 10 keV sein, oder?

[Kermit]

Hat jemand eine Idee mit welcher Energie man bei 13 kV Beschleunigungsspannung rechnen muss?
Das könnten wohl unter 10 keV sein, oder?

Ich denke, der Hauptteil liegt bei etwa 7 keV, maximal sind natürlich 13 keV möglich. Da die "Anode" hier ja das Frontglas bzw die Beschichtung ist, ist wahrscheinlich eine Berechnung nicht so einfach.

Als Abschätzung kann eventuell der Link zu Leifi helfen:

https://www.leifiphysik.de/atomphysik/roentgen-strahlung/versuche/roentgen-emissionsspektrum

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Als Anodenmaterial ist Kupfer im Beispiel angenommen worden.
Anmerkung: Ich habe absichtlich beim Bildschirmausschnitt die Quellen mit abgebildet, damit klar ist, wo das Bild herkommt.

Auf der Website kann man mit den Parametern etwas "spielen"

Insgesamt denke ich, das es schwierig wird, ein Messergebnis zu erhalten. Die Bildröhren in den "alten" Fernsehgeräten hatten eine ziemlich dicke Frontscheibe aus Bleiglas (mein Wissenstand  , die Osziröhren haben auch ziemlich dicke "Frontscheiben".

Damit wird "baulich" schon viel Bremsstrahlung abgeschirmt werden. Es könnte also eventuell besser sein, am Hals der Röhre zu messen. Allerdings sitzt die ja vermutlich in einer MU-Metallhülse als magnetische Abschirmung.

Trotzdem eine sehr interessante Messaufgabe 

[Henri]

Ich habe mit allen meinen verschiedenen Messgeräten vorne am Leuchtschirm der Bildröhre gemessen und konnte absolut gar keine Erhöhung der Hintergrundstrahlung messen 

Vielleicht erinnern sich einige von euch noch an die alten Röhren-Fernseher. Wenn man den Krimi zu Ende geschaut hatte und das Gerät ausschaltete, knisterte es so schön. Und wenn man das Glas berührte, kribbelte es.  Die ganze Zeit werden ja Elektronen auf die Frontscheibe geworfen, die sich dadurch negativ auflädt (auch wenn der "Strom" natürlich auf der Innenseite wieder zurückgeleitet wird). Und aufgrund der Aufladung wirkt so eine Kathodenstrahlröhre mit ihren 20-30 kV wie ein Staubsauger für Radon-Folgeprodukte aus der Umgebungsluft.

Bei Oszilloskopen ist ja oft noch eine Kunststoffscheibe vor der Röhre, man kommt also nicht direkt heran. Bei alten Fernsehern kann man aber beeindruckende Wischtests machen an der Frontscheibe, nachdem das Gerät eine Weile gelaufen ist.

Früher gab es ja Sperrmüll, der zu festgelegten Terminen an die Strasse gestellt und dann angeholt wurde. Dann sind die Leute um die Häuser gezogen auf der Suche nach Verwertbarem, und ein paar Randalierer waren natürlich auch dabei. Besonderen Spaß (nicht ganz ungefährlich!) brachte anscheinend, die Bildröhren zum Zerknallen zu bringen. Die Frontscheiben mit Bleizusatz sind mehrere cm dick, deshalb waren die Geräte auch so schwer. Dass da was von der Bremsstrahlung außen ankommt, kann ich mir bei 30 kV Beschleunigungsspannung nicht wirklich vorstellen.

Und vielleicht kennt ihr noch die ganz alten Video-Kameras, die eine echte winzige Bildröhre als Sucher verbaut hatten. Bei denen wurden die Elektronen mit ca. 500 V beschleunigt. So konnte man sowohl die Hochspannungserzeugung als auch die Wandstärke der Bildröhre, deren Frontscheibe ja nur 2-3 cm vom Auge entfernt war, kompakt halten. Und mehr war für die Funktion auch nicht notwendig. Schaut mal auf Flohmärkten, da wird man für sehr wenige Euros oft noch fündig. Die Teile bringen viel Spaß, weil sie mit einem einfachen Composite-Videosignal angesteuert werden können. Zum Generieren einer Laufschrift reicht schon ein simpler Arduino und die Dinger werden damit zum nerdigen Weihnachts-/Geburtstagsgeschenk! 

Viele Grüße!

Henri

[Peter-1]

Warum nicht einfach messen ?
Als Quelle kam die kleine Röhre aus der Zahnmedizin zum Zuge.

Mit gerade mal 0,1 mA Anodenstrom sollte etwas zu messen sein.
1. Versuch : test mit  RadiaCode101
2. Versuch : test mit  Radex 1503+
Gemessen ist falsch, denn es wurde nur nach dem Wert der Hochspannung gesucht wo die beiden Geräte ansprechen.
Überraschend geringe Unterschiede. RC101 zeigte bei 13 kV an, Radex1503+ bei 14 kV.
2 sehr unterschiedliche Detektoren kommen zu fast identischem Ergebnis.
Die sog. Eigenfilterung dieser Röhre beträgt 0,4mm Al.
Muß mal sehen wie der Schwächungskoeffizient für Glas aussieht.

Peter

[Peter-1]

Mit der Berücksichtigung der Glaswand der Röhre wird es einleuchtend dass unterhalb von 10kV Anodenspannung nicht mehr viel an Strahlung die Röhre verlassen kann.