Röntgenstrahlung Bildröhren

[Peter-1]

Ein kleiner Test wie es mit niedrigen Energien aussieht. Mein kleiner Pb210 Strahler leistet gute Dienste. 46,5 keV, also noch etwas unter Am241.

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Peter

[etalon]

...
Also macht es dann wirklich Sinn, den Bereich der Pulshöhen in 1024 Klassen aufzuteilen?
...

Also laut Datenblatt liefert CsI(Tl) pro keV deponierte Photonenenergie im Mittel rund 54 Photonen. Diese werden im 4pi Raumwinkel emittiert. Mal angenommen, alle Photonen erreichen den Photomultiplier (was sie natürlich nicht tun), und jedes der Photonen erzeugt ein Photoelektron (was natürlich auch nicht jedes tut), und trägt damit proportional zum Ausgangssignal bei, dann scheint mir ein Sampling mit 1024 Kanälen noch kein overkill zu sein...

Aber wenn man jedoch das "echte" Leben berücksichtigt, nämlich dass die Anzahl an erzeugten Photonen zum Niederenergetischen hin sinkt (das verläuft nicht linear!), dass es Schwankungen in der Photonenausbeute aufgrund verschiedener Einflüsse wie z.B. Dotierungsschwankungen oder thermischen Quenchings, etc. gibt, dass so ein kleiner Kristall für hohe Energien fast blind ist, dass nur ein Bruchteil der Photonen (trotz Reflektor(?)) die Photokathode erreichen, dass dort auch nur ein Teil der Photonen Photoelektronen erzeugen, und noch viele andere Einflüsse berücksichtigt (wenn man das genau betrachten möchte, dann muss man schon sehr weit in die Festkörperphysik abtauchen. Das sparen wir uns an der Stelle jetzt einfach mal), dann ist man wahrscheinlich schnell in einem Bereich angekommen, bei dem das Sampling von 1024 Kanälen für 3 MeV Spanne nicht mehr gewinnbringend abgerufen werden kann. Es macht dann im schlimmsten Fall das SNR schlechter, ohne Vorteile zu bringen.... 

[opengeiger.de]

Aha, da kommen ja einige Argumente zusammen! 
Dass die genauen Details kompliziert werden, das kann man sich auch denken.

Aber bevor wir zu einem Urteil kommen, müssen wir den Rechtsgrundsatz "in dubio pro reo*a" noch prüfen. Nehmen  wir mal an, wir hätten einen theoretischen Detektor, der für eine monochromatische Strahlung immer die gleiche Pulshöhe liefern würde. Dann hätten wir noch einen rauschfreien Signalpfad bis hinter den ADC, dann würde ein gut kalibrierter idealer Software-MCA mit, sagen wir jetzt mal 4096 Bins, immer den einen, gleichen Bin bei der korrekten Energie hochzählen. Nun kommen die Argumente von oben ins Spiel und die Pulshöhe streut grob gesagt nach Gauß um den wahren Energiewert My mit einem gewissen Sigma, was zu einer Halbwertsbreite des Peaks führt.

Wenn ich nun ein brauchbares low-cost Gerät mit kleinem Kristall bauen soll, dann schau ich die Halbwertsbreite des Detektorsystems und anschliessendem analogen Signalpfad mit einem guten MCA an (z.B. 4096 Kanäle) und überlege mir dazu, mit wieviel Bins will ich denn so eine niederenergetische Linie am Ende sehen. Dann baue das mit einem 10 oder 12Bit ADC und einem 8 oder 10bit Software-MCA und schaue was rauskommt. Soweit sind wir beim Radiacode.

Schauen uns Peters Pb210 an, das ja offensichtlich mit einer älteren Software Version von vor der Umstellung auf 1024 Bins erzeugt wurde und daher ein 256-Bin Spektrum ist. Da ist die erkennbare Halbwertsbreite so etwa 2 Bins. Bei meinem Am241 256-Bin Spektrum sieht das ganz ähnlich aus, auch etwa 2 Bins Halbwertsbreite. Bei der 662keV Cs137 Linie sind es schon so 6 Bins an Halbwertsbreite im 256-Bin Spektrum. Das könnte man also softwaremäßig ohne Verlust noch schön glätten.

Jetzt würde mich interessieren, wie sieht denn ein Am241 Spektrum von so einem alten Rauchmelder (oder das Pb210) mit der neuen 1024-Bin Software 1.30 des Radiacode aus? Welche Halbwertsbreite sehen wir da denn, wenn Filter auf 0 steht? Kann man jemand, der die SW 1.30 schon draufhat, mal so ein Spektrum generieren und die Halbwertsbreite in etwa bestimmen und beides posten (am besten auch wenn Filter auf 0 steht)? Ändert das jetzt was, wenn ich die 1024-Bin Halbwertsbreite in Bins ausgedrückt durch 4 teile um es mit der alten 256-Bin Halbwertsbreite zu vergleichen? Oder haben wir das schon in einem anderen Thread?    

[DL3HRT]

Ich habe jetzt drei verschiedene Röhrentypen getestet:
- DY86 ohne Aufdruck, bei Pollin gekauft
- DY802 von ITT/Lorenz
- PD500 von ITT/Lorenz

Alle Tests liefen im Kaltkathodenbetrieb. DY86 und DY802 waren invers gepolt.

Die DY86 hat mit Abstand die kräftigste Emission. Die Emission beginnt bereits bei ca. 24 kV.

[Henri]

Ich habe jetzt drei verschiedene Röhrentypen getestet:
- DY86 ohne Aufdruck, bei Pollin gekauft
- DY802 von ITT/Lorenz
- PD500 von ITT/Lorenz

Alle Tests liefen im Kaltkathodenbetrieb. DY86 und DY802 waren invers gepolt.

Laut dem Buch von Hr. Rapp soll die PD500 invers gepolt auch am meisten Störstrahlung erzeugen, wenn sie unbeheizt betrieben wird.

[DL3HRT]

Meinst du das Buch "Experimente mit selbtgebauten Geigerzählern und Nebelkammern?". Dort betreibt Hr. Rapp die PD500 normal, also Hochspannung an der Anode.

[Henri]

Meinst du das Buch "Experimente mit selbtgebauten Geigerzählern und Nebelkammern?". Dort betreibt Hr. Rapp die PD500 normal, also Hochspannung an der Anode.

Pardon, Du hast recht. Das hatte ich mir falsch gemerkt. 

[Henri]

Ab und zu gibt es auf Ebay auch gebrauchte Röntgen-Dosimeter, z.B. das hier:

https://www.ebay.de/itm/185881589388


Natürlich nur was für den Nutzstrahl, also größere Dosisleistungen.

[NoLi]

Ab und zu gibt es auf Ebay auch gebrauchte Röntgen-Dosimeter, z.B. das hier:
...

Beim "Patientenäquivalent-Filter": vierstellige Postleitzahl! Da kann man sich vorstellen, wie alt das Ding ist...

Norbert

[Henri]

Ab und zu gibt es auf Ebay auch gebrauchte Röntgen-Dosimeter, z.B. das hier:
...

Beim "Patientenäquivalent-Filter": vierstellige Postleitzahl! Da kann man sich vorstellen, wie alt das Ding ist...

Norbert

Man könnte ja beim netten Radiologen von Nebenan Vergleichsmessungen mit einem modernen Gerät machen.  Wer sich jetzt mutig in Experimente mit Störstrahlern begibt, hätte damit zumindest mal einen Anhaltspunkt...   

[Peter-1]

Habe mal einen Anfang gemacht    Ob es weitergeht 
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Dicke Wolframblöcke stehen schon bereit.  Die Nachbarschaft bitte ich für 1 Stunde die Häuser zu verlassen.   
Der Anodenstrom wird sicher die 1 µA Grenze überschreiten!
1 µA * 20 kV = 20 mW , da glüht die Anode      und alle Analogfilme sind in Sekunden schwarz.

Schönes Wochenende

[Peter-1]

Das Experiment 

Alle Vorsichtsmaßnahmen erfüllt und die Hochspannung langsam hochgefahren.
Ab 15 kV erwartete ich die erste Reaktion des RC101 oder meiner Ionisationskammer. Es rührtsich NIX ! 20 kV -> keine Strahlung nachweisbar. 25 kV -> keine Strahlung nachweisbar. Erst bei 30 kV zeigt das RC101 vorsichtig in 10cm Entfernung 1 µSv/h an. Erst bei 33 kV @ 0,8 mA kommt etwas Schwung.
RC101 => 40µSv/h , die I-Kammer 1,2 µR/s = 43 µSv/h. Jeweils 10cm Abstand.
Noch ein 2. Versuch mit max. 34 kV @ 0,85 mA bringt 57 µSv/h am RC101 und umgerechnet 54 µSv/h an der Ionisationskammer.
Eine "richtige" Rö-Röhre zeigt natürlich eine weit bessere Ausbeute.
Sicher schirmt das Anodenblech und der Glaskolben die Störstrahlung gut ab.
Die Bilder sind weitgehend selbsterklärend.
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Der Arbeitspunkt ist weit über die zulässige Grenze gerückt.
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Auch mit vielen Abstrichen ist doch zu sehen, dass ein gewisser Zusammenhang besteht.
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Nachbau nicht empfehlenswert 
Peter
 
 
 

[DL3HRT]

Hast du eine DY86 und kannst den Versuch damit wiederholen? Die wird dann invers angeschlossen. Bei mir zeigte der RC-101 die erste Reaktion bei ca. 23 kV und im Endeffekt war die Emission deutlich stärker als bei der PD500. Die größte Rolle spielt dabei sicher die Geometrie der Röhre.

[Henri]

Die größte Rolle spielt dabei sicher die Geometrie der Röhre.

Vielleicht ist auch das Vakuum bei der PD500 nicht so gut? 

[Peter-1]

Wie auch immer. Röhre kommt in Schublade. Eine DY86 habe ich nicht und die DY802 invers betrieben hat nach kurzer Zeit den Geist aufgegeben. Sind alles nette Versuche bei entsprechender Vorsicht und Umsicht und Schirmung.
Fazit : Leute spart das Geld für dies Röhren.