Farbe von NaI(TI) Kristallen

[NoLi]

...
Vielleicht gibt es unsichtbare Mikrorisse im Innern, die die Qualität stark beinträchtigen.
...

Das kannst Du mit einer kleinen LED-Taschenlampe mit gebündeltem Photonenstrahl prüfen.

Norbert

[DL8BCN]

Die Theorie vom Wellenlängenschieber halte ich für sehr unwahrscheinlich, aber wer weiß.
Ansonsten habe ich ein Stereomikroskop, wo ich mal in den Kristall schauen kann.
Also lesen aus der Kristallkugel
Nee, Kristallzylinder.
Das werde ich heute Nachmittag mal machen.
@DL3HRT : Im Beitrag #17 sieht man das Label:
Es steht da NaJ/TI/ und No.77-60 und etwas wie /68/ kann man nicht genau entziffern.
Mehr Infos habe ich dazu nicht.

PS: Übrigens brauche ich mal einen Wolkenschieber, keinen Wellenlängenschieber, der die Regenwolken hier wegschiebt. Hier säuft man bald ab. Wirklich jeden Tag regnet es ausdauernd

[DL3HRT]

Zum Vergleich der 63x63 Kristall:
Der 12,9% (fwhm) im rechten Photopeak.
Zu 16,2% beim großen Kristall.
Ein Spektrum von Thorium läuft gerade. Lass ich länger laufen.
Mittleres Bild mit neuem 80x60 Kristall.
Ganz rechts der alte 63x63 Kristall zum Vergleich.

Hmm, wenn das mittlere Bild tatsächlich der neue Kristall ist, so kann ich keinen drastischen Empfindlichkeitsverlust bei hoher Energie sehen. Prinzipiell zeigt er dass, was auch der alte 63mmx63mm Kristall zeigt. Die Unterschiede kommen durch die größere Halbwertsbreite zuzstande, die aber zum Teil auch hausgemacht ist. Wenn die lichtemfindliche Fläche deines PMT kleiner als der Kristalldurchmesser ist gehen Photonen verloren und das verschlechtert die Halbwertsbreite. eiine Blende hilft da nicht viel, außer sie würde das Licht vollständig in den Kristall zurück reflektieren, was sicher nicht gegeben ist.

Ich dneke schon das der Kristall macht, was er soll. Das Problem liegt in der Ankopplung.

[Turbo-Tom]

Ein Photomultiplier, der mit zu geringer Spannung, insbesondere über die letzten paar Dynoden vor der Anode betrieben wird, neigt zu Signalkompression, d.h. er arbeitet nicht mehr linear. Das Resultat ist die beobachtete "Begrenzung" der Energie auf einen bestimmten Wert und keinerlei Signal oberhalb mehr.

Der einfachste Test mit dem großen Kristall wäre daher, mal etwas "Scheibentönfolie" vom Auto-Tuner auf den PMT zu kleben, so dass das Licht vom Szintillator gedämpft wird und man die Spannung/Verstärkung des PMT wieder hochdrehen kann. Dann ist zumindest die Dynamik des PMT wieder vorhanden, und man kann "Äpfel mit Äpfeln" vergleichen .

[DL8BCN]

Ich werde auf jeden Fall noch mit der Ankopplung des Kristalls experimentieren.

[DL8BCN]

Ich bin mit meinem Projekt nicht weiter gekommen. Es bleibt dabei: Egal welche Klimmzüge ich mache, der größere Kristall bleibt wesentlich schlechter als der kleinere.
Ziemlich ärgerlich das Ganze.
Projekt ruht nun erstmal.
Es gibt im neuen Jahr erstmal wichtigeres.
Ein gutes 2024 wünsche ich schon mal.

[DL8BCN]

Ich überlege gerade, ob das Silikonöl mittlerer Viskosität zum optischen ankoppeln des Kristalls an die PMT Röhre wirklich das richtige Produkt ist.
Es ist zwar wasserklar und sieht optisch gut aus, aber es wurde natürlich nicht zu diesem Zweck produziert.
Ich frage mich, ob man Öl für genau diesen Zweck für die Gammaspektrometrie kaufen kann.
Ich habe nichts zu dem Thema gefunden.
Es ist natürlich unwahrscheinlich, das das Öl schuld ist an meinem Misserfolg, da es ja mit dem anderen NaI(TI) Kristall funktioniert.
Ich habe gerade gesehen, das es für die Mikroskopie Immersionsöl gibt. Das soll einen ähnlichen Brechungsindex wie Glas haben.
Da die NaI(TI) Kristalle ein Deckglas haben, könnte dieses Öl geeignet sein.
Ich weiß aber wirklich nicht, wie entscheidend wichtig die Eigenschaften des Öls sind.
Ich wollte ja mal testweise ganz ohne Öl probieren...

[DL8BCN]

Folgendes habe ich gemacht:
Den funktionierenden 63mm x 63mm Kristall an meine zweite Röhre XP3312 gekoppelt, um zu schauen, ob der PMT in Ordnung ist.
Das Spektrum sieht ziemlich identisch aus zu der anderen Röhre . Also der Photomultiplier ist ok!
Dann den funktionierenden Kristall an die Röhre XP2412 gekoppelt um zu testen, ob auch da alles elektrisch passt.
Und auch da funktioniert der Kristall!!
Nur die Spannung muss höher auf etwa 900V. Das liegt an den anderen Nennwerten der XP2412.
Das Problem liegt wirklich beim NaJ(TI) Kristall :-)
Da habe ich nun mal einfach Pech gehabt!
Ich habe auch Roman, den Verkäufer aus der Ukraine mal angeschrieben.
Er ist aber auch tatsächlich nicht der Spezialist für die Szintillatorkristalle, sondern verkauft die nach dem aussehen:
Je weißer, um so teurer.
Er bietet mir einen Rabatt bei einem eventuellen nächsten Einkauf bei ihm an.
Ich habe heute das Immersion Öl mit der optischen nD 1,482 bekommen.
Das werde ich nun noch mal zum Ankoppeln an die PMT testen.
Es wird aber nicht mein eigentliches Problem lösen.

[Radioquant98]

Das Problem liegt wirklich beim NaJ(TI) Kristall :-)
Je weißer, um so teurer.

Was meinst Du mit weiß???- der kristall sollte doch wasserklar sein

Ich habe heute das Immersion Öl mit der optischen nD 1,482 bekommen.
Das werde ich nun noch mal zum Ankoppeln an die PMT testen.
Es wird aber nicht mein eigentliches Problem lösen.

Glaube ich auch nicht. Früher wurde da hochviskoses Silikonöl genommen.


Viele Grüße
Bernd

[Henri]

Auf das Testen des Immersionsöls würde ich verzichten. Dieses besteht ja aus in Öl gelösten Chemikalien, ich habe mal auf ein Sicherheits-Datenblatt geschaut und Benzoesäure-Ester gefunden. Wenn das Öl die Versiegelung Deines Kristalls angreift, hast Du ihn zerstört.

Es ist normal, dass (sehr) große Kristalle eine schlechtere Auflösung haben als kleinere, und Deiner ist ja auch noch asymmetrisch. Auch stellt die hohe Impulsrate eine gewisse Anforderung an die Elektronik, so dass man die am besten nur in der Bleiburg betreibt, wenn man über keine hochwertige Signalverarbeitung verfügt.

Da die Qualität der Fotokathode des PMTs zum Rand hin abfällt, sollte der Kristall immer etwas kleiner sein als die Kathodenfläche. Die besten Ergebnisse könnte man erzielen, indem man einen PMT "eine Nummer größer" im Durchmesser nimmt. Aber dabei geht es dann um Nachkommastellen bei der FWHM. Mit Blenden erreicht man das Gegenteil und verschlechtert das Ergebnis.

Kristalle werden für verschiedene Anwendungszwecke hergestellt, nicht jeder erfüllt die Qualitätsanforderungen für Spektrometrie. Der Preis spielt ja auch immer eine Rolle, und wenn ein Kristall inhomogen ist und nicht für Spektrometrie taugt, kann man ihn immer noch prima für reines Impulszählen verkaufen.

Selbst wenn der Kristall für Spektrometrie nicht so gut geeignet ist, könntest Du damit z.B. reine Zählraten aufzeichnen und Dir ein Gerät zur Vermessung von Strassen mit hoher Ortsauflösung bauen, das Du mit dem Auto "spazieren" fährst. Das bringt ja auch Spaß und wahrscheinlich viele interessante "Funde". Für den Rucksack dürfte das Teil etwas schwer sein  .

Viele Grüße und "guten Rutsch"!

Henri

[DL8BCN]

@ Bernd, der Kristall ist wasserklar.
Weiß scheint er natürlich weil die Innenbeschichtung des Alubechers  hochweiß erscheint (Titanweiß?)

[DL8BCN]

Danke Henri für deine Expertise und ebenfalls einen guten Rutsch

[NoLi]

Auf das Testen des Immersionsöls würde ich verzichten. Dieses besteht ja aus in Öl gelösten Chemikalien, ich habe mal auf ein Sicherheits-Datenblatt geschaut und Benzoesäure-Ester gefunden. Wenn das Öl die Versiegelung Deines Kristalls angreift, hast Du ihn zerstört.
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Ferner sollte der Fluoreszenz-Spektralbereich des Kristalls auch mit dem Koppleröl abgestimmt sein, um eine eventuelle Fluoreszenzabsorption bzw -minderung durch das Öl auszuschliessen.

Norbert

[DL8BCN]

Ich habe ja nun das Gammaspektrometer GS-Pro-V5 aus Australien bekommen.
Am Wochenende werde ich damit weiter testen.
Mal schauen, ob ein semiprofessionelles Gerät mehr aus dem Kristall holt, als mein Eigenbauspektrometer.
Ich denke, das ganze Problem mit der schlechteren Auflösung liegt daran, das das Eintrittsfenster vom Photomultiplier kleiner ist, als der Kristall. Umgekehrt würde es vermutlich eher funktionieren.
Es wird natürlich schwierig eine PMT mit mindestens 85mm Durchmesser zu finden.