Funkenzähler (Spark counter)

[stoppi]

Hallo!

Radioaktive Strahlung nicht nur zu messen sondern auch zu visualisieren hat seinen besonderen Reiz. Als einfache Bastelei zur Sichtbarmachung von Alphastrahlen bietet sich eine Funkenkammer an.

Als Hochspannungsquelle kommt wie so oft bei meinen Basteleien ein CCFL-Inverter mit nachgeschalteter Kaskade zum Einsatz. Die Eingangsspannung variiere ich mittels LM317. In der ersten Version habe ich noch einen LiPo-Akku als Spannungsquelle verwendet, nun ein 12V/2A Schaltnetzteil.

Damit die Drähte immer schön gespannt bleiben, verwende ich lauter kleine Zugfedern. Diese Funkenkammer präsentiere ich zum Beispiel am Tag der offenen Tür in meiner Schule.

[DG0MG]

Er hier hat auch sowas gebaut, allerdings erscheint mir das - typisch russisch - auf Grund der kräftigeren Stromversorgung erheblich gefährlicher:

[DL3HRT]

Als Hochspannungsquelle kommt wie so oft bei meinen Basteleien ein CCFL-Inverter mit nachgeschalteter Kaskade zum Einsatz. Die Eingangsspannung variiere ich mittels LM317. In der ersten Version habe ich noch einen LiPo-Akku als Spannungsquelle verwendet, nun ein 12V/2A Schaltnetzteil.

Ab welcher Spannung funktioniert es denn? Habe mir auch vor längerer Zeit ein HV-Netzteil mit CCFL-Inverter und Kaskade gebaut. Die Spannung ist einstellbar, allerdings "nur" bis ca. 4 kV. Hat man da schon eine Chance? Eventuell durch Verringerung des Abstands der Drähte zur Platte?

[stoppi]

Das hängt natürlich entscheidend vom Abstand Draht-Grundplatte ab. Ich habe bei meiner Kaskade 6 Stufen, also die 12-fache Spannungserhöhung. Damit ich Funkenüberschläge bekomme, muss ich die Eingangsspannung des CCFL-Inverters schon auf 9V hochdrehen. Dann liefert mir der CCFL-Inverter um die 800V und das macht dann am Kaskadenausgang ca. 10 kV.

Bei 4 kV musst du halt den Abstand Draht-Platte sehr stark reduzieren. Ich würde eher der Kaskade noch ein paar Stufen gönnen 

[DL8BCN]

Hallo, funktioniert das nur bei Alphastrahlung, oder auch bei Beta und Gamma?

[marco]

kann auch beta oder gamma funken erzeugen?
ich hatte für die schule eine gebaut, die hat unter CO2 auch mit C14 gefunkt, mit Sr/Y90 hingegen nicht, wenn ich mich recht erinnere. ist etliche jahre her...

[NuclearPhoenix]

Was mir zu dem Thema noch einfällt ist ein Video von Applied Science, wo er auch etwas ganz ähnliches baut und daran ein paar weitere interessante Sachen zur Alpha-Strahlung anknüpft. Den Kanal kann ich generell sehr empfehlen!

[DG0MG]

Unsere freundliche englische Lehrerin mit dem schwarzen Bleihandschuh zeigt auch ein Funkenzählerexperiment und diesmal werden die Alphas wirklich durch das Blatt Papier abgeschirmt: 

[DL8BCN]

Also irgendwo wurde meine Frage hier nun beantwortet:
Nur Alphastrahlung zeigt ionisierende Wirkung!
Beta- und Gamma nicht.
Gruß, Rainer

[Kermit]

Nur Alphastrahlung zeigt ionisierende Wirkung!
Beta- und Gamma nicht.

Hallo Rainer,

da möchte ich widersprechen, mit dem Funkenzähler habe ich das Experiment noch nicht gemacht, ich würde mal spekulieren bei ausreichender Dosis mit Beta und Gamma ist da auch was drin 

Aber mit einem einfachen Experiment mit einem elekrostatisch geladenem Plaströhrchen und Styropor-Kügelchen drin oder mit einem geladenen Elektrometer lässt sich prima die Ionisierung der Luft mittels Röntgenstrahlen oder Gammastrahlung zeigen. Die Kügelchen fallen im Röhrchen runter und das Elektrometer entlädt sich.

Auf die Schnelle habe ich kein "schönes" Video da, hier in dem YT-Video wird aber Sr-90, ein Betastrahler verwendet  und das funktioniert gut (ab etwa Minute 3:50)

https://www.youtube.com/watch?v=ZMrtK3DakqU

Grüße Kermit

[Curium]

Also irgendwo wurde meine Frage hier nun beantwortet:
Nur Alphastrahlung zeigt ionisierende Wirkung!
Beta- und Gamma nicht.
Gruß, Rainer

Auch ßTeilchen ionisieren Moleküle längs ihres Weges. Jedoch ionisieren ßTeilchen im Vergleich mit alphaTeilchen deutlich weniger Moleküle beim Durchlaufen einer bestimmten Wegstrecke - die Ionisationsfähigkeit ist geringer. Entsprechend ist aber auch die Reichweite von ßStrahlung größer, als die von alphaStrahlung.

gammaQuanten ionisieren hingegen nicht laufend auf ihrem Weg Moleküle. Im Vergleich mit alpha und ßTeilchen ionisieren gammaQuanten beim Durchlaufen einer bestimmten Wegstrecke deutlich weniger Moleküle. Die Ionisation findet dabei über einen der folgenden drei Prozesse statt: Photoeffekt, Compton-Effekt oder Paarbildung. Entsprechend haben gammaQuanten eine große Reichweite in Materie.

[Kermit]

ich würde mal spekulieren bei ausreichender Dosis mit Beta und Gamma ist da auch was drin 

Ich habe mich heute, weil mich der Funkenzähler auf Grund seines Aufbaues und der spektakulären Funktion interessiert nochmal durch die ältere Literatur gewühlt...

Der Funkenzähler ist am effektivsten mit Alphateilchen und funktioniert hierbei auch bei normalem Luftdruck und den Elektrodenabständen von 1mm bis 3mm je nach Hochspannung. Der Rosenblum Typ kann aber auch laut Literatur Betateilchen nachweisen, allerdings nur mit einer Effizenz von 5%.

Allerdings stritten sich hier diverse Wissenschaftler um die Effekte  über eine Zeitraum von etlichen Jahren.Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.   

Französische Wissenschaftler haben 1963 Zweifel an den Experimenten von japanischen Wissenschaftler angemerkt  , wie das in der Wissenschaft nun mal so ist, die absolute Wahrheit gibt es nicht.

Anbei einmal die Ausschnitte aus der alten Literatur:

1944

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1950
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Ich füge die PDF mit bei. Interessant ist die Arbeit von CONNER, da ist der Aufbau des Funkenzählers vom Rosenblum Typ mit angegeben.

Grüße Kermit

[DL8BCN]

Ich finde auch ältere Literatur immer interessant. Es muss nicht falsch sein!
Der Abstand der Drähte zur Grundplatte ist bei meinem Aufbau zu groß.
Da muss ich noch mal ran. Ist die Polarität eigentlich auch wichtig?

[Kermit]

Wenn ich die Schaltung von Stoppi richtig interpretiere und zusätzlich die 1944 Literatur mit ansehe, dann sind die "Drähte" immer +  (positiv) und die Platte immer GND (negativ).

Ich habe leider aber noch keinen Funkenzähler gebaut, die "Anleitung" von Stoppi sieht aber auch für mich machbar aus.

hier der Auszug, aus der Literatur:

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[DG0MG]

Sehenswert ist auch der Aufbau von Thomas Rapp: https://www.rapp-instruments.de/Radioaktivitaet/Detektoren/SparkCounter/Sparkcounter.htm