Scionix Szintillationsdetektor

Butterfly · 11. Oktober 2020, 21:12

Hallo,

mal ne dumme Frage! Habe ja jetzt den GS-USB-Pro mit dem oben genannten Detektor. Dieser läuft ja am GS mit 700 Volt.
Nun meine Frage, kann ich den Detektor auch an meinem Geigerzähler mit 500 Volt betreiben? Ohne dass ich was kaputt mache? Ich weiss ja nicht ob der GZ die 500 Volt andersherum verpeilt raushaut über seinen BNC-Anscluss.

Lg Hape

Butterfly · 11. Oktober 2020, 21:13

Verpolt meine ich natürlich. ..

Zugpferd · 11. Oktober 2020, 21:29

meines Wissen hat jede PMT eine Plateau Spannung bei der sie am besten arbeitet. Diese muss messtechnisch ermittelt werden. Daher kann ich dem nicht viel abgewinnen wenn immer von einer Spgannung ausgegangen wird.
Ich denke mal es wird nichts bei 500 anstatt 700V. Siehe dazu den Kommentar von iRad

iRad Tom
vor 5 Jahren
Mark - One thing about the voltage setting on the Model 3, which has a relatively high threshold setting (fixed at about 35mV). You may need to up the HV to overcome the high threshold on energies below 100keV. If you are having
problems seeing Am241 for instance, just up the HV to 950 or 1000 volts and you should be able to see those pulses. The pulses are there at 800 volts, but just not able to overcome the inherent high threshold in a Model 3 without
a boost in HV.
source: https://www.youtube.com/watch?v=rmILTJVbNb4&t=67s
wobei Tom hier wohl eindeutig sein verkauftes Produkt gesehen hat und weiß welche PMT´s er verkauft.

Butterfly · 11. Oktober 2020, 21:53

Ok, ja, Tom hat mir den GS auf 700 Volt für das Scionix eingestellt...
Habe bisher nichts dran verändert; bis wieviel Volt könnte ich ihn "hochschrauben" ohne etwas kaputt zu machen?
Lt. Anleitung geht der GS ja bis 2000 Volt!

Henri · 11. Oktober 2020, 22:12

Was hat Dein Scionix Detektor denn für einen Spannungsteiler? Hast Du den mal mit einem Ohmmeter gemessen?

Bei Geigerzählern fließt ja kaum ein Strom, entsprechend schwach sind die Hochspannungserzeuger dann auch ausgelegt und kommen mit den höheren Stromflüssen, die Szintillatoren benötigen, nicht klar. Die Spannung bricht dann einfach zusammen.

Es gibt aber einige Modelle, an die man welche anschließen kann. Z.B. einige (wenige) Modelle von Ludlum. Deshalb einfach mal ins Datenblatt bzw. die Bedienungsanleitung schauen.

Der Scionix Detektor hat ja nur ein einziges BNC-Kabel, oder? Dann ist er für positive Hochspannung verdrahtet. Geigerzähler haben "alle" positive Hochspannung, das sollte aus der Richtung also passen.

Viele Grüße,

Henri

Henri · 11. Oktober 2020, 22:19

Zitat von: Zugpferd am 11. Oktober 2020, 21:29
meines Wissen hat jede PMT eine Plateau Spannung bei der sie am besten arbeitet. Diese muss messtechnisch ermittelt werden.

Ja, man hat zwei Stellräder: Hochspannung und Diskriminatorschwelle. Ziel ist, einen möglichst großen Signal-Rausch-Abstand zu bekommen. Es macht keinen Sinn, wenn man die Hochspannung ganz rauf und den Diskriminator ganz runter regelt und sich dann freut, 200cps angezeigt zu bekommen. Wenn man dann eine Quelle misst, bekommt man vielleicht 220 Impulse - 200 vom Rauschen und 20 von der Quelle. Also nur eine Erhöhung von 10%.

Stellt man alles optimal ein, hat man vielleicht 20 cps Hintergrund, dann wieder 20 cps von der Quelle obendrauf, also eine Erhöhung um 100%!

Ist die Diskriminatorschwelle zu hoch, schneidet man die niedrigen Energien ab, die man vielleicht noch nachweisen könnte, wenn man denn möchte, und wenn die Detektorwand sie nicht bereits zurückhält. Ist die Hochspannung zu hoch, wird auch viel thermisches Rauschen im PMT mitverstärkt. Außerdem wird er dann stärker nicht-linear, was vor allem für Spektroskopie wichtig ist.

Butterfly · 11. Oktober 2020, 22:34

Hallo Henri,
Nein, gemessen hab ich nichts. Bin aber auch kein Elektronikbastler...
Meines Wissens hat Tom einen Wiederstand von 120 Ihm eingebaut.

Lg Hape

Henri · 11. Oktober 2020, 22:42

Zitat von: Butterfly am 11. Oktober 2020, 22:34
Hallo Henri,
Nein, gemessen hab ich nichts. Bin aber auch kein Elektronikbastler...
Meines Wissens hat Tom einen Wiederstand von 120 Ihm eingebaut.

Lg Hape

Hmmm also bei 700V und 120 Megaohm fließen knapp 6 µA. Da könntest Du schon Glück haben, dass der Geigerzähler das schafft! Ich dachte, da wäre noch der Original Spannungsteiler drin in Deinem Scionix. Die haben in der Regel ja 15 MOhm oder weniger, und damit wird es regelmäßig knapp.

Zugpferd · 12. Oktober 2020, 00:34

Zitat von: Butterfly am 11. Oktober 2020, 21:53
Ok, ja, Tom hat mir den GS auf 700 Volt für das Scionix eingestellt...
Habe bisher nichts dran verändert; bis wieviel Volt könnte ich ihn "hochschrauben" ohne etwas kaputt zu machen?
Lt. Anleitung geht der GS ja bis 2000 Volt!

Da komme ich nicht ganz mit... Also wenn Tom Dir den GSUSB auf 700V eingestellt hat, dann brauchst du da nichts mehr drehen, dann hat Tom die perfekten Einstellungen gemacht die du ab und zu kontrollieren solltest.

Du müsstest am Geierzähler rum basteln damit der eine höhere Spannung rausgibt wenn Du da dein Scionix verwenden willst.

Ansonsten würd ich fast für den GMZ ein eigenes Zählrohr empfehlen... Tom hat doch brauchbare Sets liegen... ok, meist mit Plastik Szintillator. Aber die Videos zeigen gute Ergebnisse. Ich glaub ich hatte sogar gerade ein fertiges Produkt für 149Euro/ Dollar gesehen... Also schon eingewickelt. Dann ist das auch kein Drama falls man das Ding im Ausseneinsatz aneckt.

Butterfly · 12. Oktober 2020, 20:32

Hallo Zug Pferd,

Habe nur nachgefragt weil ich eben ein bisschen "rumspielen" wollte mit der Spannung, natürlich ohne etwas kaputt zu machen.
Ich denke die Einstellung von Tom ist schon gut auf den Szintillator optimiert. ..
Verwende jetzt auch den Theremino MCA, komme damit irgendwie besser zurecht als mit dem PRA. Nur irgendwie bekomme ich die höheren Energielevels nicht optimal justiert. Die niedrigen sind kein Problem. Kurz hinter 2000 keV bekomme ich bei Messung von Thorium einen steilen Anstieg, der müsste ja vom Thallium kommen aber erst bei etwas über 2600 keV. Bei Messung von Uran ist der nicht da, also scheint es kein Störer zu sein.
Einen K40 Peak finde ich gar nicht, selbst wenn ich 1 kg KCl vor den Detektor lege...

Na ja, muss mich eben noch weiter reinfuchsen...

Lg Hape

Henri · 12. Oktober 2020, 21:26

Zitat von: Butterfly am 12. Oktober 2020, 20:32
Nur irgendwie bekomme ich die höheren Energielevels nicht optimal justiert. Die niedrigen sind kein Problem. Kurz hinter 2000 keV bekomme ich bei Messung von Thorium einen steilen Anstieg, der müsste ja vom Thallium kommen aber erst bei etwas über 2600 keV. Bei Messung von Uran ist der nicht da, also scheint es kein Störer zu sein.
Einen K40 Peak finde ich gar nicht, selbst wenn ich 1 kg KCl vor den Detektor lege...

Tjaaa, das ist nicht ungewöhnlich, dass der Energieverlauf nicht linear ist.
Probier es noch mal mit 500 V. Vielleicht geht es dann besser. Je niedriger die Spannung, desto linearer der PMT. Kann aber natürlich sein, dass die niedrigen Energien dann schon im Rauschen verschwinden. Eventuell liegt es aber auch an der Schaltung: vielleicht ist der Vorverstärker nicht linear. Oder der Koppelkondensator ist falsch dimensioniert, oder die Pufferkondensatoren auf den letzten Stufen des Spannungsteilers sind zu klein oder fehlen ganz - gibt etliche Stellen, wo Ungenauigkeiten reinpfuschen können. Ein Problem ist auch der sehr hochohmige Spannungsteiler, da geht dem PMT auf den letzten Stufen nämlich der "Elektronennachschub" aus. Es hat schon einen Grund, warum professionelle Geräte Spannungsteiler im kOhm-Bereich haben, statt im MOhm-Bereich. Ist halt ein Amateurgerät, das darfst Du nicht vergessen. Ein niedrigohmiger Spannungsteiler braucht auch eine starke Hochspannungsquelle, die läuft dann nicht mehr per USB und ist definitiv tödlich bei Fehlanwendung, also wird bei kommerziellen Produkten der "Amateurliga" nicht damit gearbeitet.

Ich hab ewig nichts mehr mit Theremino MCA gemacht, aber bei meiner Version konnte man die Kalibrierung nur linear anpassen. Tatsächlich ist es aber eine Kurve, dh. man müsste mehrere Referenzpunkte nehmen und einzelne Abschnitte der Skala dann an diese anpassen. Kannst Du aber auch ohne Theremino machen, indem Du selber eine Messreihe aufstellst und am Theremino lediglich die Kanäle abliest - und im selbsterstellten Diagramm (Tabellenkalkulation o.ä.) dann die Energie.

Irgendwann hatte ich sogar mal eine automatische Nukliderkennung per Excel-Sheet irgendwo rutergeladen, aber hab's leider verdaddelt....

Das K-40 sollte aber auftauchen. Schirmst Du die Betastrahlung auch schön ab? Die erhöht Dir sonst womöglich ordentlich den Untergrund.

Viele Grüße!

Henri

Zugpferd · 13. Oktober 2020, 00:16

Zitat von: Butterfly am 12. Oktober 2020, 20:32
Hallo Zug Pferd,

Habe nur nachgefragt weil ich eben ein bisschen "rumspielen" wollte mit der Spannung, natürlich ohne etwas kaputt zu machen.
Ich denke die Einstellung von Tom ist schon gut auf den Szintillator optimiert. ..
Verwende jetzt auch den Theremino MCA, komme damit irgendwie besser zurecht als mit dem PRA. Nur irgendwie bekomme ich die höheren Energielevels nicht optimal justiert. Die niedrigen sind kein Problem. Kurz hinter 2000 keV bekomme ich bei Messung von Thorium einen steilen Anstieg, der müsste ja vom Thallium kommen aber erst bei etwas über 2600 keV. Bei Messung von Uran ist der nicht da, also scheint es kein Störer zu sein.
Einen K40 Peak finde ich gar nicht, selbst wenn ich 1 kg KCl vor den Detektor lege...

Na ja, muss mich eben noch weiter reinfuchsen...

Lg Hape

Puh, ich komm mit Theremino nicht klar muss ich gestehen... Ich hab dazu noch nie Erklärvideos gefunden, deshalb bin ich noch bei PRA denn von Steven gibt es Videos.

Und ich muss sagen so weit oben hab ich glaub ich noch nie gemessen... Thallium sagst Du hat über 2MeV? wow...
stimmt: https://www.gammaspectacular.com/blue/gamma_spectra/th232-spectrum

Ist deine Anzeige logarithmisch oder linear bei Theremino???
Das konnte man glaub ich per rechts Mausklick umstellen. Schau dann nochmal.
Also gerade am Anfang würde ich mir Software suchen wo ich etwas zu lesen kann, ich bin daher über PRA noch nicht drüberweg gekommen.
Und ein tolles Support Forum hab ich irgendwie nicht gefunden für Theremino, obwohl das so viele haben das es eins geben muss...

Gut das Du das sagst mit dem Thallium, da bin ich morgen mal auf etwas anderes gespannt...

ok, der Tl208 Peak ist ja erstaunlich im Log scale... das muss ich mir selber auch mal anschauen, Glühsocken hab ich auch rumfliegen.

Also rumspielen mit deiner Spannung würde ich nicht wenn Tom Dir das eingestellt hat,
den K40 kannst Du auch ohne Abschirmung sehen, Abschirmung ist natürlich immer besser. Aber wenn Du den K40 gar nicht erst siehst, dann frage ich mich warum... der ist eigentlich SEHR prominent.
Hast du ggf. zu hohe Aktivitäten vor deinem Szintilator?
Wieso meinst Du das Du nach 2000keV einen Peak siehst? stimmen denn die niedrigeren keV alle? Also wenn Du Am241 oder Cs137 oder so benutzt? Passen die ins Spektrum?
sonst schieb mal ein Bild davon hoch damit wir uns das angucken können.

Wenn das alles nicht stimmt dann musst Du was ändern an den Einstellungen, aber mit Bedacht. Gerade wenn man sich nicht so gut auskennt. Am USB PRO sind ja nur so mickrige Stellschrauben, da weiß man nicht wo die mal standen...

Ich find gerade mein USB zu USB Kabel nicht, sonst hätte ich ein echtes PRA Spektrum machen können... hab das von Stevens Seite geklaut und das vom MGP dazugemacht...

Butterfly · 13. Oktober 2020, 21:21

Hallo ihr beiden,

da habt ihr wohl recht,ist eben kein professionelles System sondern Amateurliga wo sich schnell mal Fehler einschleichen können. ..

Wie gesagt, die Videos zu PRA bringen mir natürlich auch nicht viel da sie ja alle auf englisch sind;hätte ich nur mal besser in der Schule aufgepasst

Da ist der Theremino für "Learning by doing" doch etwas anwendungsfreundlicher finde ich...

Erstaunlicherweise habe ich heute das KCl noch mal mit PRA nachgemessen und fand einen leichten Peak der ohne das Kalium nicht da ist, also müsste es das sein. Theremino gibt diesen Peak nicht wieder! Nun ist die Frage wie ich diesen Peak in die Energiekalibrierung des PAR bekomme?
Werde die Tage noch ein paar Spektren hier einstellen, vielleicht wird's dann klarer...

Lg Hape

Butterfly · 13. Oktober 2020, 21:30

Nochmal @Zufpferd:

Ja, wenn ich die niedrigen Energien im Theremino mit Am oder Ra kalibriert habe (CS habe ich leider nicht hätte ich aber gern) habe ich bei Thorium den Peak bei 2100 od. 2200 keV.
Nach deinem eingestellten Spektrum von Gammaspectacular könnte es aber auch Do ein Compton-Effekt sein, dass würde passen...

Lg Hape

Na-22 · 18. Oktober 2020, 11:47

Zitat von: Zugpferd am 11. Oktober 2020, 21:29
meines Wissen hat jede PMT eine Plateau Spannung bei der sie am besten arbeitet. Diese muss messtechnisch ermittelt werden.
...

Eine PMT an sich besitzt keine Plateau-Spannung. Ganz im Gegenteil: Die Verstärkung ist exponentielle abhängig von der Hochspannung.
Ich habe mal eine typische Verstärkungskurve einer PMT in doppelt logarithmischer Darstellung angehängt. Das Bild stammt aus:

Hamamatsu
Photomultiplier Tubes - Basics and Applications, Fourth Edition
Seite 49

Erst in Verbindung mit einem Diskriminator+Zähler ergibt sich ein PMT-Spannungsbereich, in dem die Zählrate wenig von der Spannung abhängt.

Für die Gammaspektroskopie ist aufgrund der exponentiellen Abhängigkeit eine sehr stabile Hochspannungsversorgung der PMT notwendig. Ansonsten werden die Spitzen im Spektrum noch breiter.