Rechenaufgabe

[sh4711]

Mal sehen, ob ich das kapiere. Du sagst sinngemaess:

Wenn ein bestimmter Photonenfluss bei Cs137 (662 keV) im ZR einen Puls pro
Sekunde ausloest, dann wuerde der gleiche Photonenfluss aber mit doppelter
Energie im idealen ZR zur doppelten Pulsrate fuehren. Photonen mit 1250 keV
wuerden somit zur 1,888-fachen Pulsrate fuehren.
Das ZR ist aber nicht ideal; darum gibt es fuer jede Energie einen Korrektur-
faktor. Dieser ist aber nicht direkt zu verwenden, sondern nur _zusaetzlich_
zur energiebedingten Pulsraten-Aenderung bei einem idealen ZR. Somit ergaebe
sich im konkreten Fall bei 1250 keV die 1,888 * 1,3 = 2,454-fache Pulsrate.

Die 1,3-fache Pulsratenempfindlichkeit, die ich eingangs erwaehnt habe, stammt
uebrigens nicht aus einem Datenblatt. Sie ist die Antwort des Herstellers auf eine
explizite Anfrage.                               

Beim ZP1401 uebrigens, welches fast gegen das LND 712 austauschbar ist, ist
im entsprechenden Diagramm bei 1250 keV uebrigens auch ein Wert von ca. 1,3
zu finden. Die Y-Achse ist hier klar mit "Relative to Cs-137" beschriftet.

Wenn nun nicht 1,3 sondern ca. 2,5 der korrekte Wert waere, so haette nicht nur
LND Mist erzaehlt, sondern dann waere auch die Angabe im Datenblatt des ZP1401
falsch...

[NoLi]

Nochmal von vorne:

- zwei Gamma-Strahler (Cs-137 + Co-60), gleiche Aktivität.
- zwei Dosisleistungskonstanten (Cs-137 + Co-60); Unterschiedsfaktor 3,99.
- ein Zählrohr, in je gleichem Abstand zu den Gamma-Strahlern.
- ein Dosisleistungsmessgerät, mit eben benannten Zählrohr, Anzeige in µSv/h, normiert auf Cs-137.

- Multiplikationsfaktor der DL-Anzeige, resultierend aus den Dosisleistungskonstanten: 3,99.
- Überempfindlichkeit des Zählrohres für Co-60 im Vergleich zu Cs-137: 30%. Daraus resultierender Korrektur-Multiplikationsfaktor: 0,77.

- Anzeige-Korrekturmultiplikationsfaktor für die auf Cs-137 normierte Dosisleistungsanzeige zur Dosisleistungsanzeige für Co-60:      DL(Cs-137) x 3,99 x 0,77 = 3,07

Gruß
Norbert

[sh4711]

- Anzeige-Korrekturmultiplikationsfaktor für die auf Cs-137 normierte Dosisleistungsanzeige zur Dosisleistungsanzeige für Co-60:      DL(Cs-137) x 3,99 x 0,77 = 3,07

Fast. Denn die Ueberempfindlichkeit des ZR von 30% gilt pro Photon. Soll heissen:
Wenn von 100 Photonen mit der Energie des Cs137 2 gezaehlt wuerden, so waeren
es bei 100 Photonen der Energie des Co60 2,6 (im statistischen Mittel).

Beim Co60 (gleiche Aktivitaet, Abstand, ...) treten aber pro Zerfall doppelt soviele
Photonen auf. Dadurch allein ergibt sich schon der doppelte Wert. Somit lautet der
"Anzeige-Korrekturmultiplikationsfaktor" 3,07 / 2 ~= 1,5

[NoLi]

https://www.automess.de/assets/documents/de/GM_Tube_High_Energy_Response.pdf
(siehe Kurve für ZP1200/ZP1400)

Für Co-60 nicht 30% pro Photon, sondern 30% für BEIDE Photonen zusammen!!

Würde diese Abweichung pro Photon gelten, wäre die Abweichung für die Nieder-Dosisleistungssonde des Teletectors bei Co-60  2 x 30% = 60%, das Gerät wäre dann somit gemäß Eichverordnung für Strahlungsmessgeräte nicht eichfähig!

Gruß
Norbert

[sh4711]

Nicht 30% pro Photon, sondern 30% für BEIDE Photonen zusammen!

Natuerlich nicht. Im Gegenteil: Da steht:

In den Diagrammen auf den Folgeseiten ist das Ansprechvermögen als Funktion der Photonenenergie gezeigt.

Da steht nicht, dass es sich um das Ansprechvermoegen bezogen auf den Zerfall
bestimmter Nuklide handelt. Auch wenn es vielleicht aufgrund der Tatsache,
dass an der X-Achse Co60 steht, so aussieht.

Eigentlich muessten dort zwei Co60-Marker sein:

Einer bei 1.17 MeV (z.B. Co60-1 genannt oder wie auch immer) und einer bei 1.33
MeV (Co60-2). Und bei ersterem ergaebe die Kurve meinetwegen eine Ueberhoehung
von 28% und bei zweiterem von 32%. Aber nicht 14% und 16%.

[NoLi]

Gemäß Eichverordnung darf die Abweichung bei geeichten Photonen-Dosisleistungsmessgeräten max +/- 30% vom Sollwert betragen.
Die Teletectorsonde hat eine Eichzulassung in einem Photonen-Energiebereich von 65 keV bis 1,3 MeV.

Nach Deiner Interpretation haben der Hersteller Automess bei der Konstruktion und Messwertverarbeitung, die PTB bei der Bauartzulassung des Gerätes zur Eichung, die Aufsichtsbehörden bei der Bewertung von Messergebnissen sowie die Eichbehörden bei den regelmäßigen Eichungen dieser Geräte es falsch gemacht, weil sie Co-60 nicht richtig berücksichtigt haben.

Gruß
Norbert

[Na-22]

...
Fast. Denn die Ueberempfindlichkeit des ZR von 30% gilt pro Photon. Soll heissen:
Wenn von 100 Photonen mit der Energie des Cs137 2 gezaehlt wuerden, so waeren
es bei 100 Photonen der Energie des Co60 2,6 (im statistischen Mittel).
...

Das ist einfach mal falsch. Die Überempfindlichkeit wird nicht pro Photon angegeben.

Die Überempfindlichkeit des ZR wird unter der Bedingung einer konstanten Dosisleistung gemessen. Das bedeutet, dass für Co-60 nur etwa die Hälfte an Photonendichte im Vergleich zu Cs-137 benötigt wird.

[sh4711]

Nach Deiner Interpretation haben der Hersteller Automess bei der Konstruktion und Messwertverarbeitung, die PTB bei der Bauartzulassung des Gerätes zur Eichung, die Aufsichtsbehörden bei der Bewertung von Messergebnissen sowie die Eichbehörden bei den regelmäßigen Eichungen dieser Geräte es falsch gemacht, weil sie Co-60 nicht richtig berücksichtigt haben.

Wieso? Die Diagramme beschreiben die Energieabhaengigkeit des ZRs. Nicht
die der Automess-Geraete.

Nachtrag hierzu: Das von Dir referenzierte Diagramm beschreibt ein ZP1400.
Und zwar so, wie es aus der Fabrik kommt. Das ZP1400 ist aber m.W. nicht
energiekompensiert. Gemaess

https://www.automess.de/assets/documents/de/Prospekt_6112M_D.pdf

kommt in der von Dir referenzierten Sonde aber ein energiekompensiertes ZR
zum Einsatz. Vmtl. hat Automess ein Energiefilter um das ZP1400 herumgebastelt.
Und schwupps sind die 30% ueberempfindlichkeit auf vielleicht 5% abgeschmolzen
und alles ist gut.

Wer so eine Sonde hat, kann ja mal reinschauen...

Noch ein Nachtrag: Im PDF ist unten rechts die "Energieabhängigkeit 6112M/H"
angegeben. Die aehnelt wiederum dem ZP1400 Diagramm. Das wuerde darauf hin-
deuten, dass dieses bereits energiekompensiert ist. Dann wuerden die 30% bleiben.

Der Punkt ist aber, dass das doch voellig wurscht ist. Es ging doch um den Faktor
zur Umrechnung am Geraet im Falle von Co60-Strahlung. Waehrend Norbert hier 3,07
ansetzt, sage ich, es muesste die Haelfte sein weil Co60 bereits 2 Quanten emittiert
die ja, salopp gesagt, fuer sich schon die Anzeige verdoppeln. Das hat ja nichts
mit der Genauigkeit der Automessgeraete zu tun.

[sh4711]

Das ist einfach mal falsch. Die Überempfindlichkeit wird nicht pro Photon angegeben.

Die Überempfindlichkeit des ZR wird unter der Bedingung einer konstanten Dosisleistung gemessen. Das bedeutet, dass für Co-60 nur etwa die Hälfte an Photonendichte im Vergleich zu Cs-137 benötigt wird.

Das Messen "unter der Bedingung einer konstanten Dosisleistung" kann ich mir jetzt
nicht so recht vorstellen. Wie laeuft das denn ab?

Unabhaengig davon: Wie wuerden denn die Empfindlichkeitskurve aussehen, wenn ein
Nuklid mit nur einem Gamma zerfaellt und dessen Energie bei genau 1,25 MeV (also
zwischen den beiden Co60-Energien) liegt? Mit einem Zacken nach unten?

[Na-22]

Das Messen "unter der Bedingung einer konstanten Dosisleistung" kann ich mir jetzt
nicht so recht vorstellen. Wie laeuft das denn ab?

Man nutzt z.B. ein Kalibrierlabor wir dieses:
https://www.vacutec-gmbh.de/de/dienstleistungen/kalibrierlabor.html
https://www.vacutec-gmbh.de/fileadmin/VacuTec-Files/dienstleistungen/Kalibrierlabor/DB_Kalibrierlabor_2015_02.pdf

Und weshalb sollte eine Zacke nach unten auftreten?

[sh4711]

Das Messen "unter der Bedingung einer konstanten Dosisleistung" kann ich mir jetzt
nicht so recht vorstellen. Wie laeuft das denn ab?

Man nutzt z.B. ein Kalibrierlabor wir dieses:
https://www.vacutec-gmbh.de/de/dienstleistungen/kalibrierlabor.html
https://www.vacutec-gmbh.de/fileadmin/VacuTec-Files/dienstleistungen/Kalibrierlabor/DB_Kalibrierlabor_2015_02.pdf

Mir ging es um der Ablauf der Bestimmung der "Überempfindlichkeit des ZR unter der Bedingung einer konstanten Dosisleistung".

Und weshalb sollte eine Zacke nach unten auftreten?

Weil ja die Behauptung im Raum steht, dass sich die Ueberempfindlichkeit von
30% bereits auf beide Co60-Photonen zusammen(!) bezieht. Wenn dem so waere, dann
waere sie bei nur einem Photon 15%. Also Zacke nach unten.

[sh4711]

Bah, nach gefuehlt 100 Beitraegen kommt die Erloesung (warum nicht gleich???):

Man nehme das Datenblatt des LND 712 und des ZP 1401. Beide ZR aehneln sich im
unteren einstelligen Prozentbereich (von manchen elektrischen Parametern abgesehen).

Oben ist die DL-Kurve des ZP 1401 fuer Cs137 bezogen auf die Pulsrate.
Unten die des LND fuer Co60.

Bei Cs137 entsprechen 6 ips 2 uGy/h. Und bei Co60 sinds 3 uGy/h...

[NoLi]

Weil ja die Behauptung im Raum steht, dass sich die Ueberempfindlichkeit von
30% bereits auf beide Co60-Photonen zusammen(!) bezieht. Wenn dem so waere, dann
waere sie bei nur einem Photon 15%. Also Zacke nach unten.

Nein, vielleicht missverständlich von mir ausgedrückt.

Wie bereits oft genug angemerkt, emittiert Co-60 pro Zerfall u.a. zwei Photonen sehr ähnlicher Energie (gerundet 1,2 MeV + 1,3 MeV). In diesem Energiebereich zeigt das Zählrohr eine um 30% erhöhte Empfindlichkeit pro gezähltem Photon gegenüber Cs-137. Da mal das eine 1,2 MeV-Photon, mal das andere 1,3 MeV-Photon im Zählrohr Zähleffekte auslöst, bleibt die erhöhte Empfindlichkeit bei 30%, da sich die Photonen ja nicht während eines Zähleffektes "addieren".

Zur Ermittlung der Co-60 Dosisleistungsanzeige nimmt man die Gamma-Dosisleistungskonstanten beider Nuklide (hier stecken ja schon die Bewertungen der unterschiedlichen physikalisch-biologischen Dosisleistungsbedingungen drin), setzt diese Konstanten miteinander ins Verhältnis und korrigiert das Ergebnis mit der Dosisleistungsanzeige aus der verrechneten, normierten (Cs-137) Zählrate mit dieser 30%igen erhöhten Zählempfindlichkeit von Co-60 gegenüber Cs-137.

Was im obigen Diagramm dargestellt wird, ist der Unterschied der verrechneten Zählraten zur Energiedosisleistung in einem Strahlenfeld gleicher Dosisleistung (hier 2 µGy/h), aber nicht die ursprüngliche Fragestellung auf die Ermittlung von einem Korrekturfaktor von zwei Strahlern (Cs + Co) gleicher Aktivität und in gleichem Abstand zum DL-Messgerät. Diese Abweichungen liegen hier bei 50% (eben die erhöhte Empfindlichkeit bei Co-60 gegenüber Cs-137); sie ist hier etwas höher als bei den bisher benannten 30%, weil zwei ähnliche, aber eben nicht ein gleiches Zählrohr in den unterschiedlichen Strahlenfeldern verglichen wurden.

Gruß
Norbert

Anm:: der Beitrag wurde nochmal ergänzt.

[sh4711]

Wobei aber eben beruecksichtigt werden muss, dass eine Verdoppelung der Anzeige
schon allein daher ruehren wird, dass doppelt soviele Photonen am ZR ankommen.

Anders formuliert: Gaebe es ein Nuklid, welches pro Zerfall zwei 662 keV Photonen
aussendet, so wuerde ein auf Cs137 kalibriertes Geraet automatisch und ohne weitere
Korrektur das Richtige anzeigen.

[NoLi]

Ganz neuer Ansatz/Überlegung zur ursprünglichen Fragestellung (mit hypothetischen Zahlen!):

- Ein Cs-137 Strahler von 100 kBq liefert in 10 cm Abstand eine Dosisleistung  von 1 µSv/h (auf Grund seiner Gammastrahlungskonstante).
- Ein Co-60 Strahler von 100 kBq liefert in 10 cm Abstand eine Dosisleistung von 3,99 µSv/h (auf Grund seiner höheren Gammastrahlungskonstante).

- Ein Dosisleistungsmessgerät ist mit Cs-137 kalibriert ("normiert").

- Das DL-Messgerät zeigt mit dem Cs-137 Strahler in 10 cm Abstand eine DL von 1 µSv/h an. Soll auch so sein!
- Das DL-Messgerät soll mit dem Co-60 Strahler 3,99 µSv/h anzeigen, auf Grund von 30% höherer Empfindlichkeit für Co-60 zeigt es aber 3,99 + 30% = 5,19 µSv/h an. Um wieder auf den realen Wert zu kommen, muß diese DL-Anzeige mit Hilfe eines zusätzlichen Korrekturfaktors um die benannten 30% reduziert werden:  100 : 130 = 0,77 .
- 5,19 µSv/h x 0,77 = 3,99 µSv/h (der auf Grund der Co-60 Dosisleistungskonstante errechnete Sollwert).

Ok?

Gruß
Norbert