Kalibrierung 2* SBM-20 mit KCl

Peter-1 · 25. Dezember 2020, 17:53

Wer hat einen Rat, bzw. findet den Fehler ?

Als Test habe ich mir Kaliuchlorid (Apotheke rein) in einem Mörser sehr fein gerieben. Danach das Pulver für 1/4 Std. auf 250°C erhitzt um Wasser zu vertreiben. Höher geht meine Laborheizplatte nicht. Danach waren es 6,9 Gramm welche ich auf 10 x 10 cm verteilt habe. Mit sehr dünner Folie abgedeckt.
Das sollen nun (KCl) 14,49 Bg/g * 6,9g = 100 Bq sein.
Mein Eigenbau hat 2x SBM20 mit der Angabe 2.9 CPS / µSv/h. Also rechne ich mit 5.8 CPS / µSv/h. Mein Hintergrund ist 45,2 CPM , mit KCl 110 CPM = netto 64,8 CPM.
Das Fenster für die beiden Zählrohre ist 3 x 7 cm = 21 cm².
Und jetzt komme ich nicht weiter

NoLi · 25. Dezember 2020, 19:00

Zitat von: Peter-1 am 25. Dezember 2020, 17:53
Wer hat einen Rat, bzw. findet den Fehler ?

Als Test habe ich mir Kaliuchlorid (Apotheke rein) in einem Mörser sehr fein gerieben. Danach das Pulver für 1/4 Std. auf 250°C erhitzt um Wasser zu vertreiben. Höher geht meine Laborheizplatte nicht. Danach waren es 6,9 Gramm welche ich auf 10 x 10 cm verteilt habe. Mit sehr dünner Folie abgedeckt.
Das sollen nun (KCl) 14,49 Bg/g * 6,9g = 100 Bq sein.
Mein Eigenbau hat 2x SBM20 mit der Angabe 2.9 CPS / µSv/h. Also rechne ich mit 5.8 CPS / µSv/h. Mein Hintergrund ist 45,2 CPM , mit KCl 110 CPM = netto 64,8 CPM.
Das Fenster für die beiden Zählrohre ist 3 x 7 cm = 21 cm².
Und jetzt komme ich nicht weiter

Hallo Peter.

Sorry, aber Du brauchst auch nicht mehr weiter...

...es sei denn, Du präzisierst dein Ziel!

KCl ist ein Beta-/Gamma-Strahler (K-40: 89,5 % Betastrahlung, 10,5 % Gammastrahlung); deine Aktivitätsangabe bezieht sich aber nur auf den Beta-Anteil und berücksichtigt nicht die Gammaaktivität. KCl (Beta + Gamma) = 16,6 Bq/g . Du (Man) misst aber fast nur den Beta-Anteil des K-40, weil das GM-Zählrohr für Gamma-Strahlung relativ unempfindlich ist. Deine 6,9 Gramm KCl senden rund 12 Photonen/Sek aus, welche für das GM-Zählrohr im natürl. Strahlungsuntergrund (Photonenfluß ca. 15 Photonen/Sek + cm² bei einer Dosisleistung von ca. 0,1 µSv/h) quasi untergehen.

Der von dir angegebene Kalibrierfaktor für das SBM-20 von 2,9 cps pro µSv/h bezieht sich nur auf reine Gammastrahlung (Co-60?, Cs-137?), deine Impulsratenangaben cpm aber auf den Beta-Anteil...beides darf unter keinen Umständen miteinander verrechnet werden (ergibt "Hausnummern")!!

Somit ist es mit den SBM-20 nicht möglich, die Beta-Dosisleistung zu messen und zu bestimmen! Dies gilt übrigens für (fast) alle "nackten" betaempfindlichen Geiger-Müller-Zählrohre.
Ausnahme: das Pancake-Zählrohr LND-7317 ; guckst Du hier
Re: AS622 und SBT10A
« Antwort #7 am: Heute um 12:49 »

Gruß
Norbert

Peter-1 · 26. Dezember 2020, 10:38

Danke Norbert,

ich wollte wissen ob mit den 2x SBM20 ein Wert (µSv/h) gefunden werden kann, der den 400 Bq/cm² entspricht.
Dann warte ich mal bis mein bestelltes SBT10A kommt, wenn es kommt. Dazu gibt es ja Beispiele.
Leider habe ich z.Zt. nur max. 4,7Mohm Widerstände. Da ich das Zählrohr nur sporadisch nutzen werde wird es wohl keinen großen Schaden nehmen. Oder gibt es eine vernünftige Quelle für > 5Mohm um nicht 100 Stück nehmen zu müssen?

DG0MG · 26. Dezember 2020, 11:06

Reichelt hat bis 10 MOhm, Kohleschicht, 5%:

Aber ich denke, die vorhandenen 4,7 M kannst Du ohne Nachteile verwenden.

Peter-1 · 26. Dezember 2020, 11:31

Danke Steffen,

aber Kohleschicht mag ich nicht. Ich denke auch, dass für die Meßzeiten bei mir der kleinere Wert nicht schadet.

Zu meiner eigentlichen Frage nach den 2x SBM20 habe ich nochmal einen Versuch gemacht.
1. Hintergrund 43 CPM gemittelt über 15 Min. (Theremino)
2. KCl 10x10cm 82 CPM "
3. KCl + 0,6mmCu vor Zählrohr 44 CPM.

Damit ist alles geklärt.

NoLi · 26. Dezember 2020, 11:44

Zitat von: Peter-1 am 26. Dezember 2020, 10:38
Danke Norbert,
ich wollte wissen ob mit den 2x SBM20 ein Wert (µSv/h) gefunden werden kann, der den 400 Bq/cm² entspricht.

Da kann ich Dir vielleicht weiter helfen.

Das belarussische Dosisleistungsmessgerät ANRI-01-02 SOSNA hat mit rückseitigem,hochgeklapptem Beta-Absorber annähernd die gleiche Zählrohranordnung wie deine Sonde:

www.geigerzaehlerforum.de/index.php?action=dlattach;topic=331.0;attach=4220;image

www.geigerzaehlerforum.de/index.php?action=dlattach;topic=331.0;attach=4224;image

Mein kalibriertes ANRI-01-02 gleicher Bauart wie auf den Fotos liefert mit einem 30 gr-Tütchen "Müllers Pottasche Kaliumcarbonat" (aktive Fläche 10 cm x 7,5 cm; Oberflächenaktivität 1,2 Bq/cm²) eine relative Netto-Dosisleistungsanzeige (also abzüglich der Nullrate) von 0,98 "µSv/h" (Mittelwert aus 8 Messungen Nullrate und 8 Messungen Probenrate).
Bei einer Oberflächenaktivität von 400 Bq/cm² würde dieses Gerät dann rund 327 "µSv/h" anzeigen. Ich denke, diesen Wert kannst Du auch für deine Sonde übernehmen.
Wie aber schon erwähnt, stellen die 327 µSv/h nur einen relativen Anzeigewert da und NICHT die tatsächliche Dosisleistung!!

Wenn Du aber die Oberflächenaktivität über die Dosisleistung der reinen Gamma-Strahlung ermitteln möchtetst, kannst Du für den Nahbereich (bis max. 10 cm Abstand!) den empfohlenen Richtwert für Cs-137 4 Bq/cm² = 0,02 µSv/h (20 nSv/h) benutzen. Wohlgemerkt, dieser Wert stellt die Erhöhung der Dosisleistung über den nat. Strahlungsuntergrund dar.

Somit würde eine Kontamination von 400 Bq/cm² einer Erhöhung der Dosisleistung um 2 µSv/h entsprechen.

Gruß
Norbert

Peter-1 · 26. Dezember 2020, 14:26

Norbert danke !

Meine 2 Zählrohre stammen aus dem ANRI, welches durch Fehler im Display unbrauchbar wurde. Also habe ich die Rohre incl. der Halterung übernommen und nur den Rest dazu gebaut. Teilweise die Schaltung von Theremino übernommen.
Kann jetzt extern mit 5 Volt (USB) oder mit dem Theremino-Modul Master DIL verbunden und versorgt werden. Somit eigenständig oder für den PC geeignet.

Schönen Restfeiertag.

Peter-1 · 26. Dezember 2020, 18:06

Noch einmal ein Präparat mit 30 Gramm KCl im Format 7,5 x 10 cm, wie "Müller Pottasche" hergestellt. Nur habe ich jetzt eine etwas geringere Aktivität. Nach dem BMU Bericht sind es 14,49 Bq beta-Aktivität pro Gramm. Gesamt 434,7 Bq.
Je Seite also 217,35 Bq. Auf die Fläche bezogen 7,5cm x 10cm = 75cm².
217 Bq / 75 cm² = 2,89 Bq/cm². Wie komme ich nun auf 1,2 Bq/cm², bzw. etwas weniger da KCl verwendet? Wo habe ich etwas übersehen?

Mit diesem Präparat nun nochmal gemessen. Diesmal mit einem Digitalzähler und Meßzeit je 15 Min.
1. Hintergrund 41,87 CPM = 0,69 CPS
2. Mit KCl 172,00 CPM = 2,87 CPS
-----------------------------------
3. Diff. 130,13 CPM = 2,18 CPS

Da paßt doch nix zusammen

, ich gebe es bald auf.

Henri · 26. Dezember 2020, 20:29

Zitat von: Peter-1 am 26. Dezember 2020, 18:06

Da paßt doch nix zusammen , ich gebe es bald auf.

Hallo Peter,

ein paar Dinge muss man noch berücksichtigen:

- die starke Selbstabsorption der Betastrahlung. Nur bei ganz dünnen Schichten kann man sie vernachlässigen. Dann misst man aber sehr lange bzw. braucht eine Bleiburg, um überhaupt noch was zu messen.

- die Geometrie (obwohl Norbert die ja durch seine Kalibrierung berücksichtigt). Denn Du hast eine große aktive Fläche, aber Deine Zählrohre sind klein. Du kannst nicht davon ausgehen, dass alles, was Du an Aktivität auf Deinen Prüfstrahler streust, auch beim Zählrohr ankommt. Das wird nur ein Bruchteil sein.

Lies mal den Thread hier:

https://www.geigerzaehlerforum.de/index.php/topic,232.0.html

Da hat Norbert sehr gute Vorarbeit für uns geleistet. Ich denke, danach ist einiges für Dich klarer.

Und: Pottasche ist kein KCl! Im o.g. Thread hat Norbert Pottasche vermessen, üblicherweise verwendet man aber KCl. Deshalb gibt es für KCl z.B. Selbstabsorptionskurven, die kann man aber nur näherungsweise auf Pottasche übertragen.

Viele Grüße!

Henri

NoLi · 26. Dezember 2020, 22:13

Kaliumcarbonat K2CO3 (gemein Pottasche genannt) hat eine Kalium-40 Beta-/Gamma-Aktivität von ~ 17,85 Bq/g ; ein 30 gr-Tütchen somit ~ 536 Bq!

Wegen der Betateilchen-Selbstabsorption durch das K2CO3 haben die Tütchen eine scheinbare Oberflächenaktivität von 1,2 Bq/cm². Rechnerisch wäre es von der Füllmenge und Verpackungsoberfläche her zwar mehr, aber der Anteil der im K2CO3 absorbierten Betateilchen lässt den rechnerisch höheren Wert bei der Messung nicht erfassen. Da alle Tütchen dieses Herstellers so gut wie gleiche Ausmaße haben und Füllmengen enthalten, kann man diese Selbstabsorption (und damit auch die Oberflächenemission) für alle 30 gr-Tütchen als gleich ansehen und mit einer Oberflächenaktivität von eben 1,2 Bq/cm² betrachten (dieser Wert wurde u.a. mit einem frisch kalibrierten Kontaminationsmess-gerät CONTAMAT FHT 111 M bestimmt und mit den Kontaminationsmonitoren MINICONT und BERTHOLD LB-124 SCINT. gegengemessen).

Die Selbstabsorption eines Teiles der Beta-Teilchen im K2CO3 müsste nur bei der massenspezifischen Aktivitätsmessung Bq/g berücksichtigt werden.

Gruß
Norbert