Curit aus dem Kongo

[NoLi]

Noli, vielleicht hast Du ja die Erfahrung: was macht denn so ein "normales" Dosisleistungsmessgerät, das einen schmaleren Messbereich hat, wenn ich es mit einem breiteren Spektrum konfrontiere? Also angenommen Th234 und Bi214 sind in der Probe nennenswert drin und das Dosisleistungs-Messgerät hat einen spezifizierten Messbereich von sagen wir 100keV-1500keV. Klar, wenn ich einen energieauflösenden Detektor hätte, könnte ich per Software einen Bandpass draufrechnen und die Energien ausserhalb, wo er nicht kalibriert ist, einfach wegblenden. Aber wie ist das bei einem Zählrohr, das nur in einem gewissen Energiebereich voll kompensiert ist? Da müssten doch eigentlich Gammas ausserhalb des Messbereichs ziemlich stören?

Andere Frage, warum würde man nur die Ra226+ Aktivität einer Mineralie wissen wollen und die Aktivität der andern Nuklide nicht? 

Bernd,
bei Deinem Beispiel würde unter 100 keV das energiekompensierte Geiger-Müller-Dosisleistungsmessgerät immer weniger (Abweichung größer -20 % vom Sollwert) bis gar nichts mehr, bei über 1500 keV zuviel (Abweichung größer +20 % vom Sollwert) anzeigen.
https://www.automess.de/assets/documents/de/GM_Tube_High_Energy_Response.pdf
Ein Beispiel für zu geringe bis gar keine Anzeige:
Gültig geeichte Automess6150-AD6 (60 keV - 1,3 MeV) und Am-241 Schulstabquelle (74 kBq): das Automess6150-AD6 (Hx) zeigt keinerlei Erhöhung der Dosisleistung, das Automess6150-AD6/E (H*10) bringt noch ca. 1,5 µSv/h (beide mal Am-Quelle stirnseitig auf den Eichpunkt aufgesetzt).

Im allgemeinen ist für die meisten technischen und nuklearmedizinischen Photonenanwendungen ein Energiemessbereich von 60 keV bis 1,3 MeV ausreichend, aber gerade im medizinischen Bereich kann es auch vorkommen, auch niedrigere Energie messen zu müssen; dafür gibt es dann entsprechendes Equipment mit dünnwandigen Ionisationskammern, Ionisationskammern mit Impulsverstärkung oder Proportionaldetektoren. Bei Röntgenanlagen kommen wegen der sehr hohen Strahlungsintensitäten auch Sonden mit Halbleiterdetektoren zum Einsatz.

Da bei Mineralien das enthaltene Radium nicht flüchtig und im Aktivitätsgleichgewicht mit Uran zu finden ist, kann man über die Radiumaktivität den Urangehalt ermitteln oder zumindest abschätzen.

Norbert

[opengeiger.de]

Norbert,
Du meinst wohl so eine Probe. Existiert schon seit 4 Jahren.
Ist entsprechend beschriftet und H. von Philipsborn war begeistert über die Ausführung. 

Ich will nochmal den Vorschlag von Prospektor aufgreifen: Wenn man eine U-Mineralienprobe in ein radon-dichtes Probengefäß verpackt, so dass kein Rn222 verloren geht, dann baut sich in dem Gefäß eine neue Radon-Atmosphäre auf, die spätestens nach 7 Halbwertszeiten mit dem Ra226 im Gleichgewicht sein muss. Nun sind die Töchter des Rn mit ihren Halbwertszeiten alle im Minutenbereich bis aufs Pb210 ganz am Ende der Kette, das hat eine HWZ von 22Jahren. Aber das gut messbare Bi214 in der Kette davor ist jedenfalls nach einem Tag auch voll im so erzwungenen Gleichgewicht. Selbst ein Plate-Out des Rn222 an die Wände des Probengefäßes beeinflusst die Messung des Bi214 dann nicht. Wenn man nun also den Peak des Bi214 mit der LuKa-Kalibrierung bestimmt, kann man die Aktivität der U-Mineralienprobe bestimmen. Und man kann ausrechnen, welche Aktivität die U-Mineralie nach > 7*22 Jahre hätte. Wenn man den Bi214-Peak der U-Mineralie vor dem radon-dichten Einschließen auch vermessen hat, dann kann man sogar auch das Gleichgewichts-Verhältnis für das Rn bestimmen. Also ich denke dieses Konzept müsste ser gut gehen. 

@Peter-1: Versuchs doch mal und vergleich es mit der Methode der DL-Konstante, wenn Du ein gutes DL-Messgerät hast! Das wär doch ein spannendes und lehrreiches Experiment!

[Peter-1]

Hallo Bernd,

die Idee ist nicht schlecht.    Also habe ich das kleine Mineral Curit in ein winziges Gefäß gesteckt und auch sofort gemessen. Der wahre Wert stimmt natürlich nicht, denn das Teufelszeug strahlt wie S.....
So ist das Gefäß in 5cm Abstand zum 2" Kristall. Jetzt könnte man über den Raumwinkel eine Rechnung vornehmen. Jedoch ist für mich weit interessanter wie sich das Ergebnis nach 1 Tag zeigt. Allso warten.

[NoLi]

Hallo Peter.
Ein Tag reicht nicht!! Du musst solange warten, bis die Mutter der Folgeprodukte, also das Radon-222, sich im Gleichgewicht befindet, weil daraus ja u.a. das Bi-214 gebildet wird. Da die Halbwertszeit des Rn-222 3,8 Tage beträgt, liegt diese Wartezeit bei rund einem Monat! Erst dann hat auch die Bi-214 Konzentration ihr Maximum erreicht.
Übrigens: ein "plate-out" von Rn-222 an den geschlossenen Gefäßwänden wird es nicht geben, weil Radon ein Edelgas ist; lediglich die Folgeprodukte werden sich an allen Oberflächen (auch des Curit`s) gleichmäßig anlagern.

Für eine quantitative Auswertung der Bi-214 Aktivität kommen im Spektrum nur die 1120,3 keV-Linie (mit 15,1 % Emission) und 1764,5 keV (mit 15,4 % Emission) sinnvoll in Frage. Die 609,3 keV Linie hat zwar eine Emission von 46,1 %, diese wird sich aber kaum mit einem NaJ-Detektor mit seinen breiten Peaks für eine Aktivitätsbestimmung auflösen lassen (ich fürchte, das eng benachbarte Tl-208 mit 583,2 keV und 30,5 % Emission aus dem Curit wird stören); hier braucht es schon einen Reinstgermaniumdetektor.

Gruß
Norbert

[Peter-1]

Der Versuch läuft und ich kann auch nach 1 Monat noch messen.

Die nächste Frage lauert schon !
Da sich die Geometrie zwischen Probe und Kalibriermedium nicht ähneln, muß wieder eine weitere Rechnung helfen. Wie im Bild kann bei dem kleinen Stück Curit von einem punktförmigen Objekt ausgegangen werden. Der Abstand zum NaI-Kristall mußte so gewählt werden, damit die Zählrate nicht zu hoch war.
Welche Berechnung wäre nun sinnvoll? Den Raumwinkel rechnen ?

[NoLi]

Peter,

wird in deinem Auswerteprogramm die Zählraten-"Totzeit" des Detektors in % angegeben?
Wenn ja, würde ich das Curit in ca. 1,5 cm Abstand platzieren und die Zählrate bzw. Aktivität mit der Totzeit korrigieren. Oder den Mittelwert aus Messung 1 cm und Messung 2 cm bilden (jeweils totzeitkorrigiert).

Norbert

[opengeiger.de]

Ich würd beides versuchen. Interspec macht für Dich die Abstands bzw. Raumwinkelrechnung. Rechts oben musst Du nur statt 0.01cm eben 5cm eintragen. Siehe Bild. 

[Prospektor]

Für eine quantitative Auswertung der Bi-214 Aktivität kommen im Spektrum nur die 1120,3 keV-Linie (mit 15,1 % Emission) und 1764,5 keV (mit 15,4 % Emission) sinnvoll in Frage. Die 609,3 keV Linie hat zwar eine Emission von 46,1 %, diese wird sich aber kaum mit einem NaJ-Detektor mit seinen breiten Peaks für eine Aktivitätsbestimmung auflösen lassen (ich fürchte, das eng benachbarte Tl-208 mit 583,2 keV und 30,5 % Emission aus dem Curit wird stören); hier braucht es schon einen Reinstgermaniumdetektor.

Gruß
Norbert

Bezüglich Überlappung mit dem Tl-208 Peak: Also auf dem eingangs gezeigten Spektrum von Peter kann ich keine signifikante Th-232 Aktivität erkennen. Das scheint mir eine mehr oder weniger reine U Verbindung zu sein 

[NoLi]

Bezüglich Überlappung mit dem Tl-208 Peak: Also auf dem eingangs gezeigten Spektrum von Peter kann ich keine signifikante Th-232 Aktivität erkennen. Das scheint mir eine mehr oder weniger reine U Verbindung zu sein 

Ok, wenn man sich die chemische Zusammensetzung  Pb3[(UO2)4|O4|(OH)3]2·2 H2O  anschaut, dürfte die Tl-208 Linie bei diesem Mineral obsolet sein...

Norbert

[Peter-1]

Hallo Bernd,

InterSpec hat mich nun total verwirrt. Jetzt bekomme ich Fehlermeldungen und vermute, dass ich bei Null beginnen muß. Vielleicht sind auch alle bisherigen Auswertungen damit fehlerhaft 
Bevor ich nicht eine Grundeinstellung finde macht es für mich keinen Sinn damit zu arbeiten. Muß mich jetzt erst mal durchkämpfen.

[opengeiger.de]

Nicht verzweifeln! Hast ne PN.

[Peter-1]

Curit-Test

nach genau 10 Tagen habe ich nun beschlossen den Versuch vorzeitig zu beenden. Ist noch nicht 1 Monat um, aber wenn sich nach dieser Zeit so wenig Veränderung im Spektrum zeigt, dann wird es auch keine umwerfenden Erkenntnisse in weiteren Tagen geben.
Die rote Kurve vom 6.1.2022 , die grüne Kurve vom 16.1.2022. Positiv für mich, dass die Stabilität meiner Meßanordnung recht sauber steht.