STEP SM 5D

[NoLi]

@DG0MG  Kann dein SM 5D auch CPS auswählen wie das SM 8D? Dann würde die beschriebene Bewertung "Messwert = Anzeige x Kalibrierfaktor" Sinn machen, wenn man die verschiedenen, zum jeweiligen Radionuklid passenden Kalibrierfaktoren aus dem Kalibrierschein auswählen kann.

Zitat aus dem Handbuch des SM 8D:
"Technische Merkmale:
- Einfache Bedienung, leicht, handlich und robust
- Nicht energie-kompensiertes Endfenster- Zählrohr
- Mikrocontroller mit grafischer Anzeige und Hintergrundbeleuchtung
- Messung der Dosisleistung und Dosis (μSv/h / μSv, cps / imp, Bq/cm²)
- Anzeige letzter gemessener Maximalwert der Dosisleistung in [μSv/h]
- Großer Energiebereich für Photonen (10 keV ... 1.3 MeV)
- Qualitativer Nachweis von Alpha- und Betaaktivitäten
- Flächenaktivitätsbestimmung
- Akustischer Impulsnachweis
- Signalisierung Zählrohrüberlauf
- Trendanzeige
- Verschiedene Alarm- Grenzwerte für Dosisleistung in [μSv/h] einstellbar
- Akustischer Alarm bei Überschreitung Alarm- Grenzwert
- USB-Schnittstelle mit Auswertesoftware (optional)

Norbert

[DG0MG]

Kann dein SM 5D auch CPS auswählen wie das SM 8D

Nein!
Nach dem Einschalten hat man nur die Wahl zwischen Dosisleistung in µSv/h (Lautsprecher-Taste drücken) und Flächenaktivität in Bq/cm² (Mittelungstaste drücken). Die gewählte Betriebsart bleibt dann bis zum Ausschalten bestehen. Das stimmt mit der aufgedruckten Beschriftung unter dem Display überein.

Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.

[DG0MG]

Auch auf dem Typenschild auf der Geräterückseite ist von 2 verschiedenen Korrekturfaktoren (abhängig von Alpha oder Beta) die Rede:

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Es kann natürlich sein, dass diese beiden Faktoren auf einem gerätebezogenen Kalibrierzertifikat standen, das ich nicht habe.

[DG0MG]

Neue Theorie:
Der angezeigte Wert in Bq/cm² ist die Impulsrate in cps verrechnet mit der wirksamen Messfläche. Die wirksame Messfläche ist nicht die komplette Fläche des Glimmerfensters, sondern durch das Schutzgitter kleiner. Um wieviel?

Dazu habe ich das Schutzgitter wieder ausgebaut und gescannt:

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Es ist feinmaschiger, als beim RadEye B20, durch die Stege wird also mehr abgedeckt, als bei diesem.
Aus diesem Bild wird innerhalb der Kreisfläche ein quadratisches Stück ausgeschnitten und mit der Photoshop-Funktion "Schwellenwert" auf nur noch Schwarz und weiß reduziert:

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Mit der Funktion "Histogramm" kann man dann die Anzahl der schwarzen und weißen Pixel zählen, wenn man jeweils den linken oder rechten Teil der Palette markiert, hier der rechte Teil, also die weißen Pixel:

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Wir haben also 1718337 weiße und 828879 schwarze Pixel. Zusammen sind das 2547216 Pixel und 100% Fläche. Der Anteil der weißen Pixel und damit der wirksamen Messfläche beträgt 1718337 / 2547216 * 100 = 67,5 %. Abgedeckt werden 828879 / 2547216 * 100 = 32,5 % - ganz schön viel, denkt man gar nicht.

Laut technischen Daten des LND7317 ist der effektive Durchmesser des Glimmer-Fensters 44.5 mm - macht eine Fläche von 15,55 cm².

Davon sind aber ~32.5% abgedeckt und tragen nicht zum cps-Wert bei. Ich müsste also den rohen cps-Wert mit 1/0,675 multiplizieren, um auf den cps-Wert zu kommen, den man ohne das Gitter hätte. Und dann durch die 15,55 cm² Zählrohrfläche teilen um auf "Messflächenkorrigierte cps/cm²" zu kommen. Kann mir jemand folgen?

Also:
Anzeige [Bq/cm²] = cps * 1/0,675 / 15,55 cm²
Anzeige [Bq/cm²] = cps * 1,481 / 15,55 cm²
Anzeige [Bq/cm²] = cps * 0,0953 cm².

Das ist zumindest ein "fest eingestellter" Faktor, der so oder ähnlich im Gerät drin sein könnte und damit wären cps/cm² als Einheit (wie oben vermutet) auch falsch.

[NoLi]

...
Anzeige [Bq/cm²] = cps * 0,0953 cm².
...

Wenn ich dies richtig sehe, entspricht dies 1 cps = 0,0953 cps/cm²...

Norbert

[NoLi]

Öhh, hier mal die Bedienungsanleitung vom April 2009:

https://www.warensortiment.de/bedienung/ba-alpha-beta-gamma-radiometer-sm-5-d.pdf

Diese Frühversion hatte noch ein kleineres Endfensterzählrohr (siehe Seite 3). Aber die gleichen Kalibrierfaktoren für Am-241 und Sr-90 wie der Nachfolger mit größerem Zählrohr.

Es kristallisiert sich immer mehr heraus, dass tatsächlich der Anzeigewert händisch mit einem Kalibrierfaktor multipliziert werden muß, um die tatsächlichen oder angenäherten Bq/cm² zu bekommen.
Für Betastrahlung wäre dies laut Handbuch ja der allgemeine Faktor 2, bezogen auf Sr-90/Y-90. Dieser wurde bestimmt mit der Summenaktivität, also Sr-90 + Y-90,  ermittelt, weil die beiden Aktivitäten im Gleichgewicht sind.

Bei deiner Pottaschemessreihe kam als Anzeige rund 0,9 Bq/cm² raus, was in echt, laut Handbuch, 0,9 Bq/cm² x 2 = 1,8 Bq/cm² entsprechen würde. Allerdings stellt dies eine Überbewertung des tatsächlichen Betawertes des Tütchens (1,2 Bq/cm²) dar, weil die Beta-max. Energie von Kalium-40 zu 89,54 % aus 1311 keV besteht im Vergleich zu Sr-90 (546 keV) und Y-90 (2276 keV); hier bewirkt die höhere Energie des Y-90, immerhin fast genau 1000 keV mehr, eine bessere Efficiency, deren Kalibrierfaktor kleiner als 2 ist, wenn man das Y-90 als Einzelnuklid betrachtet. Für einen genaueren Wert der Pottasche in Bq/cm² bräuchte man jetzt die anderen Kalibrierfaktoren aus dem Kalibrierschein.
Aber diese Überbewertung stellt kein (gravierendes) Manko dar, sondern ist im Strahlenschutz eine übliche Methode bei der Kontaminationsbestimmung unbekannter Radionuklide/Radionuklidgemische, um damit im Sinne des Strahlenschutzes "auf der sicheren Seite" zu liegen.

Norbert

[DG0MG]

Wenn ich dies richtig sehe, entspricht dies 1 cps = 0,0953 cps/cm²...

Ja, oder umgekehrt: 10,5 cps = 1 Bq/cm².

Das müsste man jetzt nochmal irgendwie verifizieren.

[NoLi]

...
Ja, oder umgekehrt: 10,5 cps = 1 Bq/cm².

Das müsste man jetzt nochmal irgendwie verifizieren.

Und dazu müsste das Gerät CPS anzeigen können, und es bräuchte zumindest einen Sr-90 Strahler, besser gleich einige verschiedene zertifizierte Standard-Flächenprüfstrahler unterschiedlicher Energien und mit bekannten Bq und Strahlerflächen (= Bq/cm²), z.B. von Eckert & Ziegler
https://www.ezag.com/fileadmin/user_upload/isotopes/isotopes/Isotrak/isotrak-pdf/Product_literature/EZIPL/EZIP_catalogue_reference_and_calibration_sources.pdf  (Seite 60 - 65).

oder diese:
https://www.ezag.com/de/produkte/isotope-products/isotrak-calibration-sources/reference-sources/wide-large-area-sources/

Oder eben das Kalibierzertifikat. Oder zumindest die Angaben darin.

Norbert

[NoLi]

Ja, oder umgekehrt: 10,5 cps = 1 Bq/cm².
...

Das RadEye-B20 mit gleichem Zählrohr und Schutzgitter bringt mit dieser Müller`s Pottasche (1,2 Bq/cm²) ca. 8 - 9 CPS.

Der S.E.International INSPECTOR, ebenfalls gleiches Zählrohr und Schutzgitter, zeigt bei der Müller`s Pottasche 9 CPS (eben nochmals getestet).

Norbert

[NoLi]

Für den S.E.International RANGER, auch gleiches Zählrohr und Schutzgitter, sind folgende Beta-Wirkungsgrade (Efficiencies) im Handbuch angegeben:
(die ß-Energieangaben sind die ß-max. Energien)

C-14:  0,0291 (2,91 %) ; 0,156 MeV
S-35:  0,0317 (3,17 %) ; 0,167 MeV
Cs-137: 0,2078 (20,78 %); 0,512 MeV
P-32:  0,2200 (22,00 %); 1,71  MeV
Sr/Y-90: 0,2274 (22,74 %); 0,546/2,276 MeV
J-131:  0,066  (6,6 %)  ; 0,971 MeV
Co-60:  0,140  (14,0 %) ; 0,300 MeV

K-40:  0,17 (17 %)  ;  1.311 MeV *)

*) Für K-40 Efficiency-Bestimmung mit unseren Schüler-Labor Mekruphy Experimentierkästen (mit dem RANGER) hatte ich nach Prof. Philipsborn mal Prüfstrahler mit jeweils 0,91 g KCl = 15 Bq  angefertigt.
Die ß-Efficiency für K-40 beträgt 0,17 (17 %) ; 1,311 MeV

Ich denke, diese Efficiency-Werte kann man auch für das SM 5D ansetzen.

Wenn man die Efficiency-Werte zwischen Sr-90 und K-40 ansieht, erkennt man, dass der K-40 Wert 25 % niedriger liegt als der Sr-90 Wert. Da die Pottasche-Messreihe von @DG0MG als Anzeigewert 0,9 Bq/cm² zeigte, verrechnet mit dem Sr-90 "Kalibrierfaktor kß x2" dann 1,8 Bq/cm² ergab, muß dieses Ergebnis für K-40 um 25 % nach unten bewertet werden...dies ergibt dann eine Oberflächenaktivität von 1,8 - 0,45 = 1,35 Bq/cm², was dem SOLL-Wert von 1,2 Bq/cm² nahe kommt.

Norbert