RadiaCode-101 (радиакод-101, RadiaCode-102, RadiaCode-103)

[Flipflop]

RC 102

Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.

RC 103

Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.

RC 103G

Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.

[opengeiger.de]

So, nach 24h ist nun die Messung von 500g Hirschrabenerde in Marinelli-Geometrie mit dem RC-103 so weit fortgeschritten, dass auch der 662keV Peak vollständig orange ist, obwohl in der Summe nur 84.4nSv/h Dosisleistung vom Gerät registriert werden. Das sieht also schon etwas besser aus, als beim vorigen RC-102. Im Bin des Maximums des Cs137 Photopeaks haben wir dann 676 Counts in 24h. Aber da ist eben die Detektoreffizienz schon nicht mehr so gut, das wissen wir ja. Das Spektrum kommt dann so raus (mit Amplif = 0):

Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.

Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.

Man sieht also auch der RC-103 kommt mit der Hirschgrabenerde, wo sich Cs137 und Am241 nebeneinander tummeln, doch ziemlich in Schwierigkeiten, das getrennt aufzulösen.

Da sehen wir jetzt also links des 662keV Peaks das Compton-Tal, wo die Counts kräftig runtergehen, dann kommt die Compton-Kante bei 447keV wo es wieder hochgeht, und dann kommt ein Absatz von dem es wieder bis zu etwas hochgeht was aussieht wie ein Peak. Dieses Maximum kommt hier bei 200keV raus. Theoretisch liegt es bei 184keV, das ist der Rückstreupeak zur Cäsium-Linie bei 662keV. Dieses parabelförmige Ansteigen bis vor den Rückstreupeak müsste eigentlich einigermaßen flach verlaufen, das ist nämlich das ,,Compton-Plateau". Daran sieht man jetzt einmal, dass die Comptonstreuung gewaltig ist (der Absatz nach der Comptonkante, da sind wir auf 433counts in 24h). Zum zweiten sehen wir, dass die Detektoreffizienzkurve dieses Plateau gewaltig nach oben biegt, je weiter die Energie abnimmt, bis vor dem Rückstreupeak bei 200keV, da sind wir dann schon bei 1.44k Counts in 24h.

Dann kommt nochmal ein kleiner Wackler, bis der XRF Peak kommt, der sich mit dem Am241 bei 59keV zu einem breiten Peak mischt. Die Xrays, die drin enthalten sind, sind die des Blei um die 75keV rum, weil ich die Messung in der Bleiburg gemacht habe und keine Kupferauskleidung habe, und auf der linken Flanke dann der 59keV Peak des Am241, der hier mit rein schmilzt, was man jetzt an dem flachen Dach des Peaks erkennen kann.   

Ja und dann geht's nochmal runter bevor jetzt wieder ein schmaler Doppelpeak kommt, der auch nichtaufgelöst wird. Da liegen jetzt nämlich zuerst zwei Cs137 Linien drin, bei 32und 36keV, und dann deutlich schwächer die Am241 Linie bei 26keV und die kann sich nicht absetzen von der Cs137 XRF.

Ja schade, aber ich denk als Funktionskontrolle eines RC-10X bei niedrigen Energien ist die Hirschgrabenerde auch sehr gut geeignet, wenn auch die Peaks nicht ganz wie im Bilderbuch rauskommen. Dafür, dass man die Erde ganz für Umme bekommt, sogar mit amtlichem Segen, ist das doch schon mal was! Einem geschenkten Gaul schaut man schließlich nicht ins Maul.   

Das Interspec-Spektrum davon hänge ich unten noch an, da sieht man schön wo die Linien liegen müssten (Cs137 türkis, Am241 magenta, Blei XRF grün).

[Oliver]

Ich habe mit meinem RC-102 jetzt auch mal versucht, Betalights zu messen. Ich hätte wirklich nicht gedacht, dass er in diesem Energiebereich so empfindlich ist. Mit einem Geigerzähler habe ich es noch nicht geschafft, die Bremsstrahlung nachzuweisen. Das Spektrum ist in wenigen Minuten aufgenommen worden.
Vielleicht sollte ich mir auch mal den 103 anschaffen...

[opengeiger.de]

Mal eine kurze Zwischenfage: gibts den Amplif.: Schieber unterm Spektrum in der Version 1.61.02 nicht mehr?

Im Spektrum von @Oliver sehe ich ihn nicht mehr.


Das wär ja traurig! Da könnt man ja nicht mal mehr damit das Spektrum etwas entzerren. 

[DL3HRT]

Doch, den gibt es noch:
Spectrum Settings -> Show amplification slider

Vermutlich ist er nach dem Update deaktiviert.

[opengeiger.de]

Lutetium-Oxid (Lu2O3) ist ja auch immer eine gute Funktionsprüfung eines Neugeräts. Ich habe mal für 9 Stunden ein Spektrum mit meinem neuen RC-103 aufgenommen:

Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.

Was man neben den Linien bei 55 (XRF), 203 und 307keV zusätzlich sehr schön sieht, ist die kleine Linie bei 88keV. Aber woher vorne der Peak bei 25keV koommt, das konnte ich noch nicht klären. Aber in der Spectrum Isotopes Library ist er auch zu sehen, nur nicht ganz so ausgeprägt https://www.radiacode.com/isotope/lu-176

Laut https://gammaray.inl.gov/SiteAssets/catalogs/nai/pdf/lu176m.pdf scheint es aber einen Escape Peak vor den 55keV zu geben.
Auch der Theremino nennt ihn: https://www.theremino.com/wp-content/uploads/files/GammaSpec_ENG.pdf
Aber wie der genau zustande kommt  .

Hat jemand eine Idee?

[opengeiger.de]

Mal ne dumme Frage, könnte denn eine primäre Strahlung am Cs im Detektor-Kristall des Radiacode eine XRF bei 26keV induzieren???

PS: Die gleiche Frage gilt natürlich auch fürs Iod im CsI-Kristall. Kalpha vom Iod liegt bei 29keV, auch das könnt noch passen. Beim NaI Kristall  könnte der Peak eigentlich nur vom Iod kommen.

[opengeiger.de]

Der Peak, der im Lu2O3 Spektrum bei meinem RC-103 bei 26keV rauskommt könnte auch ein "X-Ray Escape Peak" sein, also im Gegensatz zum Gamma Escape Peak. Unten mal die Erklärung von Sandia Labs wie man die Intensität ausrechnet  .

Die Energie wäre dann die Lu176 Xray als Quelle abzüglich der Cs oder Iod Kalpha Linie, also grob 55-30keV = 25keV, wenn ich einen der Experten richtig verstanden habe. Das könnte dann passen, auch zur Bezeichnung Escape in den zitierten NaI-Spektren beim Iod.     

[opengeiger.de]

Zu Ehren von Herrn Prof. Henning von Philipsborn, habe ich hier jetzt noch eine Messung von Th-Sand aus Tittling/Bayern, den er "gewaschen" hat, mit meinem neuen RC-103 gemacht. Es kommt jeder erwartete Peak sauber raus. Und entzerrt sieht das Spektrum richtig gut aus und es poppt das eine oder andere Kleine hoch was vorher im Rauschen verborgen war, z.B.die Linie des Bi212 bei 727keV oder die des Ac228 bei 129keV.

Der Messaufbau wieder mit 8mm Plexiklas und Kupferkappe, diesmal aber liegt  der RC-103 "auf dem Rücken" und die Probe ist über dem "+" auf der Geräterückseite positioniert.

[anon_226]

X-ray fluorescence of caesium and iodine in a CsI(Tl) crystal will have an energy of 30keV. In most measurements you will not see it because of the small volume of the crystal. The sensitivity of instruments 102 and 103 is such that they can see even X-ray fluorescence from tritium tubes up to 18 keV, so the 26 keV peak from americium-241 will be clearly visible. It should be noted that there is not just one peak, but many more X-ray peaks from americium, and the overall view of the 26 keV peak will look like there is still a hump to the left of it. The 103g scintillator has a different energy curve and a different time of illumination, so we claim a large threshold at low energies. It is also worth noting that the GAGG HR crystals we use have some lanthanide additives, which causes an X-ray peak at 28-34keV, making it difficult to study this range. However, I have seen images that 103g also sees tritium from flasks, which makes it think that the low energy range can also be explored with it.

[opengeiger.de]

@anon_226 Thank you for this comment! It makes sense!

Did you see some impact on the Xray sensitivity or XRF from the special grid you use inside the housing for EMI protection? It seems to give the device at least a directional dependency.

[Radiacode-101]

@anon_226 Thank you for this comment! It makes sense!

Did you see some impact on the Xray sensitivity or XRF from the special grid you use inside the housing for EMI protection? It seems to give the device at least a directional dependency.

This grid was only in the 101 model

[opengeiger.de]

Was ich jetzt noch gerne bei meinem neuen RC-103 charakterisieren würde, ist die Compton-Streuung. Ich habe die klassische Messung beim Cs137 gemacht und sie mit der Spektrum Isotopes Library von Radiacode verglichen. So grob passt das, allerdings lief die Messung in der Library nicht lange, möglicherweise weil die eine vielstärkere Quelle verwendet haben, die bei uns unzulässig wäre. Ich habe jetzt mit meiner historischen Spark Gap Röhre gemessen. Das ging gerade noch so ohne Blei, aber ich wollte halt auch den 32keV Peak ohne Störungen sehen. Aber diese kleine Röhre mit einem Klecks Cs auf der Glaswand bringt es mittlerweile nur noch auf ca. 0.3uSv/h Gamma im Kontakt. Dennoch, man sieht den Photopeak und die Compton-Streuung gut. Man kann nun daraus das Verhältnis bilden. Die Compton-Kante liegt bei 477keV und wenn ich mir die Count-Rate da im Verhältnis zu der Count-Rate im Maximum des Photopeaks anschaue, dann ist das ziemlich genau das Verhältnis 1:2. Oder anders rum gesagt, das Niveau des Compton-Rauschen ist die Hälfte von dem was man an Counts pro Bin im Photopeak-Maximum bekommt. Das Dumme ist nur, dass ja das Compton-Kontinuum streng genommen bis Null reicht. Wir haben also viel mehr vom Cäsium halb gefüllte Bins im Kontinuum als im Photopeak. Wenn man nun eine dosimetrische Messung machen will, muss man also auch die counts werten, die im Kontinuum liegen was viel mehr ist, also was im Photopeak liegt. Aber irgendwie bekommt Radiacode das ganz gut hin. Also auch ein bisschen mit KI (was bekanntlich die moderne Abkürzung für black magic ist).  Ich hänge mal einige Grafiken von der Spark Gap Messung an.

Jetzt aber versuche ich das Ganze noch mal mit Pottasche. Da müsste der Compton-Effekt dann noch krasser sein. Aber da brauche ich das Blei, weil die Detektor-Effizienz bei 1460keV einfach zu schlecht ist. Deswegen habe ich nun 10 Päckchen Pottasche aufeinander geschichtet, 8mm Plexiglas drauf, dadrauf den Radicode fixiert und das ganze in eine kleine Bleiburg geschoben. Ich rechnen nun damit, dass die Compton-Streuung pro Bin an der Kante da jetzt so hoch ist wie der Photopeak selbst, aber das wird wenigstens einen Tag Messzeit kosten, bist der Kalium Peak statistisch sicher und orange eingefärbt ist. Der Aufbau sieht so aus:

Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.

Jetzt wärs natürlich super, wenn so eine Messung auch noch jemand mit dem RC-103g mit GAGG Kristall machen würde. Dieses Szintillationsmaterial wird eine höhere Dichte haben und müsste weniger Compton-Effekt haben. Auch eine Messung mit einem Raysid wäre im Vergleich natürlich super! 

[opengeiger.de]

Ich habe jetzt 24h den Messaufbau mit ca. 230g Pottasche in Tütchen und dem Plexiglas Betablocker in der Bleiburg vermessen. Das Ergebnis kommt ähnlich raus wie beim RC-101, allerdings kann man erkennen, dass der Photopeak beim RC-103 schmaler und etwas höher rauskommt als beim RC-101. Der Photopeak erreicht nun im Mamximum die Höhe der Comptonstreuung hinter der Comptonkante. Im Vergleich zum Cs137, wo das Verhältnis zwischen Comptonstreuung und Photopeak noch 1:2 war, sieht man jetzt beim Verhältnis 1:1, dass die Comptonstreuung mit höherer Energie zunimmt. Das war zu erwarten, weil die Wechselwirkungswahrscheinlichkeit bei dem alle Energie abgegeben werden kann (notfalls auch mit Mehrfachstreuungen) in dem kleinen Kristall mit der Energie deutlich abnimmt.

Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.

Der Theorie nach aber müsste das Comptonplateau einigermaßen flach sein. Der zweite Effekt des Kristalls ist jedoch, dass die Detektoreffizients das Compton-Kontinuum zusätzlich noch kräftig verzerrt. Das heißt im Bereich der niederen Energien bildet das Kontinuum so in etwa auch die Detektoreffizienz ab. Bei 77keV sieht man dann allerdings die XRF des Bleis. Ich wollt nun wissen, was passiert, wenn ich das Spektrum durch die RC-102 Detektoreffizienz dividiere. Dort wo das Kontinuum die Detektoreffizienz abbildet, müsste ja was Konstantes rauskommen.

Aber leider ist das nicht ganz so wie gedacht. Wenn ich also mein Enzerrungs-Progrämmchen drüberlaufen lasse, sieht man, dass der Photopeak gegenüber der Comptonstreuung wieder zunimmt. Das leuchtet ein, da ja die DRF gegen die hohen Energien exponentiell abnimmt. Aber was man dann noch sieht ist, dass die Comptonstreuung in Richtung 300keV wieder abnimmt. Das bleibt auf dem tieferen Niveau bis zum 77keV XRF-Peak des Bleis. Und dann taucht aber noch ein Peak auf so etwa um 20keV. Könnte das wieder die XRF des Kristallmaterials sein also vom Jod oder Cäsium?   

Dann dachte ich, ich schau mir doch mal den Background ohne die Pottasche in der Bleiabschirmung an. Und siehe da, ich sehe auch eine Blei XRF und den Peak bei 20keV. How come?

Ich habe nun folgende Vermutung: Zu höheren Energien hin wird die Abschirmung ja ,,undichter". Man sieht zum Beispiel auch ein wenig das Kalium, vermutlich von den Mauern des Ziegelhauses. Bei niederen Energien ist die Bleiabschirmung dagegen recht dicht. Daher sehe ich das, was im Innern der Bleiburg passiert besser. Wenn also nun höhere Energien, die noch durchkommen eine XRF auslösen, im Blei oder im Kristallmaterial oder die Blei-XRF eine XRF im Kristallmaterial, dann wird das deutlich weniger vom Background außerhalb der Abschirmung überlagert, deswegen sieht man das nun besser.

Ist das eine logische Erklärung? Allerdings mit dem RC-101 sehe ich den Effekt allerdings nicht. Ob das an der fehlenden Auflösung liegt? Der Peak des RC-103 bei 20keV im Background ist nur etwa 5-6 Bins breit. Vielleicht kann das jemand mit einem RC-103 in vergleichbarer Form auch mal austesten. Möglicherweise ist es ein Artefakt speziell beim RC-103 oder aber speziell bei meinem Gerät.

Man kann nun diesen Background von der Pottasche-Messung abziehen. Dann verschwindet der Peak bei 20keV. Der 77keV Peak wird aber stärker. Also das Kalium-40 in der Pottasche scheint den 20keV-Peak nicht zu verstärken. Das ist etwas seltsam. Von daher ist die obige Erklärung nicht so ganz schlüssig. Auf jeden Fall spielen sich ganz unten im Energiebereich leicht Dinge ab, die schwer zu erklären sind.

Unten die Detailgrafiken.

[opengeiger.de]

Ich habe freundlicherweise Daten von einer schönen vergleichbaren Pottasche-Messung von @DL3HRT mit dem KC761B erhalten. Der KC761B hat einen 10x10mm CsI Kristall, der aber 25mm tief ist und damit in dieser Strahlungs-Richtung eine bessere Effizienz hat. Anbei ein direkter Vergleich mit meinem RC-103 mit Hilfe von Interspec. Das Verhältnis von Comptonstreuung zu Photopeak scheint aber dasselbe zu sein. Sehr interessant!
Vielen Dank für die Daten!