ralphi: Gamma-Strahlung

Hi all,
ich wünsche allen NOCH schöne Weihnachten :-)

jetzt such ich schon mehrfach erfolglos, wie man gezählte Pulse eines (Geiger-Müller)- Zählrohrs in eine der gängige Einheit
J/kg,Gray,nSv,REM ..
umrechnet.
Klingt eigentlich einfach - find aber nix.
Kennt sich Jemand aus ?
Viele Grüße aus LA
ralphi

--
"Nicht alles was einfach ist, ist genial, aber alles was genial ist, ist einfach" - Albert E.
  1. Aloha ;)

    ich wünsche allen NOCH schöne Weihnachten :-)

    Dito - zumindest während ich diese Zeile schreibe noch :P

    Kennt sich Jemand aus ?

    Müsste ich eigentlich.

    jetzt such ich schon mehrfach erfolglos, wie man gezählte Pulse eines (Geiger-Müller)- Zählrohrs in eine der gängige Einheit
    J/kg,Gray,nSv,REM ..
    umrechnet.

    Gar nicht, afaik. Zumindest nicht einfach. Ich zitiere Wikipedia:

    Verwendet werden Geiger-Müller-Zählrohre beispielsweise zur Prüfung auf Kontamination und für allgemeine Strahlenschutzzwecke. Information über Strahlenart und -energie lässt sich mit ihnen nur grob gewinnen, indem man Vergleichsmessungen mit verschiedenen zwischen Strahlenquelle und Zählrohr gebrachten Abschirmungen vornimmt.

    Ich hoffe das hilft weiter :D

    Grüße,

    RIDER

    --
    Camping_RIDER a.k.a. Riders Flame a.k.a. Janosch Zoller
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    1. Hi,

      Gar nicht, afaik. Zumindest nicht einfach. Ich zitiere Wikipedia:

      Wie du dir denken kannst,bin ich Wiki und Co schon durch :-|
      Irgendwie müssen die Anderen ja rechnen.
      zb. bei:
      http://www.gis-gr.eu/portal/themen-und-karten/umwelt/radioaktivitaet.html
      wenns hier keiner weiß, frag ich dort mal nach ..
      Meine Messungen (Zählungen;-) kann man hier sehen:
      https://thingspeak.com/channels/207096

      Viele Grüße aus LA
      ralphi

      --
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      1. Aloha ;)

        Gar nicht, afaik. Zumindest nicht einfach. Ich zitiere Wikipedia:

        Wie du dir denken kannst,bin ich Wiki und Co schon durch :-|
        Irgendwie müssen die Anderen ja rechnen.

        Nein, die Anderen rechnen nicht anders, die benutzen schlicht kein Geiger-Müller-Zählrohr, sondern andere Messgeräte, mit denen man die Strahlung exakter und sinnvoller mit weniger Aufwand messen kann. Alternativen an Messgeräten listet der Wikipedia-Artikel ja auf.

        Tatsächlich ist das nicht die ganze Wahrheit. Ich schrub ja, ich müsste das wissen. Das liegt daran, dass ich ein Semester Strahlenmesstechnik inklusive zugehörigem Labor hinter mir habe. Da haben wir tatsächlich auch mal Strahlung mit Geiger-Müller-Zählrohr gemessen - das ist aber (wie der Wikipedia-Artikel ja auch schon sagt) tatsächlich ziemlich aufwändig, weil man dazu Messungen mit vielen verschiedenen Absorber bekannten Materials und bekannter Dicke benötigt (selbstverständlich bei konstanter, gleichbleibender zu messender Strahlung), um dann später die Strahlungsenergie (mit großer Ungenauigkeit) ausrechnen zu können. Kein Spaß, und dafür...

        Meine Messungen (Zählungen;-) kann man hier sehen:
        https://thingspeak.com/channels/207096

        ...reichen deine Messungen nicht. Ergibt mit einem Geiger-Müller-Zählrohr bei schwankender Strahlung auch keinen Sinn, mit verschiedenen Absorbern zu messen. Dein Vorhaben ist also zum Scheitern verurteilt, du wirst mit diesen Werten und dieser Messtechnik nie irgendwelche belastbaren Zahlen für eine Energiemenge bekommen, wenn du mich fragst... Du brauchst dazu schlicht ein anderes Gerät.

        Grüße,

        RIDER

        --
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        1. Hi,
          Um exakte Messungen zu machen, glaub ich dir aufs Wort, dass man Referenzmessungen etc. braucht.

          Mein Grund der Messung ist, dass ich lediglich auch Werte meines Standorts (nähe abgeschaltetem AKW Isar1 ) mitanbieten möchte.
          Nach dem ich schon einige Zeit, aus reiner Neugier so vor mich hin logge, kam der Artikel über TDRM in den News und ZDF heute ein Bericht/vid.
          Nachdem ich gesehen habe, das die mit dem selben Zählrohr 'FHZ 76' + Raspi loggen ( ich bin auf den µC ESP8266 umgestiegen - ist zuverlässiger ;-), dachte ich:
          Hier mach ich mit :-)
          Jetzt denke ich natürlich, das das peinlich ist nur mit Counts/min anzukommen.

          Viele Grüße aus LA
          ralphi

          --
          "Nicht alles was einfach ist, ist genial, aber alles was genial ist, ist einfach" - Albert E.
          1. Aloha ;)

            Nachdem ich gesehen habe, das die mit dem selben Zählrohr 'FHZ 76' + Raspi loggen ( ich bin auf den µC ESP8266 umgestiegen - ist zuverlässiger ;-), dachte ich:
            Hier mach ich mit :-)
            Jetzt denke ich natürlich, das das peinlich ist nur mit Counts/min anzukommen.

            Du hast eventuell eine Chance, indem du konkret beim Hersteller deines Zählrohrs nachschaust, ob es zu genau diesem Zählrohr entsprechende Werte gibt. Ausgeschlossen ist das nicht, da viel am individuellen Zählrohr hängt, es ist also gut möglich, dass es da für bestimmte konkrete Zähler Umrechnungstabellen gibt, die ihrerseits bspw. auf Erfahrungswerten beruhen. So ganz so falsch ist die Idee also nicht, aber es gibt dann wenn-dann einen für dein Zählrohr spezifischen Weg, aber keinen allgemeingültigen wie eine Umrechnungsformel oder so.

            Grüße,

            RIDER

            --
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  2. Hey,

    ich wünsche allen NOCH schöne Weihnachten :-)

    Ebenso!

    jetzt such ich schon mehrfach erfolglos, wie man gezählte Pulse eines (Geiger-Müller)- Zählrohrs in eine der gängige Einheit
    J/kg,Gray,nSv,REM ..
    umrechnet.

    Nach kurzer suche hab ich auch nichts gefunden.

    Klingt eigentlich einfach - find aber nix.
    Kennt sich Jemand aus ?

    1. Nein, aber:

    2. 1 Gy = 1 J/kg -> Dosis = E/m, 1 Puls wird erzeugt (etwas vereinfacht) durch die Entladung eines Ions welches durch die Strahlung geladen wurde. In einem G-M-Zählrohr liegt ein inert Gas bei niedrigem Druck vor, die Ionisierungsenergien bei diesen, liegt zwischen 25 und ~5 eV. Das ist schonmal gut zu wissen denn 1ev = 1.610^-19 J. Nehmen wir also an in dem G-M ist Helium das inert Gas (Ionisierungsenergie ~25eV, m ~ 4u), dies schnell im Kopf umgerechnet macht 410^-18 J und 6.610^-27 kg , und das macht nach Adam Riese 606 MJ/kg. Puh, ganz schön viel. Nun ist das die Strahlungsdosis welches ein Atom abkriegt wenn ein (eigentlich ein 1/10.000 Photon, das Photon hat bei Gammastrahlung eine Quantenenergie von ~200 keV) ein Atom trifft. Wenn wir das gleiche Beispiel mit einem Menschen Rechnen sieht das Ergebnis schon anders aus, (gleiche Energiemenge , m ~ 80kg) = 510^-20 J/kg | Gy.
      Sollte doch passen oder?

    Gruß
    Jo

    P.s. Oh witzig, gerade Gelernt was man tolles mit | anfangen kann. Und gleich noch, dass ich dieses auch Escapen kann.

    1. Hi,

      1. 1 Gy = 1 J/kg -> Dosis = E/m, 1 Puls wird erzeugt (etwas vereinfacht) durch die Entladung eines Ions welches durch die Strahlung geladen wurde. In einem G-M-Zählrohr liegt ein inert Gas bei niedrigem Druck vor, die Ionisierungsenergien bei diesen, liegt zwischen 25 und ~5 eV. Das ist schonmal gut zu wissen denn 1ev = 1.610^-19 J. Nehmen wir also an in dem G-M ist Helium das inert Gas (Ionisierungsenergie ~25eV, m ~ 4u), dies schnell im Kopf umgerechnet macht 410^-18 J und 6.610^-27 kg , und das macht nach Adam Riese 606 MJ/kg. Puh, ganz schön viel. Nun ist das die Strahlungsdosis welches ein Atom abkriegt wenn ein (eigentlich ein 1/10.000 Photon, das Photon hat bei Gammastrahlung eine Quantenenergie von ~200 keV) ein Atom trifft. Wenn wir das gleiche Beispiel mit einem Menschen Rechnen sieht das Ergebnis schon anders aus, (gleiche Energiemenge , m ~ 80kg) = 510^-20 J/kg | Gy.
        Sollte doch passen oder?

      gut gerechnet :-)
      da Lebewesen,aus H2O bestehen,ist die Trefferquote der Photonen eigentlich wesentlich höher als im (Mess-)Gas.
      Demnach müsste doch für jedes Zählrohr einen Umrechnungsfaktor geben?

      Mein Zählrohr FHZ76 hat Halogenfüllung
      Bereich von 0-1 r/h ??

      Viele Grüße aus LA
      ralphi

      --
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    2. Aloha ;)

      1. 1 Gy = 1 J/kg -> Dosis = E/m, 1 Puls wird erzeugt (etwas vereinfacht) durch die Entladung eines Ions welches durch die Strahlung geladen wurde. In einem G-M-Zählrohr liegt ein inert Gas bei niedrigem Druck vor, die Ionisierungsenergien bei diesen, liegt zwischen 25 und ~5 eV. Das ist schonmal gut zu wissen denn 1ev = 1.610^-19 J. Nehmen wir also an in dem G-M ist Helium das inert Gas (Ionisierungsenergie ~25eV, m ~ 4u), dies schnell im Kopf umgerechnet macht 410^-18 J und 6.610^-27 kg , und das macht nach Adam Riese 606 MJ/kg. Puh, ganz schön viel. Nun ist das die Strahlungsdosis welches ein Atom abkriegt wenn ein (eigentlich ein 1/10.000 Photon, das Photon hat bei Gammastrahlung eine Quantenenergie von ~200 keV) ein Atom trifft. Wenn wir das gleiche Beispiel mit einem Menschen Rechnen sieht das Ergebnis schon anders aus, (gleiche Energiemenge , m ~ 80kg) = 510^-20 J/kg | Gy.
        Sollte doch passen oder?

      Vorsicht, vorsicht. So einfach ist die Sache nicht. Du vergisst hier die Eigenschaften des Zählrohrs, die einen massiven Unterschied ausmachen: Es tritt eine nicht unerhebliche Totzeit zwischen den einzelnen Gasentladungen auf, während der x Energieportionen eben keinen Impuls auslösen. Genau deshalb braucht man ja die Referenzmessungen mit verschiedenen Absorbern, nämlich um den Einfluss der Totzeit (und noch zwei-drei andere Dinge) einschätzen und mit einrechnen zu können, und das ist eben nur mit Messungen über viele Absorberdicken und Beurteilung der Veränderung im Messwert überhaupt möglich. Geiger-Müller-Zählrohre sind wirklich vor allem dazu geeignet, zu beurteilen, ob Strahlung vorliegt. Nicht im Besonderen wie viel Strahlung vorliegt.

      Grüße,

      RIDER

      --
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      1. Moin,

        Vorsicht, vorsicht.

        Aber immer! ;)

        So einfach ist die Sache nicht. Du vergisst hier die Eigenschaften des Zählrohrs, die einen massiven Unterschied ausmachen: Es tritt eine nicht unerhebliche Totzeit zwischen den einzelnen Gasentladungen auf,

        Soweit ich mich von gestern noch erinnern kann etwa 100 ms. Und diese entsteht doch dadurch, dass die frei werdenden Elektronen erstmal den ganzen Weg durch das Gas zurücklegen müssen um an der Kathode zu landen, um dann wieder darauf zu warten, das ein Elektron von der Anode kommt um die fehlende Ladung auszugleichen.

        während der x Energieportionen eben keinen Impuls auslösen.

        hm, Moment... nur weil ein Ion sich entlädt heißt das doch nicht, dass sich das nächste nicht laden kann. Und das ein Großteil der Photonen kein Puls auslöst, ist mir auch klar.

        Genau deshalb braucht man ja die Referenzmessungen mit verschiedenen Absorbern, nämlich um den Einfluss der Totzeit (und noch zwei-drei andere Dinge) einschätzen und mit einrechnen zu können, und das ist eben nur mit Messungen über viele Absorberdicken und Beurteilung der Veränderung im Messwert überhaupt möglich.

        Das stimmt.

        Geiger-Müller-Zählrohre sind wirklich vor allem dazu geeignet, zu beurteilen, ob Strahlung vorliegt. Nicht im Besonderen wie viel Strahlung vorliegt.

        jetzt such ich schon mehrfach erfolglos, wie man gezählte Pulse eines (Geiger-Müller)- Zählrohrs in eine der gängige Einheit J/kg,Gray,nSv,REM ... umrechnet.

        Ich habe mich lediglich an der Frage orientiert wie man einen Puls umrechnet, dabei habe ich nicht berechnet wie viel Strahlung vorliegt, sondern die Dosis die ein Ion abkriegt.

        Gruß
        Jo

        1. Aloha ;)

          So einfach ist die Sache nicht. Du vergisst hier die Eigenschaften des Zählrohrs, die einen massiven Unterschied ausmachen: Es tritt eine nicht unerhebliche Totzeit zwischen den einzelnen Gasentladungen auf,

          Soweit ich mich von gestern noch erinnern kann etwa 100 ms. Und diese entsteht doch dadurch, dass die frei werdenden Elektronen erstmal den ganzen Weg durch das Gas zurücklegen müssen um an der Kathode zu landen, um dann wieder darauf zu warten, das ein Elektron von der Anode kommt um die fehlende Ladung auszugleichen.

          Nein, da liegst du falsch - oder wir reden ein wenig aneinander vorbei. Die Totzeit entsteht, weil ein einziges frei gewordenes Elektron durch eine Kettenreaktion die gesamte Gasfüllung zur Entladung bringt. Treten während einer Gasentladung weitere Ionisationen (d.h. neu frei werdende Elektronen) auf, so fallen die unter den Tisch, da die Gasentladung schon im Gange ist. Erst nach Ende des Gasentladungsvorgangs werden wieder neue Impulse registriert. Die gemessenen (gezählten) Impulse sind insbesondere während einer Entladung auch immer gleich groß (weil eben immer die komplette Gasfüllung ionisiert und entladen wird). Ich glaube du sitzt dem Missverständnis auf, dass direkt jedes ionisierte Elektron gemessen wird - das ist aber nicht der Fall. Dazu auch Wikipedia:

          Ab einer bestimmten noch höheren Spannung bewirkt jedes einfallende ionisierende Teilchen eine selbständige Gasentladung, das heißt, auch jedes sekundär freigesetzte Elektron löst, bevor es die Anode erreicht, seinerseits mindestens ein neues Elektron aus. Auch wird Ultraviolettstrahlung erzeugt, die an entfernten Stellen ionisiert, sodass die Entladung sich über das ganze Zählrohr ausbreitet.

          [...]

          Die Stromimpulse sind also von einheitlicher Größe [...]

          Du kannst also mit dem Geiger-Müller-Zähler nur feststellen, wie viel Strahlung(-senergie) eintrifft, wenn die einzelnen Photonen so spärlich eintreffen, dass die Totzeit zwischen dem Eintreffen zweier Photonen sicher verstrichen ist (bei nicht-vernachlässigbarer Strahlung ziemlich unwahrscheinlich). Deshalb auch die Absorber: durch einen genügend dicken Absorber treffen irgendwann nur noch so wenig Photonen ein, dass eine Messung mit dem Geiger-Müller-Zähler sinnvoll ist (weil wenig bis keine Photonen durch die Totzeit unerfasst bleiben) und dann kannst du von diesem Ergebnis aus anhand der Absorberdicke wieder hochrechnen zu deiner ursprünglichen Strahlung...

          Grüße,

          RIDER

          --
          Camping_RIDER a.k.a. Riders Flame a.k.a. Janosch Zoller
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          1. Hey,

            Nein, da liegst du falsch - oder wir reden ein wenig aneinander vorbei. Die Totzeit entsteht, weil ein einziges frei gewordenes Elektron durch eine Kettenreaktion die gesamte Gasfüllung zur Entladung bringt. Treten während einer Gasentladung weitere Ionisationen (d.h. neu frei werdende Elektronen) auf, so fallen die unter den Tisch, da die Gasentladung schon im Gange ist. Erst nach Ende des Gasentladungsvorgangs werden wieder neue Impulse registriert. Die gemessenen (gezählten) Impulse sind insbesondere während einer Entladung auch immer gleich groß (weil eben immer die komplette Gasfüllung ionisiert und entladen wird). Ich glaube du sitzt dem Missverständnis auf, dass direkt jedes ionisierte Elektron gemessen wird - das ist aber nicht der Fall.

            Achso, nein das war mir nicht bewusst, Danke für die Erklärung.

            Gruß
            Jo

          2. Hi all,

            Nein, da liegst du falsch - oder wir reden ein wenig aneinander vorbei. Die Totzeit entsteht, weil ein einziges frei gewordenes Elektron durch eine Kettenreaktion die gesamte Gasfüllung zur Entladung bringt...

            So ganz verstanden hab ich das nicht.
            Da ich die Bewegung der Teilchen in Abhängigkeit des Verlaufs des elektrischen Feldes sehe (höher als andere Einflüsse),
            ist mir die vollständige Ladung aller Moleküle des Gases nicht schlüssig.

            Ich hab jetzt tatsächlich Werte zum Zählrohr gefunden:
            https://apollo.open-resource.org/lab:pigi:common-geiger-tube-parameter
            tube_rate_factor = 0.00233
            und aus der Software:
            https://github.com/apollo-ng/PiGI/blob/master/software/conf/default.cfg
            tube_dead_time = 0.000150

            Was ich noch nicht aus dem Python-Code habe ist, was ich mit dem GM-Rohr-Faktor rechne - mSv ??
            Die Totzeiten (denk ich) zieh ich von der Messzeit ab!?

            Den Link fürs (einzig gefundene) Datenblatt des Rohrs:
            http://www.helmut-singer.de/stock/225.html

            Viele Grüße aus LA
            ralphi

            --
            "Nicht alles was einfach ist, ist genial, aber alles was genial ist, ist einfach" - Albert E.
            1. Hallo ralphi,

              Nein, da liegst du falsch - oder wir reden ein wenig aneinander vorbei. Die Totzeit entsteht, weil ein einziges frei gewordenes Elektron durch eine Kettenreaktion die gesamte Gasfüllung zur Entladung bringt...

              So ganz verstanden hab ich das nicht.
              Da ich die Bewegung der Teilchen in Abhängigkeit des Verlaufs des elektrischen Feldes sehe (höher als andere Einflüsse),
              ist mir die vollständige Ladung aller Moleküle des Gases nicht schlüssig.

              Ein Photon löst durch Herauslösen eines Elektrons eine Kettenreaktion aus. Die Kettenreaktion wird gezählt. Während diese läuft, lösen andere Photonen möglicherweise auch Elektronen heraus. Diese können aber nicht gezählt werden, weil sie eben keine neue Kettenreaktion auslösen können, weil ja noch eine am laufen ist.

              PS: Warum machst du so komische Zeilenumbrüche?

              Bis demnächst
              Matthias

              --
              Dieses Forum nutzt Markdown. Im Wiki erhalten Sie Hilfe bei der Formatierung Ihrer Beiträge.
              1. Hi,

                Ein Photon löst durch Herauslösen eines Elektrons eine Kettenreaktion aus. Die Kettenreaktion wird gezählt. Während diese läuft, lösen andere Photonen möglicherweise auch Elektronen heraus. Diese können aber nicht gezählt werden, weil sie eben keine neue Kettenreaktion auslösen können, weil ja noch eine am laufen ist.

                klar - das macht Sinn.

                PS: Warum machst du so komische Zeilenumbrüche?

                ein Abbild meiner Gedanken (abgehackt) ;-)

                Viele Grüße aus LA
                ralphi

                --
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