radioaktive Röhren

[DL3HRT]

Auf der HAM-Radio Messe in Friedrichshafen konnte ich einen funktionierenden Oszillator mit der RD2Md bestaunen. Er wurde von Thomas Rapp gebaut.

Fotos findet ihr hier: https://www.geigerzaehlerforum.de/index.php/topic,3233.msg42298.html#msg42298

[Lennart]

Abstimmbare TR-Röhre "OMNI WAVE JAN-6322" (BL-25)

Der Nachweis von Co-60 in alten Röhren hat sich zu meiner Lebensaufgabe entwickelt 

Besonders problematisch ist dabei die große Ungewissheit, weil häufig wichtige Eckdaten fehlen. So fragt man sich bei einer fehlenden Kennzeichnung, ob wirklich jemals Co-60 enthalten war. Wie hoch war die Aktivität? Wann wurde die Röhre produziert? Wann wurde die Aktivität bestimmt?

Mir ist es gelungen, zwei Exemplare zu ergattern, die sämtliche Fragen beantworten.

Bei der JAN-6322 handelt es sich um eine abstimmbare Sperrröhre aus dem Radarbereich, die im Sende-Empfangs-Umschalter (Duplexer) genutzt wird, um den Empfänger – durch einen Kurzschluss – vor der ausgehenden Sendeleistung zu schützen. Das Modell 6322 wurde hauptsächlich von BOMAC, Varian, Thomson-CSF und METCOM produziert. Vom Aufbau her ähnliche Modelle sind z.B. 1B27, 10TN53, SA-38, TH3322, usw.

Die vorliegenden zwei Exemplare hat man im Juli 1981 und März 1982 verpackt, was die Frage teilweise beantwortet, bis wann man Co-60 in militärischen Sperrröhren eingesetzt hat: mindestens bis Anfang der 80er Jahre. Das ergibt sicherlich Sinn, weil ältere Radaranlagen teilweise noch im Einsatz waren und man dazugehörige Ersatzteile weiterproduziert hat.

Nun hat man das Co-60 nicht taufrisch für jede Röhre im Reaktor gewonnen, die entsprechenden Quellen sind also nahezu immer älter, als die Röhren selbst. In diesem Beispiel hat man beide Quellen im Februar 1977 hergestellt, wobei die Startaktivität jeweils 0,09 Mikrocurie (3,33 kBq) betrug. Das ist ziemlich wenig, weil in den USA die damalige Freigrenze für die Röhrenherstellung bei max. 1 Mikrocurie (37 kBq) an Co-60 lag. Die aktuelle Freigrenze in Deutschland beträgt astronomische 100 kBq, wobei man beide Werte nicht vergleichen kann. Die Auflage für Röhrenhersteller ergibt schon Sinn, man stelle sich mal 1000 dieser Röhren in einem Lagerraum vor...

Wir können die Restaktivität also ziemlich genau auf (gerundet) 5 Bq je Röhre bestimmen, was für beide Röhren 10 Bq bedeutet. Das ist sehr wenig, aber zumindest haben wir so die Möglichkeit, die Nachweisgrenze auszuloten. Wenn der RadiaCode-110 nichts davon sieht, selbst bei einer Messung über mehrere Tage in der Bleiburg, dann ist das Gerät einfach nicht geeignet und am Limit angekommen. Immerhin entspricht 1 Bq Co-60 2 Photonen pro Sekunde, was aber der grottigen Interaktionswahrscheinlichkeit zwischen der hochenergetischen Strahlung und dem Detektor gegenübersteht. Nicht zu vergessen, dass der Detektor immer nur einen Bruchteil der tatsächlichen Aktivität sehen kann und die Röhrenbauform für eine zusätzliche Distanz sorgt, die absolut nicht förderlich ist.

Tatsächlich war es über einen Zeitraum von 75 h möglich, die beiden Peaks in der Bleiburg sichtbar zu machen. Kürzlich hatte ich dankenswerterweise die Möglichkeit, mit dem RadiaCode-110 ein einstündiges Referenzspektrum (abseits der Bleiburg) aufzuzeichnen, welches als "Hintergrund" grün dargestellt ist.

[exicator]

Guten Abend Lennart,
Und auch guten Abend in gesamte Forum!
... gut, eine schöne Nachweisgrenze und das mit einem recht kleinen Detektorvolumen, guter Messplatz.
Hatte 2022 auch ein paar JAN-CBNQ-5863 / BOMAC messen können und bin auch nur auf ein paar Bq Co-60 Restaktivität gekommen ...
Viele Grüsse aus Berlin und immer etwas Aktivität auf dem Detektor!
Ralf

[Lennart]

General Electric Company "SC3/350" Spannungsstabilisator

Die britische General Electric Company "G.E.C." hat nichts mit der US-Firma "General Electric" zu tun. Bei dem Modell SC3/350 handelt es sich um eine Korona-Stabilisatorröhre für eine Spannung von 350 V. Produktions- bzw. Verpackungsdatum ist Dezember 1966. Mit dem Geigerzähler misst man gar nichts, im Spektrum zeigt sich jedoch Th-232. Das Spektrum ist mit dem SPRD-GN aufgezeichnet worden. Die Zählrate liegt bei gewaltigen 1,19 CPS - 0,36 CPS = 0,83 CPS netto. Messdauer waren 65k s.

[Lennart]

Guten Abend Lennart,
Und auch guten Abend in gesamte Forum!
... gut, eine schöne Nachweisgrenze und das mit einem recht kleinen Detektorvolumen, guter Messplatz.
Hatte 2022 auch ein paar JAN-CBNQ-5863 / BOMAC messen können und bin auch nur auf ein paar Bq Co-60 Restaktivität gekommen ...
Viele Grüsse aus Berlin und immer etwas Aktivität auf dem Detektor!
Ralf

Hallo Ralf,
bei mir muss es mit tragbaren Geräten klappen, auch wenn sich diese in einer massiven und unbeweglichen Bleiburg befinden.  Es ist immer wieder faszinierend, was man aus den winzigen Szintillationskristallen herausholen kann.

[DL3HRT]

Die Zählrate liegt bei gewaltigen 1,19 CPS - 0,36 CPS = 0,83 CPS netto. Messdauer waren 65k s.

Da wurde wohl nur eine homöopathische Dosis Thorium hinzugefügt. Generell braucht es zur Vorionisation der gar nicht so viel Aktivität, wenn man einen Alphastrahler hat.

Im Radiomuseum wird eine Version mit Co-60 vorgestellt.

[Lennart]

Varian Associates "1B35A" ATR-Sperrröhre

Mit den ATR-Röhren vom Typ 1B35A habe ich bisher nur schlechte Erfahrungen gemacht. Sämtliche Ausführungen waren nicht gekennzeichnet und teilweise > 70 Jahre alt, wobei jedoch mehrere Quellen von einem Co-60-Zusatz sprechen. Wie ich es bereits bei den JAN-6322 beschrieben hatte, ist es nicht besonders angenehm, vollständig im Trüben zu fischen. Zumindest ein Hinweis auf Co-60 muss schon gegeben sein.

So habe ich zufällig diese Variante der 1B35A entdeckt, die von dem ersten Spitzentechnologieunternehmen im Silicon Valley hergestellt worden ist, nämlich Varian Associates. Die von den Brüdern Russel und Sigurd Varian gegründete Firma hat, unter anderem, auch den ersten Klystron produziert. Ganz abgesehen davon liebe ich das Firmenlogo aus irgendeinem Grund 

Wie damals teilweise üblich, wurde die Röhre in einer Blechdose aus Aluminium ausgeliefert. Hinweise auf die genaue Aktivität gibt es nicht, sie lag jedoch mit Sicherheit unter einem Mikrocurie. Auch das Produktionsdatum ist leider unbekannt, ich nehme jedoch an, dass die Röhre in den 1970er Jahren hergestellt worden ist.

Auf jeden Fall war die Röhre für die Bundeswehr bestimmt, wie man am rückseitigen Stempel "BWB" unter dem stilisierten Bundesadler erkennen kann. Das ist der Abnahmestempel des ehemaligen Bundesamtes für Wehrtechnik und Beschaffung.

Mit etwas Tesafilm™ habe ich die Röhre am Detektor des SPRD-GN befestigt und dann wanderte das Ganze für 65.000 s in die Bleiburg. Was soll ich sagen? Der vergleichsweisen geringen Messzeit zum Trotz, war der Nachweis von Co-60 problemlos möglich, inklusive automatischer Nuklididentifikation! Habe ich schon mal gesagt, dass ich dieses Gerät liebe?! 

Jetzt könnte man einwerfen: "Wenn genügend Impulse ankommen, ist der Nachweis auch keine Kunst!" Tatsächlich lag die Zählrate bei absolut lächerlichen 0,507 CPS - 0,36 CPS = 0,147 CPS


Ich möchte an dieser Stelle auf ein interessantes Dokument hinweisen, welches mir zufällig über den Weg gelaufen ist:

"MICROWAVE DUPLEXERS", aus der Reihe "RADIATION LABORATORY SERIES" des MIT. Geschrieben von den Autoren W. C. Caldwell et al. und editiert von Louis D. Smullin et al. Herausgegeben von der McGraw-Hill Book Company im Jahr 1948.

LINK zum .pdf

Auch wenn einige Abschnitte für den Laien etwas zu schwer verständlich sind, bietet das Buch zahlreiche Informationen über Duplexer im Allgemeinen, sowie zahlreiche Daten und Bilder zu TR- und ATR-Röhren. Auf S. 138 (S. 152 im .pdf) sieht man beispielsweise, wie die 1B35 mithilfe einer Vorrichtung auf dem Hohlleiter montiert wurde. Ab Seite 216 (S. 230 im .pdf) geht es um die radioaktive Vorionisation.

Zitat:

"The TR tube will not, in general, protect crystals if the keep-alive discharge is off; and, in particular, the very first pulse of leakage energy when the transmitter is turned on will be extremely large. Thus, rapid and reliable firing of the keep-alive under all circumstances must be ensured."

"There seems to be little excuse to use the highly toxic radium salts since the artificially radioactive cobalt chloride is easily available."

"In practice, the cobalt chloride is used in a water solution and diluted to a concentration that has an equivalent radioactivity of 0.1 µg of radium per drop. A drop of the solution is put on the cone adjacent to the keep alive electrode before sealing off the tube. During the sealing-off and evacuating process, the water is evaporated. This amount of radioactivity is sufficient to guarantee the starting of the tube within less than 5 sec after the application of the voltage."


Die Vorionisation war also bei den TR-Röhren nicht so sehr für die eigentliche Funkenstrecke gedacht, sondern eher dafür, die Keep-Alive-Elektrode zuverlässig zu starten. Ich wusste auch nicht, dass das Co-60 als Cobalt-Chlorid in die Röhre eingebracht wurde.

[DL8BCN]

Wenn ich den Namen "Varian" lese, geht mir als Funkamateur das Herz auf
"Varian" bringe ich immer mit "Eimac" in Verbindung.Weiß nicht warum.Aber die 3-500Z kennt jeder Funkamateur.
Ich habe damals in den 1990ern mit großer Begeisterung das Buch gelesen:
"Care and feeding of power grid tubes"

https://www.qsl.net/ea2ra/Links/Eimac/C&F1Web.pdf