Beta-Absorber

Begonnen von Peter-1, 10. Juni 2023, 12:20

⏪ vorheriges - nächstes ⏩

Peter-1

Ganz regelmäßig tritt die Frage auf, wie die Betastrahlung vom Zählrohr abgehalten werden soll, aber ohne die Gammastrahlung zu schwächen. Ist Eisen richtig, oder doch besser Plexiglas? Welche Stärken nehmen?
Ich habe aus der NIST Datenbank die MSK Werte übernommen und etwas gerechnet.
Danach wäre doch eine dicke Plexischeibe ideal, oder ?
Sie dürfen in diesem Board keine Dateianhänge sehen.

Ich freue mich auf Erklärungen
Peter
Gruß aus Bayern - Peter

NoLi

Zitat von: Peter-1 am 10. Juni 2023, 12:20...
Ich freue mich auf Erklärungen
Peter
Je kleiner das "Z" (= die Kernladungszahl = Anzahl der Protonen im Atomkern), desto geringer ist die Wechselwirkung mit Photonen.
Und Plexiglas besteht aus Wasserstoff (Z=1) und Kohlenstoff (Z=6).

Aluminium: Z=13
Eisen: Z=26


Daher sind z.B. die Pelican Micro Cases mit ihren zusätzlichen Gummi-Innenstoßabsorbereinlagen sehr gute ""Betablocker" (Ausdruck gefällt mir ;D ) für Consumergeräte, welche keinen expliziten Filter besitzen.

Norbert

Peter-1

Ein kleines Mineral Curit aus dem Kongo liefert in einiger Entfernung am 1503+ einen Wert von 2,3 µSv/h. Ohne den Abstand zu ändern wird ein Plexiglasstück mit 10mm Stärke in den Strahlengang gebracht. Jetzt kommt die Anzeige auf 0,54 µSv/h.
Etwas komisch, aber ok.
Nun dieses Mineral am Spektrometer mit 2" NaI Kristall, mit und ohne Plexiglas.
Nicht der geringste Unterschied ! Wie muß ich das verstehen?

Peter
Gruß aus Bayern - Peter

Kermit

Zitat von: Peter-1 am 11. Juni 2023, 16:512" NaI Kristall

Ein Grund ist die Aluminium-Abschirmung des NaI-Kristalls. Diese wird schon mindestens 1mm Al betragen und somit ziemlich viel Betastrahlung absorbieren.

Der NaI "sieht" also nur Gammastrahlung und keine Betastrahlung.

Das GMZ im 1503+ schirmt deutlich weniger Betastrahlung ab, daher schirmen 10mm Plexiglas die Betastrahlung mehr ab.

Kermit

Zitat von: Peter-1 am 10. Juni 2023, 12:20Danach wäre doch eine dicke Plexischeibe ideal, oder ?

Ein Hinweis zur obigen Frage kann aus der Nuklearmedizin genommen werden:

In der NUK wird immer da, wo ich Betastrahlung habe mit 10mm Plexiglas abgeschirmt. Bei Y-90 (SIRT) hat man dicke Plexiglasröhren um das Liefervial und dann um die Aplikationsvials.

Bei den Spritzenabschirmungen, die für das Handling von Lu-177, Y-90 etc. verwendet werden ebenso, 10mm Abschirmung Plexiglas.

Die Vorteile von Plexiglas sind der niedrige Preis, das niedrige Gewicht und für die Medizin auch wichtig, es ist durchsichtig, ich kann also sehen, wieviel Volumen vorhanden ist.

283Nh

Grundsätzlich kann man Röntgenstrahlung ("weiche" Gammstrahlung  -->Röntgenröhre) ebenso wie harte Gammastrahlung dadurch erzeugen, dass man energiereiche Elektronen (Beta) in ein Metall schiesst .

Betas laufen sich in "weichen" Medien wie Luft. Wasser oder Kunststoffen unschädlich tot. In Metallen sieht es anders aus. Die klassische "Physikbuchweisheit" dass kein Beta 500µm Alufolie durchdringt mag zwar richtig sein, nur es gilt der Energieerhaltungssatz: Statt des Betapartikels (Immission) koḿmt auf der anderen Seite (Emission) energiereiche Gammastrahlung (Bremsstrahlung) langer Reichweite durch.

Eigenes Experiment mit einem Betastrahler: 2m Luft, der Geigerzähler schwieg, Alufolie in den Strahlengang unmittelbar an der Quelle eingefügt, signifikante Messwerte

Lennart

Zitat von: 283Nh am 17. Juli 2023, 20:34Eigenes Experiment mit einem Betastrahler: 2m Luft, der Geigerzähler schwieg, Alufolie in den Strahlengang unmittelbar an der Quelle eingefügt, signifikante Messwerte

Die Beta-Strahlenquelle hätte ich auch gerne, die in 2 m Distanz signifikante Bremsstrahlung erzeugt  :D

Das Abstandsgesetz greift hier doch auch.

Klar, bei einer Radionuklidbatterie mit Sr-90 und ähnlichen Quellen mag das stimmen. Ob man das zu Hause so einfach reproduzieren kann, sei mal dahingestellt.

Selbst bei relativ potenter Pechblende misst man in 2 m kaum etwas und die generiert hochenergetische Gammastrahlung.


283Nh

Zitat von: Lennart am 17. Juli 2023, 21:24
Zitat von: 283Nh am 17. Juli 2023, 20:34Eigenes Experiment mit einem Betastrahler: 2m Luft, der Geigerzähler schwieg, Alufolie in den Strahlengang unmittelbar an der Quelle eingefügt, signifikante Messwerte

Die Beta-Strahlenquelle hätte ich auch gerne, die in 2 m Distanz signifikante Bremsstrahlung erzeugt  :D

...
Selbst bei relativ potenter Pechblende misst man in 2 m kaum etwas und die generiert hochenergetische Gammastrahlung.



Die Quelle war in der Tat Pechblende, ein Stück das im Abstand von 15cm (Luft) nach Radex 1503+, KSMG1 und RAM3 so ziemlich übereinstimmend 15µSv/h lieferte. Fund auf einer Abraumhalde in Hartenstein / Erzgebirge.

Meine erste Idee ("Physikbuchwissen") war die Unterbringung der Mineralprobe in einem Alugehäuse. Idee: Alpha läuft sich in Luft tot, Beta wird von Alu abgeschirmt.

Ich wurde nach Realisierung der Idee ziemlich unangenehm überrascht und habe daraufhin weitere Messungen angestellt.

Dass man nach 2m in Luft kaum noch etwas misst, ist zutreffend - es sei denn, man wandelt die Betas in Bremsstrahlung (Gamma) um.

Raddet

Zitat von: Lennart am 17. Juli 2023, 21:24Klar, bei einer Radionuklidbatterie mit Sr-90 und ähnlichen Quellen mag das stimmen. Ob man das zu Hause so einfach reproduzieren kann, sei mal dahingestellt.

Ich habe eine Quelle Sr-90. Ziemlich mächtig.
Aber keines meiner Instrumente, auch nicht die empfindlichsten Glimmerinstrumente, kann es aus einer Entfernung von 2 Metern sehen.

Ein Millimeter Aluminium scheint die gesamte Betastrahlung gut zu dämpfen.

etalon

Zitat von: 283Nh am 17. Juli 2023, 20:34...ebenso wie harte Gammastrahlung dadurch erzeugen, dass man energiereiche Elektronen (Beta) in ein Metall schiesst .

Nein, höchstens harte Röntgenstrahlung.

Zitat von: 283Nh am 17. Juli 2023, 20:34...
Betas laufen sich in "weichen" Medien wie Luft. Wasser oder Kunststoffen unschädlich tot. In Metallen sieht es anders aus. Die klassische "Physikbuchweisheit" dass kein Beta 500µm Alufolie durchdringt mag zwar richtig sein, nur es gilt der Energieerhaltungssatz: Statt des Betapartikels (Immission) koḿmt auf der anderen Seite (Emission) energiereiche Gammastrahlung (Bremsstrahlung) langer Reichweite durch.
...

Aha, und für ,,weiche" Medien (was auch immer das ist) gilt der Energieerhaltungssatz nicht?  :scratch_one-s_head:

Zitat von: 283Nh am 17. Juli 2023, 20:34...
Eigenes Experiment mit einem Betastrahler: 2m Luft, der Geigerzähler schwieg, Alufolie in den Strahlengang unmittelbar an der Quelle eingefügt, signifikante Messwerte

Mit Alufolie? Da erlaube ich mir doch tatsächlich Zweifel anzumelden...  ;D
Möglicherweise lohnt es sich, das Experiment nochmals zu verifizieren?

Zitat von: 283Nh am 17. Juli 2023, 21:56...
Meine erste Idee ("Physikbuchwissen") war die Unterbringung der Mineralprobe in einem Alugehäuse.
...

Ich glaube, dein Physikbuch ist kaputt. Ich empfehle bei Gelegenheit ein neues anzuschaffen...  :D


NoLi

Zitat von: 283Nh am 17. Juli 2023, 20:34...
Eigenes Experiment mit einem Betastrahler: 2m Luft, der Geigerzähler schwieg, Alufolie in den Strahlengang unmittelbar an der Quelle eingefügt, signifikante Messwerte
Aluminiumfolie ist zur Abschirmung der Betastrahlung von Pechblende völlig ungeeignet. Um eine komplette Beta-Absorption zu bekommen (und damit auch eine maximale Ausbeute der Bremsstrahlung) sind rund 4 mm Aluminium notwendig.
Probiere es mal damit.

Norbert