AlphaHound

[Tektronix556]

Holt euch unbedingt den AlphaHound AB+G...

Das mit dem "Holen" ist so eine Sache:
Nick hat laut den Angaben auf seiner Webseite Probleme mit der Beschaffung der BGO-Kristalle, wobei die Lage bis vor wenigen Tagen noch angespannter war und er deswegen schon überlegt hatte, auf CsI umzusteigen:
"PRE-ORDER: We are currently delayed while waiting on our next shipment of BGO to arrive. Check our FAQ page for more information."

[miles_teg]

Ich habe heute versucht meinen AB+G von 2.6 auf 2.9.2 zu updaten und wieder eine kleine Odyssey durch.
Beim AB+ hatte ich ja auf meinem Hauptrechner (damals Windows 11, Ryzen 9 5900, 32 Gbyte RAM) schon Probleme. Das update lief nicht durch und das Gerät sprang nicht wieder an.
Ohne mich genau erinnern zu können, habe ich es damals dann wohl auf meinem alten Arbeits-Laptop probiert (auch Win10, alter Core i7 7700, 16 Gbyte) und da lief es auf Anhieb.
Diesmal das gleiche Spiel. Auf dem Desktop (inzwischen Win 11) lief das Update nicht durch, keine Veränderung nach ca 30 min. Also schweren Herzens das Kabel abgezogen und natürlich wieder das gleiche Ergebnis: Gerät startet nicht mehr. 
Der alte Arbeits-Laptop ist inzwischen eingemottet und beim neuen (Win 11, Core i9 14900, 32 Gbyte) das gleiche Spiel. Ich habe dann andere Kabel ausprobiert, sowie den Updater als Admin laufen lassen. Keine Änderung.
Also schon eine E-Mail an Nick geschrieben, vor dem Abschicken aber noch mal den Reise-Laptop (auch Win11, Ryzen 5 5600, 8 Gbyte) ausprobiert. Und siehe da, es klappt auf Anhieb.
Ich habe dann doch noch an Nick geschrieben und er meinte das es 3rd party Software gibt (LightBurn, Samsung Magician) die irgendwie mit Zugriffen auf USB interferieren. Samsung Magician habe ich auf dem Desktop tatsächlich installiert, aber es läuft nicht im Hintergrund-
Das nur hier als Information, sollte jemand das gleiche Problem haben.

[dave_one]

Hallo!
Sehe, dass die neuen AlphaHound nun mit CsI(TI) statt BGO Kristall geliefert werden. Diese sind laut Website grösser, sensibler und bieten eine bessere Auflösung. Warum wurden sie nicht ursprünglich verwendet, zu teuer? Gibt es andere Nachteile?

Die aktuelle Version (alpha, beta, gamma) kostet nun stolze 687 USD, um den Preis bekommt man einen gebrauchten Radeye b20-ER, ein erprobtes Gerät, das mit wechselbaren Batterien betrieben werden kann, aber eine grössere Bleiburg benötigt, was ja bei dem AlphaHound vielleicht gar nicht notwendig ist?

Ich finde den kompakten Formfaktor toll und die graphische Darstellung, fahre aber selten mit dem Auto über meine Laborgeräte.

[Harald der Strahler]

Hallo!
Sehe, dass die neuen AlphaHound nun mit CsI(TI) statt BGO Kristall geliefert werden. Diese sind laut Website grösser, sensibler und bieten eine bessere Auflösung. Warum wurden sie nicht ursprünglich verwendet, zu teuer? Gibt es andere Nachteile?

Die BGO-Kristalle haben gewisse Vorteile. Sie sind nicht hygroskopisch. Man muss sie also nicht so aufwendig verkapseln um sie gegen Feuchtigkeit zu schützen. Die BGO-Kristalle haben auch eine höhere Dichte als CsI-Kristalle, d.h. Gammas mit höheren Energien werden im Kristall eher gestoppt und deponieren ihre Energie besser. Theoretisch müssten dann die Gammaspektren bei höheren Energien eine höhere Aussagekraft besitzen. Ein weiterer Punkt ist, dass BGO-Kristalle bei höheren Zählraten schneller sind als CsI-Kristalle und daher diesen überlegen. CsI-Kristalle leuchten bei hohen Zählraten nach.
Die Frage ist aber, ob diese Vorteile des BGO-Kristalls im Alphahound für den Nutzer im Hobbybereich wichtig sind. Ich sehe die Stärke des Alphahound nicht unbedingt darin, tolle Spektren in der Bleiburg zu erstellen. Seine Stärken liegen in der Kompaktheit, in der Separation der Strahlungsarten - man erkennt sofort die Komponenten. Er eignet sich daher sehr gut Kontaminationen von Oberflächen schnell zu prüfen (Hobbybereich). Dazu zeigt es noch die Dosisleistung an. Ich denke daher, dass die meisten Käufer einen größeren CsI-Kristall (höhere Empfindlichkeit) dem BGO-Kristall vorziehen.

 

[Harald der Strahler]

Ich habe heute versucht meinen AB+G von 2.6 auf 2.9.2 zu updaten und wieder eine kleine Odyssey durch.
Beim AB+ hatte ich ja auf meinem Hauptrechner (damals Windows 11, Ryzen 9 5900, 32 Gbyte RAM) schon Probleme. Das update lief nicht durch und das Gerät sprang nicht wieder an.
Ohne mich genau erinnern zu können, habe ich es damals dann wohl auf meinem alten Arbeits-Laptop probiert (auch Win10, alter Core i7 7700, 16 Gbyte) und da lief es auf Anhieb.
Diesmal das gleiche Spiel. Auf dem Desktop (inzwischen Win 11) lief das Update nicht durch, keine Veränderung nach ca 30 min. Also schweren Herzens das Kabel abgezogen und natürlich wieder das gleiche Ergebnis: Gerät startet nicht mehr. 
Der alte Arbeits-Laptop ist inzwischen eingemottet und beim neuen (Win 11, Core i9 14900, 32 Gbyte) das gleiche Spiel. Ich habe dann andere Kabel ausprobiert, sowie den Updater als Admin laufen lassen. Keine Änderung.
Also schon eine E-Mail an Nick geschrieben, vor dem Abschicken aber noch mal den Reise-Laptop (auch Win11, Ryzen 5 5600, 8 Gbyte) ausprobiert. Und siehe da, es klappt auf Anhieb.
Ich habe dann doch noch an Nick geschrieben und er meinte das es 3rd party Software gibt (LightBurn, Samsung Magician) die irgendwie mit Zugriffen auf USB interferieren. Samsung Magician habe ich auf dem Desktop tatsächlich installiert, aber es läuft nicht im Hintergrund-
Das nur hier als Information, sollte jemand das gleiche Problem haben.

Habe gerade auch das Update durchgeführt. Bei mir ist es ein anderes Problem...
Ich habe GDATA als Virensoftware. Alle Produkte von Radview werden grundsätzlich von GDATA als Schadsoftware in die Quarantäne geschoben. Habe die Updater-Datei (Version 1) damals zu GDATA geschickt und gebeten sie auf die White-List zu setzen. Jetzt kam die Updater-Datei (Version 2) heraus und es war wieder das Gleiche... 
Auf meinem PC habe ich mich immer nur als "Benutzer" laufen und nicht als "Admin". Normalerweise kann man auch als "Benutzer" ein Programm installieren, wenn man es als Admin ausführt. Beim Updater von Radview funktioniert das bei mir nicht. Ich muss wirklich als "Admin" mich anmelden, dann hat es auch funktioniert.

[Harald der Strahler]

...hier noch zwei schnelle Spektren von blauem Apatit (thoriumhaltig). Ohne Bleiburg auf dem Schreibtisch aufgenommen. Die durchschnittliche Zählrate lag beim RC 103 bei ca. 25,5 CPS und beim Alphahound bei ca. 20,5 CPS, gleiche Messgeometrie, 1,5mm Messingblech zur Minderung der Betastrahlung.
Eine zeitliche Skalierung war leider nicht möglich, da Alphaview (Online-Tool) so wie es aussieht nicht die Zeit in der CSV-Datei speichert. (Darauf hatte ich mich eigentlich verlassen und daher nicht die Zeit gestoppt.)
Ich habe daher die beiden Spektren auf die gleiche Gesamtzählrate normiert (Schieberegler in Interspec). 
Was man sehen kann: Der BGO-Kristall (schwarzer Graph) zeigt im höheren Energiebereich einen höheren relativen Anteil an Ereignissen. Der RC 103 (grüner Graph) ist im Niederenergiebereich empfindlicher.

[dave_one]

Die BGO-Kristalle haben gewisse Vorteile. Sie sind nicht hygroskopisch. Man muss sie also nicht so aufwendig verkapseln um sie gegen Feuchtigkeit zu schützen.

Danke für die super Erklärung, Harald!
Habe inzwischen auf Anfrage von Nick die Info erhalten, dass, nachdem Thallium ein sehr toxisches Metall ist, dieses in Handarbeit aufwendig gekapselt werden muss. Das erfordert mehr Arbeitsschritte, so obwohl die beiden Kristalle ca. das selbe kosten, ist der Arbeitsaufwand bei CsI(TI) grösser. Es wird in Zukunft nicht mehr die BGO Alternative geben. Nick nennt auch andere Beispiele, bei denen ein Komponent im Ausland 4 USD kosten würde, aber bei der US amerikanischen Firma 40 USD. Die US-Tarife verschärfen die Situation und die Material- und Produktionskosten (CNC Fräse, z.B.) treiben die Kosten weiter nach oben. Wahrscheinlich ist AB+G auch mit dem neuen Preis noch konkurrenzfähig, da mit anderen Konsum-Messgeräten qualitätsmässig nicht vergleichbar.

...hier noch zwei schnelle Spektren von blauem Apatit (thoriumhaltig). Ohne Bleiburg auf dem Schreibtisch aufgenommen. Die durchschnittliche Zählrate lag beim RC 103 bei ca. 25,5 CPS und beim Alphahound bei ca. 20,5 CPS, gleiche Messgeometrie, 1,5mm Messingblech zur Minderung der Betastrahlung.
Eine zeitliche Skalierung war leider nicht möglich, da Alphaview (Online-Tool) so wie es aussieht nicht die Zeit in der CSV-Datei speichert. (Darauf hatte ich mich eigentlich verlassen und daher nicht die Zeit gestoppt.)
Ich habe daher die beiden Spektren auf die gleiche Gesamtzählrate normiert (Schieberegler in Interspec). 
Was man sehen kann: Der BGO-Kristall (schwarzer Graph) zeigt im höheren Energiebereich einen höheren relativen Anteil an Ereignissen. Der RC 103 (grüner Graph) ist im Niederenergiebereich empfindlicher.

Danke für die Ergebnisse mit dem Alphaemitter!
Ist also anzunehmen, dass der AlphaHound (mit CsI(TI)) dann ein ähnliches Spektrum, wenn nicht besser als Radiacode anzeigen wird? - Radiacode kann ja alpha-Partikel nicht direkt messen.

Kann man sagen, dass eine Bleiburg bei AlphaHound zum Nachweis von alpha/beta Kontamination in geringerem Masse notwendig ist, da man die Dosisleistung der Gamma-Hintergrund-Strahlung ja sieht und vom Gesamtwert abziehen kann? - Ich verstehe, dass diese Vorgehensweise wissenschaftlich nicht korrekt sein wird (Bremsstrahlung?), aber für In-Situ Bewertungen vielleicht ausreichend ist?
Speziell wenn man die Effizienz Mithilfe des Sample Trays und z.B. KCl ermittelt hat, um so einen Bq für die Kontamination zu bekommen?

[Harald der Strahler]

Danke für die Ergebnisse mit dem Alphaemitter!
Ist also anzunehmen, dass der AlphaHound (mit CsI(TI)) dann ein ähnliches Spektrum, wenn nicht besser als Radiacode anzeigen wird? - Radiacode kann ja alpha-Partikel nicht direkt messen.

Kann man sagen, dass eine Bleiburg bei AlphaHound zum Nachweis von alpha/beta Kontamination in geringerem Masse notwendig ist, da man die Dosisleistung der Gamma-Hintergrund-Strahlung ja sieht und vom Gesamtwert abziehen kann? - Ich verstehe, dass diese Vorgehensweise wissenschaftlich nicht korrekt sein wird (Bremsstrahlung?), aber für In-Situ Bewertungen vielleicht ausreichend ist?
Speziell wenn man die Effizienz Mithilfe des Sample Trays und z.B. KCl ermittelt hat, um so einen Bq für die Kontamination zu bekommen?

Ich glaube, hier liegt ein Missverständnis vor: Meine Messungen mit AlphaHound und Radiacode bezogen sich ausschließlich auf den Gamma/X-Kanal bzw. das Gammaspektrum. Ziel war, den Einfluss BGO vs. CsI(Tl) auf die Spektrumsform zu zeigen. Das hat nichts mit Alpha-/Beta-Messungen zu tun.

Wichtig ist: Ein Szintillator misst die deponierte Energie. Wenn Beta-Elektronen in den Detektor gelangen, erzeugen sie ebenfalls Counts und "verwaschen" das Gammaspektrum (insbesondere im unteren keV-Bereich); dadurch kann auch die (für Photonen kalibrierte) Dosisleistungsanzeige zu hoch ausfallen. Deshalb habe ich einen Absorber verwendet; ideal ist hierfür eher Plexiglas/PE als ein Metallblech (wegen Bremsstrahlung).

Eine Bleiburg ist sinnvoll, um den Gamma-Hintergrund zu reduzieren und schwache Peaks besser sichtbar zu machen. Nur wichtig, wenn man Spektroskopie betreiben möchte.

Der G-Kanal (BGO bzw. CsI) dient der Photonen-Dosisleistungsabschätzung und der Isotopen-Identifikation über Gammaspektren; eine Aktivitätsbestimmung ist nur mit bekannter Effizienz und definierter Geometrie zuverlässig und scheitert im Hobbybereich meist daran, dass wir keine genau definierten Kalibrierquellen zur Verfügung haben. (Eine Ausnahme bildet K40. Allerdings kannst du nach einer Effizienzbestimmung mit K40 auch nur K40 bestimmen und keine anderen Isotope!)

Die Alpha-/Beta-Detektion ist eine andere Messaufgabe: Es geht um Oberflächenkontamination im Nahfeld, stark abhängig von Oberfläche, Staubfilm, Selbstabsorption und Abstand. Diese Größen sind nicht direkt mit dem G-Kanal verrechenbar. Also leider funktioniert das einfache Abziehen der Gammas nicht.

[dave_one]

Vielen Dank für die Aufklärung, Harald! Super hilfsbereites Forum, ohne dass man für Unwissenheit wird.

Das RAM II (Alpha/Beta NVA Gerät) zum Beispiel hat eine Bleiburg und gibt nur CPM aus, keine Spektroskopie. Die Funktionsweise ist auch "Messergebnis minus gamma = Resultat in CPM", um zu einem Wert zu kommen.

Wenn das nicht zielführen ist, wie ich Deine Erklärung verstehe, was nützt dann eine Angabe von CPS / CPM überhaupt um eine nützliche Aussage über Alpha/Beta Kontamination zu geben, wenn weder genauer Messaufbau, Entfernung noch Schichtdicke angegeben werden. z.B. gibt es in den staatlichen Grenzwerten für Nahrungsmittelkontamination nur jeweils einen Wert. Schaut man in wissenschaftlichen Studien nach, so werden zumindest bei den jeweiligen Lebensmitteln jeweils ein Bq Wert pro aufgelistetem Isotop angebgeben (hauptsächlich Caesium 137 und 134, samt Strontium 90).

In Bezug auf (den wichtigsten?) Stoff ist mir die Caesium 137 Belastung. Bedeutet das dann, dass die Zählraten nicht aussagekräftig sind, wenn ich keinen C-137 Teststrahler habe und z.B. mit KCl kalibriere? - Also anders gefragt, hilft derAlphaHound auch nur wieder, um generell festzustellen, dass eine Beta Kontaminierung vorhanden ist, ohne aber die Intensität bewerten zu können?
Wenn ich die von den gesamten CPS nicht die Raten der Gammastrahlung abziehen kann, kann ich dann auch nicht die unterschiedlichen Isotope addieren, um besser die Gesamtbelastung bewerten zu können (z.B. mit Radiascope)?

Für das alte RAM II gibt es Listen, die unter Vorgabe (genaue Testvorbereitung) der Volumen und Abstände (definiert durch die Petrischalen und Bleiburg) exakte Grenzwerte angegeben haben. Ich verstand dass das Gerät in Mangel der original Teststrahler üblicherweise mit K40 kalibriert wird.

Die Frage bezieht sich eigentlich auch auf den AlphaHound (hat auch eine Zählschublade als Zubehör verfügbar), so dass man gleichen Abstand und gleiches Volumen jeweils vorhalten kann.

Wie gesagt, ich verstehe, dass die Vorgehensweise keinen Laborwerten (oder höherem Standard) entspricht. Ich möchte nur auf ein höheres Niveau kommen als "dranhalten und erhöhte Belastung feststellen", aber ohne das genaue Isotop ermitteln zu müssen und mit kalibriertem Gerät nachzumessen (was wahrscheinlich auch hinfällig wäre, weil im Katastrophenfall mehrere Isotope zugegen sind, und man dann einzeln bewerten müsste, wo sich die jeweiligen Stoffe im Körper sammeln und sich die jeweilige Halbwertszeit dort auswirkt).

Also, gibt es eine empfehlenswerte Vorgehensweise zur Ermittlung der Belastung mit einem AlphaHound oder/ähnlich Radiacode (dieser hat eine in der App eingebaute Testfunktion für Lebensmittel mit Marinelli)?

Sehr viele Fragen... aber vielleicht ist mein Kauderwelsch trotzdem knapp, wenn auch nicht zu 100% (oder 90%) richtig erklärbar bitte gerne beurteilen. ;-)

[NoLi]

...
Sehr viele Fragen... aber vielleicht ist mein Kauderwelsch trotzdem knapp, wenn auch nicht zu 100% (oder 90%) richtig erklärbar bitte gerne beurteilen. ;-)

Mal ein Versuch, deine Fragen zu beantworten, teilweise auf Grundlage dieses Videos  https://www.youtube.com/watch?v=7-_iBX5Vnas

- Die Separation zwischen Alpha und Beta findet vermutlich durch Impulshöhenanalyse mittels "eingestellter" SiPM der von der Szintillatorfolie ausgesandten Lichtimpulse statt (Alpha: starke Lichtimpulse = große Impulshöhe ; Beta: schwache Lichtimpulse = kleine Impulshöhe). Die Szintillatorfolie wird für Gamma eine sehr schwache Empfindlichkeit haben; ganz unempfindlich für Gammastrahlung ist diese Folie jedoch nicht, wie im Video erkennbar ist.
- Für Gamma befindet sich ein extra CsI-Kristall mit SiPM und hoher Gammaempfindlichkeit hinter der Stirnseite.
Die Nullrate oder Background Strahlung kann im Menue diskriminiert werden, so dass als Zahlenwert auch bei Beta 0 Impulse pro Zeiteinheit angezeigt werden.

Wie ich verstanden habe, ist die Gamma-Dosisleistungsanzeige auf die Energie von Cs-137 kalibriert. Das bedeutet nicht, dass die Dosisleistung anderer gammastrahlender Isotope nicht angezeigt wird, nur kann ein mehr oder weniger großer Fehler bei der Messwertanzeige auftreten, wenn der CsI nicht energiekompensiert ist. Wie dies hier gelöst wurde

Um die Aktivität in Bq von Messproben zu ermitteln, muß jeder Messkanal mit Standard-Präparaten kalibriert werden, um das Verhältnis ips zu Bq zu ermitteln.
Für den Beta-Kanal kann man dies mit K-40 machen, weil dessen Beta-Energiespektrum einem Spaltprodukt-Beta-Energiespektrum recht ähnlich ist. Damit bekommt man aber nur eine Beta-gesamt Aussage.
Für den Gamma-Kanal sind für eine nuklidspezifische Aktivitätsermittlung Präparate mit verschiedenen Gamma-Energien notwendig, weil der CsI in der Zählrate sehr energieabhängig ist. Als Minimum nimmt man in der Regel dafür eine 3-Punkt-Kalibrierung, dazu notwendig sind Am-241, Cs-137 und Co-60 Standardstrahler. Daher sind die Zählraten für eine Cs-137 Aktivitätsermittlung nicht aussagekräftig, wenn nur mit K-40 kalibriert wurde.

Norbert

[DL3HRT]

- Die Separation zwischen Alpha und Beta findet vermutlich durch Impulshöhenanalyse mittels "eingestellter" SiPM der von der Szintillatorfolie ausgesandten Lichtimpulse statt (Alpha: starke Lichtimpulse = große Impulshöhe ; Beta: schwache Lichtimpulse = kleine Impulshöhe). Die Szintillatorfolie wird für Gamma eine sehr schwache Empfindlichkeit haben; ganz unempfindlich für Gammastrahlung ist diese Folie jedoch nicht, wie im Video erkennbar ist.

Das ist nicht ganz korrekt. Es gibt tatsächlich zwei Szintillatorfolien. Die erste arbeitet auf Zinksulfidbasis und ist in der Dicke möglichst so dünn gehalten, dass alle Alphateilchen absorbiert werden, ohne die Betas zu stark abzuschwächen. Die zweite Szintillatorfolie bekommt dann nur die geringfügig geschwächten Betas ab. Das ist auch der Grund, warum die Empfindlichkeit unterhalb 60 keV in den Keller geht.

Norbert hat Recht: Die Impulse des Alphaszintillators haben eine hohe Amplituden und sind vor allem lang. Die Impulse des Beta-Szintillators haben eine sehr niedrige Amplitude und sind vor allem kürzer. Da der SiPM die Lichtblitze von beiden Folien erhält, muss zuerst die Impulsdauer ausgewertet werden, um eine Alpha/Beta-Diskriminierung zu erhalten. Danach wird zusätzlich noch die Amplitude ausgewertet.

[Harald der Strahler]

Also, gibt es eine empfehlenswerte Vorgehensweise zur Ermittlung der Belastung mit einem AlphaHound oder/ähnlich Radiacode (dieser hat eine in der App eingebaute Testfunktion für Lebensmittel mit Marinelli)?

Ja, für den Radiacode werden Marinellibecher angeboten (mit 3D-Drucker ausdrucken). Die Becher haben fast eine 4Pi-Geometrie und eignen sich daher auch zur Messung geringer Verunreinigungen. Mithilfe der Software bekommt man die Werte in Bq/kg. Einschränkung: Die Messwerte beziehen sich ausschließlich auf Cs137 (Ein Hauptbestandteil von AKW-Haverien oder A-Bombe). Die Probenaufbereitung vor der Messung muss auch nach Standard erfolgen.
Im Hobbybereich die wahrscheinlich günstigste und genaueste (10-15% Unsicherheit) Möglichkeit Lebensmittel zu testen.

Wenn es dir darum geht zusätzlich Kontaminationen von Oberflächen im Ernstfall abschätzen zu können wäre noch ein Pancake-Geigerzähler sinnvoll, z.b. GQ-GMC-600+ oder neueres Modell. Durch die Effizienz-Bestimmung (Beta) mit Pottasche (siehe Post von NoLi: "Pottasche: Katastrophenschutz-Kalibrierung" hier im Forum) kannst du im Notfall mit diesem Gerät Aussagen darüber treffen ob Grenzwerte überschritten sind.

[Harald der Strahler]

Ob die Effizienzbestimmung (Betas) mit Pottasche beim Alphahound für die Messung von Oberlächenkontamination funktioniert weiß ich nicht. Geigerzähler sind was anderes als Szintillationszähler. Kann ich bei einem Szintillationzähler auch einfach so tun als ob ein Betateilchen des K40 (Emax ca. 1,31 MeV) ungefähr gleich einem Beta-Teilchen von z.B. Sr90 mit einer viel geringeren Energie ist?