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Autor Thema: Aktivität einer Probe - GZ vs. Aktivimeter  (Gelesen 1038 mal)

Zugpferd

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Aktivität einer Probe - GZ vs. Aktivimeter
« am: 11. Oktober 2020, 09:09 »
Hallo Leute, ich brauche mal Nachhilfe,
Die Aktivität eines Stoffes wird mit Zerfällen pro Zeiteinheit definiert, ggf. noch in Abhängigkeit seines Gewichtes (des reinen Stoffes) ( spezifische Aktivität)

Unsere Geigerzähler messen Zerfälle pro Zeiteinheit. Da sie geometrisch aber nur einen kleinen Teil erfassen kann man daraus nicht die Aktivität des Stoffes messen.
Gibt es bezogen auf die Grösse der Messkammer in Verhältnis zum Stoff eine Umrechnungsmöglichkeit um die Aktivität zu bestimmen bzw. Errechnen? Wenn der Stoff kleiner als die Messkammer ist müsste doch eine Geometrie herrschen die man nur hochrechnen müsste in wie hiess das noch 4 pi Geometrie...

In der Nuklearmedizin gibt es Aktivimeter, diese umschliessen ja fast vollständig den zu messenden Stoff, wieso aber muss man vorher angeben welches Nuklid gemessen werden soll. Klar scheinbar sind dort Faktoren hinterlegt, aber wieso, wenn doch nur Zerfälle pro Zeiteinheit gemessen werden? Ähnliches habe ich an meinem Kontaminationsmonitor LB1210D auch hier ist vorher das Nuklid zu bestimmen...

Da komme ich nicht ganz hinter. Eine Nuklid Abhängigkeit besteht doch hauptsächlich in einer Energie Änderung, klar haben GMZ eine unterschiedliche Empfindlichkeit bei unterschiedlichen Energien, aber ist es das was man da korrigiert mit den Faktoren? Und wieso macht man das bei einem Geigerzähler nicht?

Und wie verhält es sich mit der Äquivalentdosis die wir so schön messen? Auch hier wird eine 3qcm große bzw kleine GMZ Fläche herangezogen , dabei sind wir Menschen stehend evtl einen halben Quadratmeter groß... Dann muss doch ein größeres Zählrohr auch mehr messen... dann kann man das doch nie vergleichen die schönen Sieverts...

NoLi

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Re: Aktivität einer Probe - GZ vs. Aktivimeter
« Antwort #1 am: 11. Oktober 2020, 12:36 »
Ist die Aktivität Bq (als Kontamination) auf eine Fläche größer als die Messfläche des Detektors verteilt, bestimmt man möglichst die Bq/cm² bzw. Bq/Detektorfläche und multipliziert dann auf die Gesamtfläche hoch, um die Gesamtaktivität zu bekommen.
Wenn die Aktivität auf kleiner der Detektorfläche verteilt ist, bestimmt man die Bq/cm² mit Division durch die Detektorfläche und  multilpiziert das Ergebnis auf die bekannte tatsächlich kontaminierte Fläche. Ist diese Fläche unbekannt, nimmt man die Detektorfläche als Bezug.


Bei den Aktivimetern muß das zu messende Nuklid eingegeben werden, weil der Wirkungsgrad und damit Kalibrierfaktor der Messkammer für unterschiedliche Gamma-Strahlungsenergien auch unterschiedlich ist; diese Kalibrierfaktoren verbergen sich hinter der Nuklidwahltaste.


Ein "Geigerzähler" ist in erster Linie ein Allround-Messgerät für ionisierende Strahlung. Möchte man ein bestimmtes Nuklid explizit auswerten, sollte auch dieses Gerät auf dessen Strahlungsart und Strahlungsenergie extra kalibriert werden.


Der Kalibrierfaktor von Dosisleistungsmessgeräten wird in einem Strahlungsfeld bekannten Photonenflusses (und damit Dosisleistung) bestimmt; diese Feld muß größer als die Detektoroberfläche sein! Die Dosis(leistungs)betrachtung erfolgt dabei für ein Feld von der Größe 1 cm² (Energieabgabe auf 1 cm² Gewebefläche); dabei spielt dann die Gesamtkörperoberfläche keine Rolle mehr.
Größere Zählrohre liefern zwar gegenüber kleineren Zählrohren bei gleicher Dosisleistung mehr Impulse/Zeit, dies wird aber mit der Bestimmung des Kalibrierfaktors Imp/µSvh-1 und bei der Verrechnung in µSv/h berücksichtigt.

Gruß
Norbert

Zugpferd

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Re: Aktivität einer Probe - GZ vs. Aktivimeter
« Antwort #2 am: 11. Oktober 2020, 14:41 »
Sehr gut, das wird also berücksichtigt...

Norbert, wie wird denn z.B. die Aktivität einer Prüfquelle kalibriert? naja, eigentlich will ich gar nicht wissen wie kallibriert wird, eher wie deren AKtivität bestimmt wird?
Dort ist meist eine Punktförmige Quelle im Einsatz, oder ganz bestimmte Flächen. 
Nur mit fast umschlossenen Detektoren und dann auch mit Korrektur Faktor?

Sprich wäre es für semi-professionelle von uns möglich die Aktivität einer alten Prüfquelle zu bestimmen (wenn man kein Datum oder Aktivität hat) ?

NoLi

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Re: Aktivität einer Probe - GZ vs. Aktivimeter
« Antwort #3 am: 11. Oktober 2020, 21:08 »
Der Kalibrierfaktor von Dosisleistungsmessgeräten wird in einem Strahlungsfeld bekannten Photonenflusses (und damit Dosisleistung) bestimmt; diese Feld muß größer als die Detektoroberfläche sein! Die Dosis(leistungs)betrachtung erfolgt dabei für ein Feld von der Größe 1 cm² (Energieabgabe auf 1 cm² Gewebefläche); dabei spielt dann die Gesamtkörperoberfläche keine Rolle mehr...
Ups, sorry, da hat sich ein Fehler eingeschlichen: die 1 cm² Dosisbeziehungsfläche wird bei Kontamination der Haut angewendet.

Für die Äquivalentdosisermittlung durch äußere Bestrahlung benutzt man das ICRU-Kugelmodell. Definition: "ICRU-Kugel ist die Bezeichnung für ein von der International Commission on Radiation Units and Measurement (ICRU) eingeführtes Phantom zur Nachbildung des Menschen hinsichtlich der Energieaufnahme durch ionisierende Strahlung. Dieses Phantom besteht aus einer gewebeäquivalenten Kugel von 30 cm Durchmesser mit einer Dichte von 1 g cm−3 und einer Massenzusammensetzung von 76,2 % Sauerstoff, 11,1 % Kohlenstoff, 10,1 % Wasserstoff und 2,6 % Stickstoff. Sie dient der Standardisierung von Dosisbegriffen im Strahlenschutz." Für Dosisleistungsmessgeräte wird dazu die mit der ICRU-Kugel ermittelte Energieübertragung für i.a. Photonenenergie 662 keV des Cs-137/Ba-137m bestimmt und der daraus erlangte Kalibrierfaktor festgelegt, in Einzelfällen auch mit den 1173 keV + 1332 keV-Energien des Co-60.



Die Aktivität von bestellbaren Standard-Präparaten zur Kalibrierung wird mit Aktivitätsmessanlagen, welche mit sogenannten "Sekundär-Standards" turnusgemäß kalibriert werden, bestimmt. Welche Anlagen dazu benutzt werden, hängt von Radionuklid ab. In der Regel werden im Kalibrierschein die Aktivität des Strahlers (Bq, mindestens mit 3% Genauigkeit) und die Oberflächenemission (1/sec) angegeben.

Zur Bestimmung der Aktivität einer alten Flächen-Prüfquelle sollte zumindest das Radionuklid bekannt sein. Nun kann mit einem Kontaminationsmonitor die Impulsrate der Quelle ermittelt und aus dem Handbuch mit benannter entsprechende Effizienz (Wirkungsgrad) für dieses Radionuklid die Aktivität errechnet werden.
Aktivität = Netto-Impulsrate : Effizienz  (Bq = Ips : O,XXX  ;  wobei z.B. 0,1 = 10% wären, 0,2 = 20% ...)
Bei gekapselten Gamma-Punktquellen misst man die Dosisleistung in 1m Abstand und verrechnet den erhaltenen Wert mit der nuklidspezifischen Dosisleistungskonstante. Ist die Aktivität zu gering, um in 1 m Abstand einen aussagekräftigen Wert zu erhalten, kann man auch die DL in 10 cm bestimmen, muß aber dann darauf achten, dass jetzt der Wert 100 (Abstandsquadratgesetz, von 1 m auf 10 cm) drin steckt.

Gruß
Norbert

Henri

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Re: Aktivität einer Probe - GZ vs. Aktivimeter
« Antwort #4 am: 11. Oktober 2020, 22:33 »
Und zum richtig genauen Vermessen benutzt z.B. die PTB Kalorimeter. Die messen den Wärmeeintrag in ein Objekt durch die Strahlung. Da dieser selbst bei sehr hohen Dosen extrem gering ist, muss man allerdings zu einigen Tricks greifen, um da überhaupt was zu messen.

https://www.ptb.de/cms/de/ptb/fachabteilungen/abt6/fb-62/623-einheit-der-wasser-energiedosis/kalorimetrische-bestimmung-der-wasser-energiedosis.html

NoLi

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Re: Aktivität einer Probe - GZ vs. Aktivimeter
« Antwort #5 am: 12. Oktober 2020, 08:41 »
Und zum richtig genauen Vermessen benutzt z.B. die PTB Kalorimeter.

Also bitte, ich hoffe doch nicht, dass jemand hier eine Strahlenquelle besitzt, die diese Methode zur Dosis(leistungs)bestimmung notwendig macht... :o :)
Da steigen ja frühzeitig selbst die militärischen Strahlungsmessgeräte aus. :wacko2:

Nun, die Ärzte der Strahlentherapie kennen da kein Pardon, die knallen auf die Zellen, was notwendig ist, ihnen den Hals umzudrehen. Da braucht es schon härtere und vor allem auch zuverlässige Methoden, die Geräte zur richtige Dosismessung zu prüfen.

Gruß
Norbert

Peter-1

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Re: Aktivität einer Probe - GZ vs. Aktivimeter
« Antwort #6 am: 23. Oktober 2020, 16:56 »
Aus einem älteren Buch. Ist nach meiner Meinung recht brauchbar. Habe dazu auch ein kleines Programm, aber keine Ahnung ob das hier genutzt werden kann.
Gruß aus Bayern - Peter

Erich

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Re: Aktivität einer Probe - GZ vs. Aktivimeter
« Antwort #7 am: 11. Dezember 2020, 20:34 »
Hallo zusammen,

ich bin auf der Suche nach einer Methode Geigerzähler/Zählrohre zu kalibrieren.
Habe ein kalibriertes SR90 Präparat mit Bq und nCi Angabe. Leider hilft mir die Angabe
nicht weiter, da ich nicht weiß mit welchem  welchem Abstand dieser
Wert ermittelt wurde. Als Detektor ist ein LB6357 angegeben. Kennt den Detektor hier jemand?
Kann mir hier jemand weiterhelfen?

Gruß
Erich

NoLi

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Re: Aktivität einer Probe - GZ vs. Aktivimeter
« Antwort #8 am: 11. Dezember 2020, 21:49 »
Der LB-6357 ist ein Xenon-Großflächendetektor zum Kontaminationsmessgerät LB-122.
Der auf der Sr-90 Prüfstrahlerplatte angegebene Kontrollwert in Imp/Sek (ips oder cps) gilt für einen sich unterhalb des Detektors befindlichen Strahler mit direktem Sondenkontakt (also LB-122 mit Detektor LB-6357 direkt auf die Strahlerplatte aufgesetzt).

Zusatz: der auf der Strahlerplatte angegebene ips-Wert gilt nur zum Zeitpunkt (ebenfalls auf der Strahlerplatte vermerkt) der Messung. Auf Grund der inzwischen vergangenen Zeit muß dieser Wert, mit der Halbwertszeit des Sr-90 verrechnet, auf das aktuelle Datum korrigiert werden!!

Gruß
Norbert 
« Letzte Änderung: 12. Dezember 2020, 17:06 von NoLi »