Rubidium als Prüfstrahler

Begonnen von DL3HRT, 11. Juni 2022, 16:43

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DL3HRT

Natürliches Rubidium enthält 27,8% Rubidium-87, einen Betastrahler. Die maximale Betaenergie beträgt 283 keV, so dass man mit dem Emissionsmaximum bei ca. 95 keV rechnen kann. Zum Nachweis der Strahlung kommen daher nur Fensterzählrohre in Frage.

Rubidium ist sehr reaktionsfreudig und wird daher meist in zugeschmolzenen Glasampullen geliefert. Das Glas absorbiert die Strahlung sehr effektiv, so dass man in der Regel nichts messen kann. Ein Ausweg sind Rubidium-Verbindungen. Ich habe einen Versuch mit 10g Rubidiumnitrat (RbNO3) gemacht, welches in einer Petrischale verteilt wurde. Da RbNO3 sehr hygroskopisch ist, muss man es nach der Messung möglichst bald wieder in eine dichte Verpackung bringen.

Gemessen wurde mit dem Block aus zwei Stück SBT-10A. Da die Petrischale nur von einem der beiden SBT-10A erfasst wird, bezieht sich die gemessene Hintergrundaktivität auf beide SBT-10A, die Messung am Rubitiumnitrat jedoch nur auf ein SBT-10A.

Hier die Messwerte über 5 Minuten:
Hintergrund: 1150 Impulse = 230 Impulse pro Minute
RbNO3: 2922 Impulse = 584 Impulse pro Minute

Die Impulsrate hat sich auf 2,5fache erhöht, wobei nur ein SBT-10A zur Erhöhung beigetragen hat.

NoLi

Dann dürfte die Zählausbeute mit dem S.E.I. RANGER und seinem LND-7314 nochmals deutlich besser sein.
Shit, dass ich mein Rubidiumnitrat weggegeben habe...:(

Norbert

Peter-1

Mit meinem RbBr habe ich kein Glück. Konnte unter allen Versuchen keine Aktivität nachweisen.
Gruß  Peter

DL3HRT

Zitat von: Peter-1 am 11. Juni 2022, 23:13Mit meinem RbBr habe ich kein Glück. Konnte unter allen Versuchen keine Aktivität nachweisen.
Mit welchen Detektoren hast du gemessen? Ich habe den Versuch soeben mit 10g Rubidiumiodid (RbI) am Boden einer Petrischale wiederholt.

Hier die Messwerte über 5 Minuten:
Hintergrund: 1206 Impulse = 241 Impulse pro Minute
RbI: 2729 Impulse = 546 Impulse pro Minute

Wie erwartet, ist die Erhöhung der Zählrate etwas geringer gegenüber RbNO3. RbI hat einen Gehalt von 40,2% Rubidium, während RbNO3 einen Gehalt von 58% Rubidium hat.

Bei RbBr sollte es sogar etwas günstiger sein.

opengeiger.de

Nachdem ich kürzlich einen Tipp bekommen habe, dass man Rubidium doch ganz gut im Internet bestellen kann, und zwar in Form des Chlorids, habe ich mir mal 5g dieses weißen Pulvers, das aussieht wie Kochsalz, bestellt. Das natürliche Rubidium enthält zu 27,835% das primordiale Radionuklid Rb87, einen reinen Beta- Strahler mit einer mittleren Energie von 81.7keV und einer Halbwertszeit von 48.1 Mrd. Jahren. Das Salz ist also nur sehr schwach radioaktivaktiv, aber dafür ist es auch nicht so streng reglementiert wie das Kalium (Freigrenze 1E7 Bq nach Anlage 4 StrlSchV) und 81keV sind jetzt auch nicht die Hölle in Dosen. Aber das macht es dann doch auch etwas interessant, denn es stellt ja quasi ,,Soft Beta" Strahlung dar, die nicht so ganz trivial zu messen ist. Das merkt man auch schnell, wenn man mit einem normalen Geigerzähler mit Zählrohr im Plastikgehäuse dran geht. Der zeigt nämlich keinerlei Reaktion. Der Inspector aber mit seinem LND7317 Pancake, der reagiert dann doch sehr deutlich, wenn man das Fenster vorsichtig über die offene Salzoberfläche hält. Das zeigt dann auch, dass der Internethändler zumindest ein Rubidium-haltiges Salz verkauft hat (auf der Verpackung steht 99,9%) und kein Kochsalz.

Nun habe ich mal gerechnet, mit der Halbwertszeit und dem Atomgewicht und Massenverteilung aus Wikipedia kam ich auf eine spezifische Aktivität des Rb87 von 3160.95Bq/g, auf eine spezifische Aktivität des Rb nat. von 879.85Bq/g und eine spezifische Aktivität des RbCl von 622.10Bq/g. Die KI im Internet meint was anderes (was man aber immer hinterfragen sollte). Vielleicht kann das mal jemand ohne ,,Kopflose Intelligenz" nachrechnen. Jedenfalls müsste es deutlich mehr sein, als die spezifische Aktivität des KCl oder K2CO3, da der Massenanteil des radioaktiven Isotops deutlich höher ist.

Nun habe ich mir einen einfachen Prüfstrahler gebaut, wohlwissend, dass ich bei Soft Beta Strahlung schon sehr aufpassen muss mit der Abdeckung des Salzes. Auch die Selbstabschirmung ist ein großes Problem. Nichts desto trotz habe ich mit der elektrischen Laubsäge einfach einen 45mm Kreis aus einer 3mm dicken Kunststoff-Platte gesägt und von der Rückseite her mit einer Alu-Klebefolie verklebt und dann in die 5g RbCl-Salz in diesen Hohlraum gefüllt. Das passt da nämlich gerade so rein. Als Abdeckung für die Oberseite hatte ich zunächst auch Alufolie genommen, aber das dämpft schon gewaltig. Also habe ich ein etwa 50x50mm großes Stück Frischhaltefolie sehr vorsichtig ausgeschnitten und sauber über das Salz geklebt. Damit konnte ich dann keine nennenswerte Dämpfung mehr sehen.

Mein Inspector, der normalerweise einen Hintergrund von 0.9cps hat, zeigt dann mit dem Rb87 Prüfstrahler auf der Frischhaltefolie eine Zählrate von etwa 6.5cps. Schaltet man die Anzeige auf die Dosisleistung um, zeigt er einen Wert von etwas mehr als 1uSv/h an, was jetzt aber natürlich keine vernünftige Dosisleistung darstellt. Mit der Alufolie kam ich mit der statistischen Streuung und der größten Mittelungszeit des Inspector nicht höher als 2.5cps. Ja und so kann man schöne Experimente machen, und schauen was die 81keV Betas um wieviel dämpft. Man hat damit also quasi einen selbstgebauten Beta Attenuation Monitor (BAM). Und das ist doch recht spannend, eindrucksvoll und lehrreich, finde ich  :) . Siehe die Fotos. 


NoLi

Zitat von: opengeiger.de am Gestern um 06:25...
Nun habe ich mal gerechnet, mit der Halbwertszeit und dem Atomgewicht und Massenverteilung aus Wikipedia kam ich auf eine spezifische Aktivität des Rb87 von 3160.95Bq/g, auf eine spezifische Aktivität des Rb nat. von 879.85Bq/g und eine spezifische Aktivität des RbCl von 622.10Bq/g. Die KI im Internet meint was anderes (was man aber immer hinterfragen sollte). Vielleicht kann das mal jemand ohne ,,Kopflose Intelligenz" nachrechnen.   
...
Ich komme auf eine spezifische Aktivität von RbCl von 619,4 Bq/g, habe aber einige Nachkommastellen gerundet; wie man sieht, ist die Differenz minimal.

Norbert

Peter-1

Hallo Bernd,

wenn das RbCl ein reiner Betastrahler ist, was hinterläßt der dann auf einem NaI-Kristall für ein Spektrum?

Grüße
Peter
Gruß  Peter

opengeiger.de

Also ich würde sagen, unter der Voraussetzung, dass Du die niedrigen Beta-Energien ungefiltert sehen kannst, dann müsstest Du ein kontinuierliches Spektrum sehen, das nach den ganz niedrigen und den hohen Energien hin abfällt. Allerdings müsste man dabei bedenken, dass die Wechsewirkung der Elektronen und der Photonen eine ganz andre ist. Gerade bei ganz niederenergetischen Betas wird es vermutlich recht schwierig mit den normalen NaI Kristallen im Alu-Becher noch was zu sehen. Aber das ist jetzt ne Antwort aus dem hohlen Bauch raus. Recherchiert hab ich das nicht. Aber vielleicht wissen es unsere Experten. :unknw:

Peter-1

Ich warte jetzt auf 10 Gramm RbCl  ;D
Gruß  Peter

NoLi

Zitat von: opengeiger.de am Heute um 13:56...
Gerade bei ganz niederenergetischen Betas wird es vermutlich recht schwierig mit den normalen NaI Kristallen im Alu-Becher noch was zu sehen. Aber das ist jetzt ne Antwort aus dem hohlen Bauch raus. Recherchiert hab ich das nicht. Aber vielleicht wissen es unsere Experten. :unknw:
Bei einer Emax-Energie der Betateilchen von 282 keV (die Hauptmenge dieser ß-Teilchen hat einer Energie um die 70 keV) wird im Gamma-Spektrometer nichts davon zu sehen sein.

Norbert