Radioaktivität messen

Elektronik Eigenbau und anderes
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asterix
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24.05.2018, 20:22

Das Thema wurde im edz-Forum schon begonnen. Es gibt ja etliche Methoden mit denen man Radioaktivität messen kann, die dann auch noch relativ einfach zu realisieren sind. Die seinerzeit im edz-Forum vorgestellten und auch praktisch ausprobierten Methoden kopiere ich einmal hier herein, weil ich spätestens, wenn die Tage wieder länger werden in der Richtung noch was machen möchte. Die Motivation dazu war eigentlich der Schwindelkasten von Gabriele Schröter. Und auch der verbreitete Unsinn dazu mit dem die Autoren des NetJournals regelmäßig ihre Leserschaft und auf so genannten Kongressen auch ihr Publikum gegen Bares veräppelt haben. Damit man relativ einfach nachvollziehen kann wie so ein Schwindel in der Öffentlicheit verbreitet wird, werde ich die dahin gehenden Posts auch noch hierher kopieren. Ich bin mir eigentlich ziemlich sicher, dass da auch noch einiges dazu kommen wird. Solange es sich lohnt, wird derartiger Schwindel erfahrungsgemäß im Umlauf gehalten. Und, analoge Vorgehensweisen sind ja auch bei anderen Schwindeleien und auch Betrügereien zu finden.
Zuletzt geändert von asterix am 24.05.2018, 22:38, insgesamt 1-mal geändert.
Das ist meine persönliche Meinung dazu. Basierend auf einer nach bestem Wissen und Gewissen recherchierten Faktenlage.
asterix
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24.05.2018, 20:37

Ich habe vor zwei Jahren einmal angefangen einen Geigerzähler mit einer PIN-Diode als Detektor zu bauen. Das Ding ist dann aber irgendwann in der Schublade verschwunden. Nach der dauerhaft anhaltenden Schwindelei mit der von den üblichen Populisten vorgetäuschten Strahlungsreduzierung von 30% mit dem Blechkasten von Gabriele Schröter, habe ich das Gebastle jetzt wieder aus der Schublade geholt. Ziel ist jetzt u.A. einfach einmal zu schauen, wieviel Geld und Aufwand wirklich notwendig ist um eine Reduzierung der Aktivität eines radioaktiven Präparates um etwa 30% plausibel zu überprüfen.

Interessant ist aber auch, dass es etliche Methoden gib, mit denen man Radioaktivität mit relativ kleinem Aufwand nachweisen kann. Es gibt inzwischen sogar umfangreiche Open Sorce Software für Gammaspektroskopie .Gammaspektroskopie ist allerdings deutlich komplizierter als reine Aktivitätsbestimmung. Bei der Gammaspektroskopie geht es im wesentlichen um "Fingerabdrücke" die einzelne Elemente einer Probe über ein Energiespektrum hinterlassen. Betrachtet werden dabei nur die Unterschiede zwischen den gemessenen Energiespektrallinien. Der Absolutwert der Aktivitäten spielt dabei keine Rolle. Man kann ihn aber über eine Eichkurve ermitteln. Dabei müssen die Messwerte über die jeweilige Messzeit und eine Eichkurve in Absolutwerte umgerechnet werden. Reine Aktivitätsmessung ist deutlich einfacher. Absolut simpel wäre sogar ein Nachweis für die behauptete Reduzierung der Aktivität auf Null:
Auf die Frage eines Investors, ob sich die Strahlung bis auf Null reduzieren lasse, antwortet sie: Ja. Es sei ja auch wirtschaftlich interessant, denn die Installation von Endlagern für den radioaktiven Müll sei sehr kostenaufwändig und unsicher. http://borderlands.de/net_pdf/NET0115S4-9.pdf
Eine Reduzierung auf Null kann man mit so ziemlich allem was im Handel als Geigerzähler und Prüfstrahlern frei erhältlich ist überzeugend plausibilisieren. Der Blechgötze kann das aber ganz offensichtlich nicht. Man hat in dem Milieu die Berichterstattung inzwischen anscheinend praktisch vollständig durch eine regelmäßige Beihilfe in der Anlagebetrügerei ersetzt.

Vielleicht noch ein Tip für alle die auch so ein heiliges Blechle gebastelt haben wie die Gabriele Schröter und darauf brennen die Kiste auszuprobieren, aber keine Lust haben sich in das Thema einzuarbeiten und auch keine 90.000€ für "eine Messung beim PSI" dafür sammeln wollen. Es gibt auch professionelle Aktivitätsmessgeräte für um die 5000€ zu kaufen. Die Bedienung ist nicht schwieriger, als die einer Küchenmaschine. Man kann solche Messgeräte auch mieten und ab und zu gibt es auch günstige gebrauchte Geräte zu kaufen. Und man kann seine Probe bestimmt auch gegen eine kleine Spende bei einem Jagdverband messen lassen. Die haben seit Tschernobyl meistens entsprechende Gerätschaften ( http://www.zeit.de/2010/46/U-Strahlende ... ne/seite-2 ). Man muss dafür auch nicht unbedingt ein Bayerisches Wildschwein erlegen. Ein Kg KCl tut es auch. Da ist radioaktives Kalium drin und es ist als Lebensmittelzusatz frei erhältlich. In der Tabelle im NetJournal vom Januar/Februar 2015 wird ja für Kalium bei einem Test ein Abfall von 30% behauptet. Es gibt da eine Unmenge an frei erhältlichen Materialien, mit denen man so ein Wunder testen kann. Auch Dünger enthält radioaktive Stoffe. Ein kg Dünger ist auch leicht beschaffbar und gut geeignet, weil ja auch bei dem angeblich bei einem Test die Radioaktivität zurückgegangen ist:
Im Forschungszentrum Jülich waren sie dann bereit zu gammaspektroskopischen Messungen, setzten damals Dünger ein, der offenbar radioaktiv geladen ist. Nach den Messungen erhielt sie den Bescheid, es gebe keine positiven Messresultate, das Gerät funktioniere nicht. Nach mehrmaligem Bitten erhielt sie jedoch dann die Messkurven, die der Physiker genau analysierte und feststellte, dass bei gewissen radioaktiven Stoffen die Aktivität um 30% zurückgegangen war ( http://svrswiss.org/pdfs_aso/Prot110714.pdf Juli 2014) .
Und wenn das dann beim Jagdverband auch noch funktioniert, dann wird der bestimmt die ersten 1000 Blechkisten ordern um damit Pilze und vielleicht sogar ganze Wildschweine wieder zu dekontaminieren. Und da wären dann noch etliche andere Anwendungen denkbar. Das wäre doch endlich einmal wirklich etwas zum Wohle aller.

http://borderlands.de/net_pdf/NET0115S4-9.pdf (Januar/Februar 2015)
... Die Frage, was sie am Unternehmer-Meeting zu erreichen hoffe, könne sie wie folgt beantworten: Sie möchte Messungen mit hoch strahlen dem Material an einem Institut wie dem PSI durchführen können. Die abschätzbaren Kosten bei 4’000 Fr./Tag beim PSI würden bei90’000 Fr liegen.
Ich denke einmal, das ist gelinde ausgedrückt hoffnungslos überzogen.

http://www.borderlands.de/net_pdf/NET0512S42-43.pdf (Mai/Juni 2012)
Manche Entwicklung zum Wohle des Menschen und des ganzen Planeten Erde gedeiht im Verborgenen. Wir alle wissen das. So gesehen ist es immer wieder spannend, wenn sich eine Forscherin oder ein Forscher „outet“ und die oftmals jahrzehntelange Arbeit nicht mehr mit sich herumtragen, sondern öffentlich mit den Menschen teilen möchte. So ist es auch in diesem Fall.
Tja, und die Pharisäer lassen auch wieder einmal grüßen, die Opfer von Tschernobyl wohl eher nicht. Es sieht auch hier wieder einmal nur noch danach aus, dass die Opfer einer Katastrophe auch noch instrumentalisiert werden und über die Verbreitung von Fake News Gelder eingesammelt werden. Und das Spiel geht auch in diesem Jahr weiter.

Zurück zur Realisierung der Messeinrichtung. Das Ganze soll also möglichst nichts kosten. Die weitere Auswertung soll mit einem PC möglich sein. Über eine Referenzmessung kann man da sicher auch einen Unterschied von 30% in der Aktivität für zwei Proben deutlich sichtbar machen. Das kann man mit leicht beschaffbarem Probematerial ausprobieren. Beim Wundekasten wäre das dann eine dazu analoge Vorher/Nachher Messung. Vielleicht kann man auch noch das ein oder andere Gammaspektrum darstellen. Aber das liegt derzeit noch in ziemlicher Ferne.

Als Strahlungssensor soll eine BPW34 eingesetzt werden. Die Diode macht einige nA in Sperrrichtung, wenn ein Gammaquant in der Halbleiterschicht absorbiert wird. Die Diode reagiert auch auf Betastrahlung. Entscheidend für die Qualität der Messeinrichtung ist die Umsetzung des winzigen Stroms in ein brauchbares Messsignal. Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten. Im Netz gibt es eine Menge Informationen dazu. Einige ziemlich geniale Bastler haben gut funktionierende Eigenentwicklungen im Netz Open Source zur Verfügung gestellt. Im Wesentlichen beruhen die Schaltungen für die Eingangsstufe immer auf den beiden Prinzipien die ich als nächstes einmal vorstellen möchte.
Das ist meine persönliche Meinung dazu. Basierend auf einer nach bestem Wissen und Gewissen recherchierten Faktenlage.
asterix
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24.05.2018, 21:20

Die erste Variante besteht aus einer direkten Ladungs/Spannungs Umsetzung . Die Idee besteht darin, über den winzigen Durchbruchstrom eine kleine Kapazität schlagartig zu laden und die Ladung dann über einen sehr großen Widerstand langsam wieder abfließen zu lassen. Die Ladung ist ein Maß für die Energie des Strahlungsquantums. In den meisten Fällen wird für die Eingangsstufe ein JFET benutzt. Der hat den Vorteil, dass er einen extrem hohen Eingangswiderstand und eine sehr kleine Eingangskapazität hat. Für die über die Ladung erzeugte Eingangsspannung gilt hier U=Q/C, wobei zu C natürlich auch noch die parasitären Kapazitäten am Eingang der Schaltung zugerechnet werden müssen. Je kleiner die gesamte Eingangskapazität ist, destso höher ist die über die Ladung erzeugte Spannung an der Kapazität. Eine derartige Methode ist hier beschrieben: http://www.elektronik-labor.de/Projekte/Gamma2.html . Anstatt des JFET kann man auch direkt den Eingang eines geeigneten Operationsverstärkers benutzen. Mit einer nicht invertierenden Stufe kommt man leicht auf einen genügend hohen Eingangswiderstand. Geeignete OP mit kleinen Eingangskapazitäten und kleinem Leckstrom sind für unter 1€ leicht beschaffbar. Ich habe dazu einen TLC2272CP benutzt.



Ladungsv_direkt.jpg
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Wichtig ist, dass die PIN-Diode absolut lichtdicht und gut geschirmt verbaut ist. Am einfachsten geht das mit handelsüblicher Alufolie. Die ist auch sowohl für Betastrahlung wie auch und für Gammastrahlung noch gut durchlässig. Die dickere Variante, wie man sie u.A. bei für Leberkässchalen findet, ist auch gut geeignet. Die Schaltung selbst muss auch noch gut abgeschirmt sein. Bei den ersten Versuchen sollte man eine Batterie oder einen Akku und kein Netzgerät benutzen. 18V-Akkus sind allerdings ungeeignet. Der IC kann mit maximal [strike]18V[/strike] 16V betrieben werden. Ein voll geladener 18V-Akku bringt etwa 19V. Der IC hält das nicht lange durch. Die Schaltungen sind extrem empfindlich und reagieren ziemlich unwirsch auf nicht ganz saubere Speisespannungen. Man kann die Schaltungen zum Ausprobieren aber problemlos auf einem kleinen Steckboard realisieren. Das Steckboard stellt man am Besten auf eine Stück Alufolie oder eine Metallplatte und stülpt dann noch eine Metalldose drüber. Leere Erdnussdosen sind gut geeignet. Die fallen eh regelmäßig an, wenn das Popkorn mal wieder alle ist :lol: . Und nicht vergessen, die Schirmung mit der Masse zu verbinden. C4 sollte möglichst nahe an den Beinchen des IC verschaltet werden.

Zum Testen habe ich ein kleines Stück grünes Uranglas direkt auf die Diode gelegt. Man kommt damit auf etwa 14 Impulse/Minute. Das Ergebnis sieht dann so aus:


GG_LV_1PIN.jpg
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An den Ausgangssignalen sieht man deutlich wie die Eingangskapazität der Schaltung schlagartig gefüllt wird um dann wieder langsam über R6 entladen zu werden. Die Entladezeit lässt sich über R6 auch noch problemlos vergrößern.

Für Materialien mit kleinerer Aktivität ist es sinnvoll mehrere PIN-Dioden einzusetzen um die Sensorfläche zu vergrößern.
Das Ergebnis von 3 parallelen PIN-Dioden an der Schaltung sieht wie folgt aus:


GG_LV_3PIN.jpg
GG_LV_3PIN.jpg (118.33 KiB) 1117 mal betrachtet


Bei einer Sensorflächenvergrößerung durch Parallelschaltung hat man in dem Fall allerdings den Nachteil, dass sich damit die Einganskapazität der Schaltung vergrößert was einen Rückgang der Signalspannung zur Folge hat. Gleichzeitig erhöht jede Diode den Rauschanteil im Signal.




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25.05.2018, 09:57

Am verbreitesten ist die Strom/Spannungs Umsetzung. Eine umfangreiche Ausarbeitung zu dem Thema findet man bei http://www.opengeiger.de/StuttgarterGeigerleV1.pdf . Die zweite Möglichkeit die ich getestet habe, lehnt sich an den dort beschriebenen Transimpedanz Verstärker an . Die Schaltung setzt einfach den von der Diode erzeugten Stromimpuls in einen Spannungsimpuls um, der dann noch einmal etwa um den 20 verstärkt wird. Genau genommen wird hier im Wesentlichen der Ladestrom von Variante 1 verstärkt. Bei der Variante ist die Fläche unter dem Peak ein Maß für die Energie des Quantums.

Transimpedanz.jpg
Transimpedanz.jpg (17.78 KiB) 1115 mal betrachtet
Auf C5 kann man auf dem Steckboard verzichten. Da genügt die Kapazität der benachbarten Leisten am IC. Das Stück grünes Uranglas direkt auf der Diode bringt hier folgendes Ergebnis:

GG_TMV_1PIN.jpg
GG_TMV_1PIN.jpg (118.5 KiB) 1115 mal betrachtet
Auch bei der Methode kann man mehrere PIN-Dioden parallel schalten um die Detektorfläche zu erhöhen. Die Amplitude der einzelnen Pulse ändert sich dabei kaum, weil die Dioden an einem sehr niederohmigen Eingang liegen und es damit kaum Rückwirkung auf die anderen Dioden gibt. Das Problem mit den zusätzlichen Rauschanteilen durch die anderen Dioden bleibt allerdings bestehen, weil die Rauschanteile ja immer da sind und die Eingangsstufe alle Eingangsanteile addiert.

Zum Vergleich, habe ich dazu die Schaltung einmal mit 19 parallelen PIN-Dioden betrieben:

GG_TMV_19PIN.jpg
GG_TMV_19PIN.jpg (132.19 KiB) 1115 mal betrachtet
Die Idee war dann eigentlich die Auswertung zunächst einmal mit einem der Soundscope zu machen, weil die Netz teilweise ja auch frei erhältlich sind. Die sind aber leider nur sehr bedingt tauglich. Das größte Problem dabei ist, dass man alle einlaufenden Daten in jeder Einstellung vollständig auswerten und ggf. darstellen muss. Auch teure Oszilloskope machen das meist nicht. Zum Glück gibt es aber eine Menge freier und gut funktionierender Softwaremodule, mit denen man mit erträglichem Aufwand ein auf das Problem zugeschnittenes Oszilloskop programmieren kann. Das war auch der nächste Schritt.




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25.05.2018, 16:55

Die über die Schaltungen generierte Daten sollen über einen PC ausgewertet werden. Die Daten werden dazu in einer Liste gesammelt. Damit man auch noch nachvollziehen kann was man da so einsammelt, lassen sich die Amplitudenverläufe zu den einzelnen Counts mit der Software auch noch grafisch darstellen.

Die alten Soundkarten machen mindestens 44100 Samples (Abtastungen) pro Sekunde. Es wird also etwa alle 23µs ein Wert geliefert. Neuere Soundkarten bieten in der Regel Studioqualität. Das sind 192000 Samples pro Sekunde bzw. alle 5 µs ein Wert. Versuchsweise habe ich einmal 384000 Samples pro Sekunde im Programm eingestellt. Ich konnte es kaum glauben, aber das hat auch problemlos funktioniert. Höhere Werte haben nicht mehr funktioniert. Vor Programmstart sollte ein Stecker in einer entspechenden Eingangsbuchse zur Soundkarte eingesteckt sein.

Für die weitere Auswertung habe ich die zweite Schaltung mit 19 parallel geschalteten PIN-Dioden benutzt. Wer nur eine alte Soundkarte mit 44100 Samples pro Sekunde zur Verfügung hat, kann den Impuls durch Vergrößerung von C5 (auf ~ 6pF-22pF ) verlängern. Dann geht zwar auch die Amplitude zurück, das sollte aber kein Problem sein. Man erkennt die einzelnen Counts aber auch ohne die Zusatzmaßnahme.

Zum Erzeugen einer Liste wird die Log-Funktion für die Triggerung eingeschaltet. Mit jedem Triggerereignis wird dann auch eine Zeile in der Datenliste erzeugt. Beim Triggermode "+Scheitel" wird für die Darstellung auch der Spitzenwert des Pulse ermittelt und in der Liste dokumentiert .


GScope_b1.jpg
GScope_b1.jpg (42.38 KiB) 1114 mal betrachtet


Beim Abspeichern der Liste werden die einzelnen Werte durch Tabs getrennt abgelegt. Das Ganze lässt sich dann relativ einfach in EXCEL weiterverarbeiten. Die Warnungen sollten bei der Erzeugung einer Liste auch eingeschaltet sein. Wenn der Rechner noch anderweitig beschäftigt ist, kann es passieren, dass er mit dem Abarbeiten der einlaufende Daten nicht mehr nachkommt. Er muss dann Daten überspringen, was in der oberen Liste dokumentiert wird. Wenn bei einer Stunde Auswertung ein paar Sekunden fehlen, dann kann man das aber leicht vernachlässigen.


GlScope_L_M.jpg
GlScope_L_M.jpg (87.03 KiB) 1114 mal betrachtet


Einen brauchbaren Triggerpegel ermittelt man am einfachsten über ein entsprechendes Timing:


Triggerpegel_ermitteln3.jpg
Triggerpegel_ermitteln3.jpg (39.48 KiB) 1114 mal betrachtet


Man sollte da deutlich über den Rauschpegel gehen, damit sichergestellt ist, dass die Counts nur noch von der Probe auf dem Sensor stammen können. Die Empfindlichkeit reicht ohnehin für alle gängigen Materialien leicht aus.


In den Ordnern mit den Quellen sind zwei Projektdateien enthalten. Eine fur DEV C++ und eine für CodeBlocks. Zum kompilieren sind GLUT und GLUI erforderlich. Alles im Netz frei erhältlich.



GScope_1_01.zip
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25.05.2018, 16:59

Die Aktivität oder Zerfallsrate einer radioaktiven Stoffmenge ist die Anzahl der Kernzerfälle pro Zeitintervall und wird in Becquerel gemessen. Interessant ist aber, was ein kg eines Stoffes so an Kernzerfällen pro Zeiteinheit produziert. Das Verhältnis der Aktivität zur Masse der Probe heißt spezifische Aktivität. Bei der Messung wird nicht zwischen Alpha-, Beta- und Gammazerfall unterschieden. Jeder Zerfall zählt.

Um nun die Aktivität einer bestimmten Probe bestimmen zu können, wird eine kalibrierfähige Anordnung benötigt. Die Realisierung ergibt sich hauptsächlich aus den Eigenschaften der Strahlung. Getestet werden soll mit Kaliumchlorid. Das Zeug ist u.A. als Hauptbestandteil in etlichen Diätsalzen zu finden und ist auch rein leicht beschaffbar. KCl enthält das Kalium-40 Isotop und ist mit 16 Bq/g leicht radioaktiv. Beim Zerfall entsteht in 89,5% der Fälle das stabile Calcium-40 und sendet dabei ein β Strahlungsquantum mit 1.3 MeV aus und in 10.5% der Fälle das stabile Argon-40, wobei ein 1.5MeV γ-Strahlungsquantum ausgesandt wird. Nun könnte man auf die Idee kommen und einen Geigerzähler einfach an eine 1kG-Beutel mit KCl zu halten und dann einfach 16000Bq auf die Skala zu schreiben. Das funktioniert leider nicht so einfach, auch wenn einige sogar in Naturwissenschaften ausgebildete oder sogar darin promovierte Schwindler, die das ja wissen müssen oder sich zumindest das nötige Wissen anlesen können, die Leute schon einmal mit solchen oder ähnlichen "Messungen" über den Tisch zu ziehen versuchen. Nichts aussagende oder zur Fehlinterpretation geeignete "Messungen" sind bei Schwindlern und Schwindlerinen bekanntlich sehr beliebt. Die Problematik ist hier noch, dass im Gegensatz zur Gammastrahlung bei der Probe ein Großteil der überwiegend vorhandenen Betastrahlung schon in der Eigenmasse absorbiert wird. Je nachdem wo man den Geigerzähler hin hält, bekommt man mal den einen und mal einen anderen Wert angezeigt. Bei einer seriösen Messung müssen die Eigenschaften der unterschiedlichen beim Zerfall auftretenden Strahlungsarten unbedingt berücksichtigt werden.

  • Alphateilchen sind Heliumkerne. Alphateilchen verlieren ihre Energie auf sehr kurzer Strecke. In Luft beträgt die Reichweite nur wenige Zentimeter, im Gewebe weniger als 0,1 mm. Alfastrahlung tritt bei dem hier verwendeten KCl keine auf.
  • Betateilchen sind Elektronen bzw. Positronen. Die auftretenden Betateilchen treten im Wesentlichen mit den Hüllelektronen der Atome in Wechselwirkung. Daraus folgt, dass sie ihre Energie auf desto kürzeren Strecken verlieren, je größer Dichte und Ordnungszahl des Abschirmmaterials sind [2] . Für Prüfstrahler aus KCl (Dichte 1,98 g•cm−3) müsste zur Streckung für die Herstellung schwächerer Proben Kochsalz (Dichte 2,1615 g•cm−3) ganz gut geeignet sein. Natrium hat allerdings eine kleinere Ordnungszahl als Kalium, was bei steigender Verdünnung der Probe eine Änderung bei der auftretenden Bremsstrahlung [3] zur Folge hat. Ich gehe aber davon aus, dass man das vernachlässigen kann. Bei einem Anteil von 50% KCl und 50% NaCl sollten sich die die Aktivität der Probe und damit auch die gemessenen Counts/Zeiteinheit analog zu einem materialkonstanten Prüfstrahler mit 50% Aktivitätsrückgang in etwa halbieren.
  • Gammstrahlung ist eine elektromagnetische Strahlung. Gammstrahlung verhält sich wie Licht, allerdings mit dem Unterschied, dass sie durch so ziemlich alles durch geht.
Die Absorptionskoeffizienten für Alpha-, Beta-, und Gammastrahlung verhalten sich etwa wie 10.000 zu 100 zu 1 [1].

Unterschiedliche Stoffe zerfallen mit unterschiedlichen Anteilen von Alpha-, Beta- und Gammastrahlung. An den Eigenschaften der unterschiedlichen Strahlungsarten sieht man sofort, dass für unterschiedliche Stoffe damit auch unterschiedliche Kalibrierungen erforderlich sind. Im Handel erhältliche Aktivitätsmessgeräte sind meistens auf Proben vorkalibriert die überwiegend cäsiumhaltige Strahler enthalten und eine Dichte von Wasser haben. Das hängt damit zusammen, dass damit meistens die Folgen von Tschernobyl aufgearbeitet werden. Die lassen sich aber auch auf andere Proben kalibrieren.

Normalerweise ist es sinnvoll die Probe zur Messung zu verflüssigen. Die Prüfmasse wird dadurch homogener. Das hätte hier den Vorteil, dass einzelne strahlende Partikel nicht direkt über einer PIN-Diode liegen können, was zwangsläufig das Messergebnis verfälschen würde. Feuchte Proben sind aber beim Experimentieren schlecht zu handhaben. Man kann den Probebehälter auch mit einem kleinen Abstand zum Sensor versehen. Jede einzelne Diode sieht dann etwas mehr von der Unterseite des Probebehälters und ist damit nicht mehr auf eine kleine Probefläche fixiert. Das zur Streckung verwendete Kochsalz hat die gleiche Körnung wie das verwendete Kaliumchlorid.


Literatur:
[1] http://www.wolkersdorfer.info/publicati ... 000009.pdf
[2] http://www.energiewelten.de/elexikon/le ... ahlung.htm
[3] http://www.kernfragen.de/lexikon/bremsstrahlung
[4]http://www.energiewelten.de/elexikon/le ... vitaet.htm
[5]http://scienceblogs.de/nucular/2016/04/ ... enfassung/
Zuletzt geändert von asterix am 26.05.2018, 11:03, insgesamt 1-mal geändert.
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26.05.2018, 09:14

Für den Detektor habe ich die zweite Variante (Transimpedanz Verstärker) mit 19 parallel geschalteten PIN-Dioden benutzt. Die Schaltung hat während längerer Messungen allerdings zum Schwingen geneigt, was die Messung dann unbrauchbar gemacht hat. C5 ist deshalb auf 6.8 pF erhöht worden. Das Array ist in einen Bleiring eingeklebt. Der Bleiring ist allerdings nicht nötig. Ich wollte das Ding ursprünglich in einem Bleirohr verbauen um die Hintergrundstrahlung zu umgehen. Das hat aber kaum etwas gebracht, weil das im Handel erhältliche Blei auch ein wenig strahlt.

Jetzt der Aufbau der Messanordnung.

Das Diodenarray sieht so aus:


Sensor_1.jpg
Sensor_1.jpg (70.27 KiB) 1112 mal betrachtet


Der Sensor ist bündig zur Oberfläche in einer Kunststoffplatte untergebracht. Ich habe dazu "hobbycolor 3mm" aus dem Baumarkt benutzt. Die Platten lassen sich mit dem Messer schneiden. Die Löcher kann man mit einem Zirkel zum Anreißen von Blechen ausschneiden. Die Unterseite wird lichtdicht mit Alufolie verbaut. Die Kabelführung habe ich unter der Aluplatte realisiert. Da muss dann unbedingt auch wieder Alufolie zur Schirmung drüber.


Aufbau_1.jpg
Aufbau_1.jpg (24.07 KiB) 1112 mal betrachtet


Dann die Oberseite mit Alufolie abdecken.


Aufbau_2.jpg
Aufbau_2.jpg (18.97 KiB) 1112 mal betrachtet


Auf die Oberseite kommt dann für den Abstand zum Probebehälter noch eine gelochte 3mm Kunststoffplatte. Das Loch wird später mit einer 3mm dicken Styroporscheibe geschlossen. Für Beta- und Gammastrahlung ist die praktisch kein Hindernis.


Aufbau_3.jpg
Aufbau_3.jpg (13.62 KiB) 1112 mal betrachtet


Das Ganze sieht dann so aus:


Aufbau_5.jpg
Aufbau_5.jpg (22.37 KiB) 1112 mal betrachtet


Als Probebehälter dient der Stopfen eines Abflussrohres (4,8 cm Durchmesser). Als Anschlag werden noch drei Stücke Kunststoff auf die obere Platte geklebt. Es ist wichtig, dass der Behälter immer gleich fixiert wird.


Aufbau_6.jpg
Aufbau_6.jpg (20.68 KiB) 1112 mal betrachtet

Der Kunststoff des Behälters lässt Betastrahlung nur schlecht durch. Der Boden wird deshalb aus dem Behälter herausgeschnitten und durch eine dünne Aluscheibe ersetzt. Ich habe die aus einer alten Leberkäseschale zugeschnitten. Notfalls kann man auch eine Scheibe aus dünnem Kunststoff (z.B. von einem Gefrierbeutel) benutzen. Das ist aber nicht so haltbar.


Behaelter.jpg
Behaelter.jpg (11.45 KiB) 1111 mal betrachtet


So sieht das Ganze dann bei einer Messung aus.


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26.05.2018, 09:19

Jetzt noch die Messungen.

Zunächst wird der Probebehälter bis etwa 2mm unter den Rand mit dem ja nicht strahlenden Kochsalz befüllt um die aus der Hintergrundstrahlung resultierende Nullrate zu bestimmen. Zur Kontrolle kann man noch eine Messung mit einem leeren Probebehälter machen. Die gemessenen Aktivitäten müssten etwa die Gleichen sein. Wichtig ist, dass alle Messungen unter den gleichen Randbedingungen erfolgen. Insbesondere der Triggerpegel muss für alle Messungen der gleiche sein. Um verwertbare Ergebnisse zu bekommen sollten mindestens 2000 counts gemessen werden. Das dauert bei dieser Messung 8-9 Stunden. Die Fehlertoleranz wird mit jedem Count kleiner. Entscheidend ist die letzte Zeile. Nach 777,5 Minuten wurden insgesamt 3034 Counts gelistet. Macht 3034 counts/777,5 min = 3,9 counts/min.

Der zweite Schritt besteht dann aus einer Messung mit reinem Kaliumchlorid. Dazu wird der Probebehälter bis etwa 2mm unter den Rand mit Kaliumchlorid gefüllt. Die Füllung darf nicht zusammengedrückt werden. Die 2000 counts zu messen dauert hier etwa eine Stunde. Dabei wird die Summe der aus dem Kaliumchlorid resultierenden und der aus der Hintergrundstrahlung resultierenden Aktivität gemessen. Ich bin da nach 2025 Counts auf 2025 counts/66,8 min = 30,3 counts/min gekommen.

Zum Erhalten der Aktivität die nur noch aus dem Kaliumchlorid resultiert muss dann die aus der Hintergrundstrahlung resultierende Aktivität von dem zweiten Messwert abgezogen werden. Damit ist erst einmal bestimmt, dass zur spezifischen Aktivität von Kaliumchlorid (16 Bq/g), für den Aufbau die über die Messung bestimmten (30,3-3,9) counts/min= 26, 4 counts/min gehören. Dass 0 counts/min mit 0 Bq/g zu Buche schlagen versteht sich von selbst. Den Zusammenhang kann man dann schon einmal grafisch darstellen.


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kalibrierung.jpg (80.57 KiB) 1110 mal betrachtet


Wenn bei allen Messungen gleiche Randbedingungen herrschen, dann müssen alle bei einer Aktivitätsverringerung gemessenen Messwerte in etwa auf der entsprechenden Linie liegen. Das kann man dann auch noch überprüfen.

Nun gibt es im Gegensatz zur Behauptung einiger Schwindler/Schwindlerinen keine Möglichkeit die Radioaktivität eines Materials einfach einmal um 30% oder sogar auf 0 zu reduzieren. Für eine natürliche Reduzierung um 50% müsste man beim verwendeten Kalium etwa 1,27 Milliarden Jahre warten. Die Aktivitätsverringerung der Probe wird deshalb über eine Verdünnung durch Beimischung von Kochsalz bewerkstelligt. Zum Ausprobieren habe ich folgende Mischungen verwendet:


12.5% Aktivität: 12.5g KCl + 87.5g NaCl
25.0% Aktivität: 25.0g KCl + 75.0g NaCl
50.0% Aktivität: 50.0g KCl + 50.0g NaCl
75.0% Aktivität: 75.0g KCl + 25.0g NaCl


Vor dem Abwiegen sollte man die Zutaten noch sieben. Insbesondere das KCl enthält etliche Klumpen die auch wiederum das Messergebnis verfälschen können. Beim Abwiegen sollte man sehr sorgfältig vorgehen. Das Ganze muss auch gut gemischt werden, damit keine lokalen Fehlerquellen entstehen. Einige Messungen dauern ziemlich lange. Schlamperei wird da hart abgestraft.

Der Probebehälter wird nach gründlicher Reinigung für jede Messung wieder bis etwa 2mm unter den Rand mit der jeweiligen Mischung gefüllt. Die Füllung darf nicht zusammengedrückt werden. Und es müssen immer mindestens 2000 counts gemessen werden.

Gemessen wurden über die etwa 2000 counts folgende Werte:


12.5% Aktivität: 6,08 counts/min
25.0% Aktivität: 9,26 counts/min
50.0% Aktivität: 17,62 counts/min
75.0% Aktivität: 24,34 counts/min


Die Listen mit den Messungen sind in der Anlage zu finden.

Auch von diesen Messwerten muss dann der Wert von 3,9 counts/min für die Hintergrundstrahlung abgezogen werden bevor der jeweilige Wert in die Grafik kommt.

Das Ergebnis sieht dann wie folgt aus:


ueberpuefung.jpg
ueberpuefung.jpg (71.2 KiB) 1110 mal betrachtet


Geht ganz ohne Messung beim PSI, kostet fast nichts und ist mit handelsüblichen Materialien leicht machbar.



Noch ein Beispiel wie man auch mit seriösen Messergebnissen die man einfach mit ein paar ganz nach belieben gestalteten Ergänzungen versieht die Leute veräppeln kann. Das im oberen Versuch verwendete Kalium (K 40) ist da übrigens auch dabei. In einer wissenschaftlichen Publikation würde man so etwas sicherlich als ziemlich plumpen technischen Betrugsversuch bezeichnen.

http://borderlands.de/net_pdf/NET0115S4-9.pdf
schwindel.jpg
schwindel.jpg (108.78 KiB) 1110 mal betrachtet
Ich denke einmal mit Fug und Recht kann man so einen Unsinn bestenfalls als offensichtlich auch noch vorsätzliches Gauklertum zum Zwecke der wohlgefälligen Befriedigung des Publikums bezeichnen. Das, zumal alle an der Verbreitung des Unsinns Beteiligten über das tatsächliche Ergebnis der Messungen informiert waren. Was damit noch so bezweckt werden soll, darüber kann sich jeder selbst seine Gedanken machen. Reduziert hat sich allenfalls die Barschaft des Publikums, das ja für die geistige Abfüllung mit solchem Unsinn auch noch gezahlt hat.




Hier gibt es noch ein paar detailiertere Informationen zu Messungen zur Radioaktivität in Nahrungsmitteln:
http://scienceblogs.de/nucular/2018/01/ ... ng-messen/
Lustiger Weise handelt es sich bei dem Autor auch noch um einen Physiker der derzeit am Forschungszentrum Jülich promoviert. Dort ist ja offensichtlich das "Wunder" von Gabriele Schröter gemessen worden.


DatenMA.zip
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Das ist meine persönliche Meinung dazu. Basierend auf einer nach bestem Wissen und Gewissen recherchierten Faktenlage.
asterix
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26.05.2018, 10:28

Bei Ebay werden derzeit ziemlich günstige Geiger-Müller Zählrohre aus russischen Militärbeständen angeboten. Ich habe da einmal zugeschlagen. Allgemein gebräuchlich ist das russische SBM20 . Das habe ich mir bestellt. Zusätzlich dazu habe ich mir noch ein deutlich günstigeres SI3BG bestellt. Davon kann ich nach den ersten Tests aber nur abraten. Das SI3BG reagiert nur auf harte Strahlung. Wenn mit dem Ding der Geigerzähler anfängt merklich zu ticken, dann ist meist schon alles zu spät. Das SBM20 ist mit einer Nullrate von etwa 20 Counts/Minute für den Hausgebrauch aber recht brauchbar. Das sind auch deulich mehr, als die etwa 4 Counts/Minute beim PIN-Dioden Zähler. Wer höhere Raten braucht, kann mehrere Zählrohre parallel schalten. Mit jedem Zählrohr steigt die Rate um etwa 20 Counts/Minute. Das Zählrohr kostet um die 10€. Und aufpassen, es werden merkwürdigerweise auch als defekt deklarierte Röhren zum annähernd gleichen Preis.
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asterix
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26.05.2018, 10:33

Das Zählrohr arbeitet in einem Bereich von 380-460V. Die erste Herausforderung ist Erzeugung der erforderlichen Hochspannung. Mit einem einfachen Steep-up-Wandler kommt man aber relativ leicht zum Ziel.

Bitte unbedingt beachten, dass hier in den Schaltungen sehr hohe Spannungen auftreten. Das Ganze ist nicht ungefährlich. Für einen Nachbau sollte man schon über einige Erfahrung in dem Bereich verfügen.


s_0_1u2.jpg
s_0_1u2.jpg (27.7 KiB) 1109 mal betrachtet


Die einfache Schaltung macht problemlos über 7V Speisespannung etliche hundert Volt am HV-Ausgang.

Die Schaltung zieht weniger als 20mA. Und der Strom lässt sich durch einige einfache Zusatzmaßnahmen auch noch auf einen sehr kleinen Bruchteil dieser 20mA reduzieren. Aber eines nachdem anderen.

Die erste Stufe besteht aus einemRechteckgenerator der über einen Schmitt Trigger in CMOS (CD4093B bzw. MC14093B) realisiert ist. Der IC kann mit Spannungen von 3V-15V betrieben werden und beinhaltet 4 Schmittrigger. Die zweite Stufe nutzt die Tatsache, dass schnelle Magnetfeldänderungen in einer Spule hohe Spannungen zur Folge haben.


s_0_3.jpg
s_0_3.jpg (24.36 KiB) 1109 mal betrachtet


Wenn der Rechteckgenerator eine positive Spannung V(uo) liefert steigt der Strom I(l1) und analog dazu das Magnetfeld relativ langsam an. Wenn die Spannung dann aber auf 0 geht, geht auch der Strom schlagartig zurück. Das Magnetfeld bricht ebenfalls schlagartig zusammen, was eine entspechend hohe Induktionsspannung V(ul) zur Folge hat. Die resultierende Induktionsspannung ist ja proportional zur Magnetfeldänderung. C2 wird dann über den Strom durch die Diode mit der Zeit auf die Spitzenspannung von V(ul) aufgeladen.

Wenn man die Schaltung so ausprobiert, dann sollte man unbedingt einen FET mit einer internen Z-Diode als Überspannungsschutz benutzen. Die Spannung wird dann sicher begrenzt, bevor der FET zerstört wird. Ich habe bei den ersten Versuchen einen STD3NM60 benutzt. Leider habe ich kein LTSpice Modell dazu gefunden und musste deshalb in der Simulation einen anderen FET benutzen. Es funktioniert aber mit den meisten FET. Man muss nur darauf achten, dass die maximal zulässige Drain-Source-Spannung hoch genug ist und die Gate-Spannung zum Duchschalten kleiner als die vom Rechteckgenerator gelieferte Spannung ist. In der endgültigen Schaltung habe ich für den FET einen 2N60 benutzt. Der kommt am Gate mit relativ kleinen Spannungen zurecht, wodurch man auch auf kleinere Betriebsspannungen kommen kann. Außerdem hat er eine relativ kleine Eingangskapazität, was für den Rechteckgenerator eine entsprechend kleine Last zur Folge hat. Leider ist für den Typ auch kein Spice-Modell auffindbar.

Als nächstes muss dafür gesorgt werden, dass die Spannung auf den zum Bertieb des Zählrohrs erforderlichen Wert von etwa 420V begrenzt wird.



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26.05.2018, 10:37

Die Spannungsbegrenzung kann man einfach über ein paar Z-Dioden erreichen. Ich habe hier 4 Z-Dioden100V und eine Z-Diode 20V benutzt.


s_1_1.jpg
s_1_1.jpg (111.49 KiB) 1106 mal betrachtet


Damit ist auch der FET gegen Überspannung geschützt.
Man kommt bei der Konstellation auf etwa 420 V in der Simulation. Nun ist es natürlich eine ziemliche Verschwendung, wenn man den überschüssigen Strom einfach dauerhaft über die Z-Dioden zur Masse führt. Deutlich sinnvoller wird das Ganze, wenn man nach dem Erreichen der Betriebsspannung den Rechteckgenerator abschaltet und erst wieder einschaltet, wenn die Spannung unter die erforderliche Betriebsspannung der Röhre sinkt. Über das zweite Eingangsbeinchen des Schmitt-Triggers kann man den Rechteckgenerator abschalten, wenn man das auf 0V legt. Die Sache hat aber noch einen Haken. Da der Schmitt-Trigger invertiert liegt dessen Ausgang dann auf High was zur Folge hat, dass der FET dauerhaft durchgeschaltet wird. Ein zusätzlicher Schmitt-Trigger zur Invertierung schafft da Abhilfe.


s_1_2.jpg
s_1_2.jpg (16.28 KiB) 1106 mal betrachtet


Bei abgeschaltetem Rechteckgenerator fließt dann auch kein Strom mehr durch den FET.

Jetzt muss noch eine Regelspannung erzeugt werden über die dann die Hochspannungserzeugung bedarfsgerecht ein- und ausgeschaltet wird. Das wird dann der nächste Schritt.


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26.05.2018, 10:40

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s_2_2.jpg (51.83 KiB) 1105 mal betrachtet


Die Regelspannung erhält man einfach über einen zu den Z-Dioden in Reihe geschalteten Widerstand. Sobald die Z-Dioden durchschalten fießt ein Strom durch den Widerstand. Mit der resultirende Spannung wird wieder ein Schmitt-Trigger angesteuert, der wiederum den Rechteckgenerator ein- bzw. ausschaltet (V(n005)). Die Schmitt-Trigger-Eingänge vertagen maximal 0.5 V über der Speisrspannung am Eingang. Die Diode am Eingang fängt an zu leiten, wenn die Eingangsspannung über die Speisespannung kommt. Der 10 Mohm Widerstand dient als Schutzwiderstand zur Strombegrenzung durch die Diode. Beim Ausprobieren muss man hier darauf achten, dass man die Schaltung abschirmt, weil hier ein extrem hochohmiger Eingang vorhanden ist. Da stört jedes kleine E-Feld. Der mittlere Strom den die Schaltung zieht, geht mit der Steuerung um den Faktor 500-1000 zurück. Wenn man R3 vergrößert kommt man noch weiter runter. Allerdings muss man dann darauf achten, dass die Leckströme der Z-Dioden eine immer größere Rolle spielen. Bei der Auswahl der Z-Dioden sollte man welche mit moglichst kleiner maximaler Verlustleistung wählen, weil da auch die parasitären Werte am geringsten sind. In der endgültigen Variante habe ich BZX85C100 verwendet.

Jetzt fehlt nur noch die Anzeigeeinheit.



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26.05.2018, 10:42

3 von den 4 im IC enthaltenen Schmitt-Trigger sind damit schon einmal verbraucht. Für die Anzeige reicht aber einer zum Glück aus. Damit wird dann eine Leuchtdiode angesteuert.


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s_3_1_.jpg (86.61 KiB) 1104 mal betrachtet
s_3_2.jpg
s_3_2.jpg (15.56 KiB) 1104 mal betrachtet


Das Zählror wird über einen Widerstand von 10 Megaohm an die Hochspannung angebunden. C5 lässt nur den Wechselanteil der durch die Strahlung verursachten Spannungsäderung an der Röhre durch. Die beiden Dioden dienen wieder der Spannungsbegrenzung für den Eingang des Schmitt-Triggers der die LED ansteuert. Die Spannung kann sich dort nur zwischen (-UF) und (Speisespannung + UF) bewegen. Idealerweise kann man hier auch Schottky-Dioden benutzen, weil die ein kleineres UF haben als Silizium-Dioden. Zusätzlich reduziert der Spannungsteiler aus R6 und R7 die Eingangsspannung noch um etwa 9%.

Das Ganze lässt sich ziemlich einfach auf einer Streifenplatine realisieren. Die Verdrahtung kann man mit LTSpice planen und auch ausprobieren. Bei zu umfangreichen Schaltungen macht die neueste Version von LTSpice allerdings Schwierigkeiten in Form einer nichtssagenden Fehlermeldung beim Laden. Meist reicht es dann aber ein paar unbenutzte Streifen zu löschen.


s_3_3_1.jpg
s_3_3_1.jpg (55.97 KiB) 1104 mal betrachtet


Aufgebaut sieht das Ganze dann wie fogt aus:


s_3_4.jpg
s_3_4.jpg (34.51 KiB) 1104 mal betrachtet


Beim Ausprobieren in der Praxis muss man unbedingt beachten, dass immer alle Eingänge des IC auf definiertem Potential liegen. Die Eingänge sind so hochohmig, dass kleinste Störfelder Umschaltungen an offenen Eingängen bewirken können. Die Steuereingänge mit den Megaohm-Widerständen bleiben empfindlich gegen Störfelder. Zum Ausprobieren muss die Schaltung deshalb immer gut geschirmt sein. Im Betrieb natürlich auch.

Ich habe die Schaltung mit unterschiedlichen MOSFET getestet. Das waren die Typen STD3NM60 u, 2N60 . Der STD3NM60 funktioniert bei etwa 6V Speisespannung . Der 2N60 bei 3.5V. Beide Tests bei Zimmertemperatur. Ansonsten begrenzen die maximal zulässigen 18V für den IC die maximal zulässige Betriebsspannung. Man sollte die Schaltung aber immer im unteren zulässigen Spannungsbereich betreiben, wenn man den Stromverbrauch minimieren will. Die Schaltung zieht bei 5V Betriebsspannung etwa 30µA. Bei 10V Betriebsspannung sind es etwa 100µA.



steep_up3.zip
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26.05.2018, 10:48

Mit einem kleinen Arduino nano kann man noch eine relativ einfache Anzeige realisieren. Die Ausgabe erfolgt über ein LCD-Display . Im ersten Anlauf wird hier der Stromverbrauch nicht optimiert. Es ist aber auch beim Arduino möglich, die Stromaufnahme bis in den µA-Bereich hinein abzusenken .

Die Verschaltung ist schnell realisiert:


s_4_1_2017-11-21.jpg
s_4_1_2017-11-21.jpg (52.64 KiB) 1103 mal betrachtet


RS an Arduino Pin D4
Enable; an Arduino Pin D5
LCD_D4 an Arduino Pin D6
LCD_D5 an Arduino Pin D7
LCD_D6 an Arduino Pin D8
LCD_D7 an Arduino Pin D9
RW an 0V
VSS an 0V
VDD an +5V
VO über 4.7K Trimmer an 0V (Kontrasteinstellung)
K an 0V (Masse Hintrgrundbeleuchtung)
A über 220 Ohm an +5V (Vorwiderstand LED Hintrgrundbeleuchtung)
Der Ausgang des Schmitt-Triggers kommt an den Pin D2 des Arduino.

Jetzt braucht man noch eine Zählrate=counts/Zeit für die Anzeige. Nun hat man beim Geiger-Müller-Zählrohr nach jedem Count noch eine Totzeit in der nicht gemessen werden kann. Beim SBM20 sind 190 µs Totzeit angegeben. In der Praxis habe ich allerdings einen deutlich höheren Wert gemessen. Im Programm sind deshalb 900µs veranschlagt. Während der Zeit wird nicht gezählt. Der Wert kann ruhig über dem im Datenblatt anggegebenen Wert liegen, zumal er auch schaltungsabhängig ist. Nur wenn er drunter liegt, kommt es zu Fehlanzeigen. Die Messzeit beträgt (Gesamtzeit-gemessene_counts*Totzeit)
Damit ergibt sich für die Zählrate:
Zählrate =gemessene_counts / (Gesamtzeit-gemessene_counts*Totzeit)

Der Programmcode für die Anzeige:

Code: Alles auswählen

//****************************************** Einstellungen Arduino IDE ****************************************************
// Werkzeuge -> Board: Arduino nano
// Werkzeuge -> Programmer: Arduino as ISP (lsow)
// Werkzeuge -> Port: COM Port an dem der Arduino angeschlossen ist
// Unter Sketch -> Bibliothek -> Bibliotheken verwalten einbinden muss die LiquidCrystal-Bibliotek eingebunden sein.
// Sketch -> hochladen spielt das Programm auf den Arduino
// ************************************************************************************************************************
#include <LiquidCrystal.h>


const byte interruptPin = 2; //Pin zum Geigerzähler Beim Arduino Nano Pin 2 oder Pin 3

unsigned long counts = 0; // Zähler
unsigned long tm0=0; // Zeit bei Start der Messung
const float totzeit=0.900; // Totzeit/Erholzeit des Zählrohres in der Schaltung in ms
//**********************************************************************************
//****************************** LCD-Anzeige ***************************************
//**********************************************************************************
const byte LCD_RS=4; //an Arduino Pin D4
const byte LCD_Enable=5; //an Arduino Pin D5
const byte LCD_D4=6; //an Arduino Pin D6
const byte LCD_D5=7; //an Arduino Pin D7
const byte LCD_D6=8; //an Arduino Pin D8
const byte LCD_D7=9; //an Arduino Pin D9
LiquidCrystal lcd(LCD_RS,LCD_Enable,LCD_D4,LCD_D5,LCD_D6,LCD_D7);
//RW -> 0V
//VSS -> 0V
//VDD -> +5V
//VO -> über 4.7K Trimmer an 0V
//K -> 0V Masse Hintrgrundbeleuchtung
//A -> über 220 Ohm an +5V (Vorwiderstand LED Hintrgrundbeleuchtung)
//**********************************************************************************




void count()
{
static unsigned long t0=0,pulsbreite=(unsigned long)(1000.0*totzeit);
unsigned long t=micros();

if((t - t0) <= pulsbreite)
return;
++counts;
t0 = t;
}



void setup()
{
pinMode(interruptPin,INPUT);

attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin), count,FALLING);

lcd.begin(16, 2);
tm0=millis();
}

void LCDOut(unsigned long tm)
{
unsigned long s=tm/1000;
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(counts);
lcd.print(" c ");
lcd.setCursor(7 , 0);
lcd.print(s/60);
lcd.print(":");
lcd.print(s%60);
lcd.print(" min ");
if(s < 1)
return;
lcd.setCursor(0, 1);
float cps=(float)(60000*counts)/((float)tm-counts*totzeit);
lcd.print(cps,1); // 1 Nachkommastelle
lcd.print(" c/min ");
}
void loop()
{
unsigned long tm=millis()-tm0;
LCDOut(tm);
if(counts > 500)
{
counts=0;
tm0=millis();
}
delay(3000);
}

Zum Aufspielen der Software kann man die Arduino IDE benutzen.

Das Übertagen des Programmes ist damit ziemlich einfach:
  • Unter Sketch -> Bibliothek -> Bibliotheken verwalten einbinden muss die LiquidCrystal-Bibliotek eingebunden sein.
  • Werkzeuge -> Board: Arduino nano einstellen
  • Werkzeuge -> Programmer: Arduino as ISP (lsow) einstellen
  • Werkzeuge -> Port: COM Port an dem der Arduino angeschlossen ist einstellen
  • Sketch -> hochladen: spielt das Programm auf den Arduino

Jetzt muss man noch von der Zählrate auf die gängigen µS/h kommen.
Zuletzt geändert von asterix am 04.06.2018, 12:09, insgesamt 1-mal geändert.
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asterix
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26.05.2018, 11:13

Für die Äquivalentdosis gilt: H = A*Dosiskonversionsfaktor
Die Aktivität ist proportional zur Zählrate. Der Dosiskonversionsfaktor ist aber Stoffabhängig , weil hier noch die übertragene Energiedosis und die relative biologische Wirksamkeit der verschiedenen Strahlenarten mit eingehen.
Ein Umrechnungstool für verschiedene Stoffe findet man hier.

Eigentlich sieht man hier sofort, dass man mit einem Wert zur Äquivalentdosis überhaupt nichts anfangen kann, wenn man nicht weiß, unter welchen Randbedingungen der zustande gekommen ist. Geiger-Müller-Zählrohre können ja gar keine Energiedosen messen und auch nicht zwischen unterschiedlichen Strahlungsarten unterscheiden. Die Angabe der Zählrate in Verbindung mit dem Typ des Zählrohrs ist da eigentlich wesentlich aussagekräftiger. Unter der Randbedingung, dass der Dosiskonversionsfaktor überall wo man messen will gleich ist, kann man aber zu einem brauchbaren Messwert zur Äquivalenzdosis kommen. Bei Freiluftmessungen trifft das ganz gut zu, weil da ja immer im gleichen Medium gemessen wird. Die Sonden im ODL-Messnetz sind größtenteils auch mit Geiger-Müller-Zählrohren ausgerüstet und mit Cs-137 kalibriert. Der Aufbau der Sonden ist hier näher beschrieben. . Gemessen wird damit die Gamma- Ortsdosisleistung . Für die Positionierung der Sensoren gibt es genaue Vorschriften. Interessant ist auch noch, was da so gemessen wird und wie das dann den jeweiligen Randbedingungen entsprechend interpretiert wird. Aktuelle Messwerte zu Standorten aus ganz Deutschland findet man hier . Aber jetzt zum Umrechnungsfaktor für die Anzeige in µSv.

Aus den angeführten Beziehungen ergibt sich für die Anzeige:
  • Anzeige in µSv=gemessene_counts/Messzeit*Umrechnungsfaktor



Aus dem Wert zur mittleren Strahlenexposition im Freien von etwa 1.0 mSv/ jahr und der dadurch verursachten Leerrate des Zählrohrs von 21.3 counts/min kann man den Umrechnungsfaktor ermitteln:
 
  • 1.0mSv/ jahr =21.3 counts/min *Umrechnungsfaktor
  • Umrechnungsfaktor=1.0mSv/525600min / 21.3 counts/min=0.08932nSv/count


Als mittlere stündliche Strahlenexposition aus gemessenen 21.3 Counts/min ergibt sich dann:

[li]0.08932nSv/count * 21.3 Counts/min * 60min=0.114µSv/h[/li]



Das deckt sich auch ganz gut mit anderen Rechnungen, bei denen auch ein SBM-20 verwendet wurde :
... bei Annahme dass 1µSV/h = 2,917 Impulse / 1 Sek. sind (bei SBM-20 Rohr). ...
http://www.4n-gx.de/R02_de.html
Als Äquivalentdosis ergibt sich hier für die gemessenen 21.3 Counts/min:
1 Count/s <-> 1/2,917 µSv/h = 0.343 µSv/h
21.3 Counts/min = 0.355 Counts/sec
0.355 Counts/sec*0.343 µSv/h=0.122µSv/h
 
ip = ip' / ( 1 - (T x ip'))
ip' - gemessene Pulse
T - die Totzeit des Geigerzählers (SBM-20 190µS)
ip - die korrigierten Pulse
Die Strahlung wird bei SBM-20 wie folgt berechnet: (Gamma-Ortsdosisleistung (ODL) in µSv/h)
ODL[uSv/h] = ip / 87,5 (ip gemessen in 30 Sekunden)
http://www.4n-galaxy.de/R10_de.html
Die Totzeitkorrektur ist hier etwas anders formuliert, es kommt aber das gleiche heraus wie bei der Korrektur die im vorigen Post beschrieben ist.
Für die Äquivalentdosis ergibt sich hier:
21.3 Counts/min=10.65 Counts/30s
10.65/87,5=0.122 µs/h

Man muss dazu allerdings noch anmerken, dass ein Messwert aus knapp 11 counts sehr ungenau ist.


In dem hier beschriebenen Gerät wird ebenfalls eine SBM20 benutzt und das Gerät arbeitet mit dem gleichen Umrechnungsfaktor. Die Anzeige stimmt dort laut Beschreibung mit dem Ist-ODL-Wert gut überein.

Und damit nicht jeder anderes kalibriert, benutze ich ersteinmal den gleichen
Umrechnungsfaktor: (0.343 µSv/h) / (1count/s) bzw. (5.717nSv/h)/(1count/min) bzw. (0.095283 5.717nSv/min)/(1count/min) bzw. 0.095283 5.717nSv/count.
 

Code: Alles auswählen

//****************************************** Einstellungen Arduino IDE *****************
// Werkzeuge -> Board: Arduino nano
// Werkzeuge -> Programmer: Arduino as ISP (lsow)
// Werkzeuge -> Port: COM Port an dem der Arduino angeschlossen ist
// Unter Sketch -> Bibliothek -> Bibliotheken verwalten einbinden muss die LiquidCrystal-Bibliotek eingebunden sein.
// Sketch -> hochladen spielt das Programm auf den Arduino
// ************************************************************************************************************************
#include <LiquidCrystal.h>


const byte interruptPin = 2; //Pin zum Geigerzähler Beim Arduino Nano Pin 2 oder Pin 3 möglich

unsigned long counts = 0; // Zähler
unsigned long tm0=0; // Zeit bei Start der Messung
const float totzeit=0.900; // Totzeit/Erholzeit des Zählrohres in der Schaltung in ms
//**********************************************************************************
//****************************** LCD-Anzeige ***************************************
//**********************************************************************************
const byte LCD_RS=4; //an Arduino Pin D4
const byte LCD_Enable=5; //an Arduino Pin D5
const byte LCD_D4=6; //an Arduino Pin D6
const byte LCD_D5=7; //an Arduino Pin D7
const byte LCD_D6=8; //an Arduino Pin D8
const byte LCD_D7=9; //an Arduino Pin D9
LiquidCrystal lcd(LCD_RS,LCD_Enable,LCD_D4,LCD_D5,LCD_D6,LCD_D7);
//RW -> 0V
//VSS -> 0V
//VDD -> +5V
//VO -> über 4.7K Trimmer an 0V
//K -> 0V Masse Hintrgrundbeleuchtung
//A -> über 220 Ohm an +5V (Vorwiderstand LED Hintrgrundbeleuchtung)
//**********************************************************************************



void count()
{
static unsigned long t0=0,pulsbreite=(unsigned long)(1000.0*totzeit);
unsigned long t=micros();

if((t - t0) <= pulsbreite)
return;
++counts;
t0 = t;
}



void setup()
{
pinMode(interruptPin,INPUT);

attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(interruptPin), count,FALLING);

lcd.begin(16, 2);
tm0=millis();
}

void LCDOut(unsigned long tm)
{
unsigned long s=tm/1000;
int m=s/60;
lcd.setCursor(0, 0);
lcd.print(counts);
lcd.print(" c ");

if(m < 10)
lcd.setCursor(8 , 0);
else
lcd.setCursor(7 , 0);
lcd.print(m);
lcd.print(":");
lcd.print(s%60);
lcd.print(" min ");
if(s < 1)
return;
lcd.setCursor(0, 1);
float cpm=(float)(60000*counts)/((float)tm-counts*totzeit);
if(cpm < 100)
lcd.print(cpm,1); // 1 Nachkommastelle
else
lcd.print(cpm,0);
lcd.print("cpm ");

float sv=cpm*5.717/1000.0;
lcd.setCursor(8,1);
if(sv < 10)
lcd.print(sv,3); // 3 Nachkommastelle
else if(sv < 100)
lcd.print(sv,2); // 2 Nachkommastelle
else if(sv < 1000)
lcd.print(sv,1); // 1 Nachkommastelle
else
lcd.print(sv,0);
lcd.print("\344Sv/h ");

}
void loop()
{
unsigned long tm=millis()-tm0;
LCDOut(tm);
if(counts > 500)
{
counts=0;
tm0=millis();
}
delay(3000);
}



s_4_2_2017-11-22.jpg
s_4_2_2017-11-22.jpg (156.49 KiB) 1102 mal betrachtet




[Edit 05.12.2017] In der Anzeige fehlt das /h bei der Äquivalentdosis (0.128µSv -> 0.1228µSv/h).
Zuletzt geändert von asterix am 04.06.2018, 12:11, insgesamt 2-mal geändert.
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26.05.2018, 11:16

Man soll es nicht glauben, aber die Schwindler/Schwindlerinen sind mit ihrem Blechkasten immer noch unterwegs. Reproduzierbare Messungen können sie natürlich nach wie vor nicht vorweisen, obwohl das ganz einfach zu bewerkstelligen wäre. Statt dessen gehen sie wieder einmal mit den frei erfundenen Ergebnissen hausieren.
Die geometrische Form, verbunden mit der Materialwahl, hat die Eigenschaft, die
Strahlung radioaktiven Materials zu eliminieren.
http://borderlands.de/net_pdf/NET1117druckS4-22.pdf
Das ist ganz einfach gelogen.


Schwindlerin.gif
Schwindlerin.gif (151.92 KiB) 1100 mal betrachtet
 
In einem namhaften deutschen Institut wurde im Durchschnitt ein Rückgang der Strah-
lung schwachradioaktiven Materials um fast ein Viertel gemessen
http://borderlands.de/net_pdf/NET1117druckS4-22.pdf
Das ist ebenfalls gelogen. In der Tabelle sind die Messwerte die einen Rückschluss auf irgendwelche Veränderungen zulassen überhaupt nicht vorhanden. Das was da veranstaltet wird ist technischer Betrug von der übelsten Sorte, weil man damit insbesondere Leute reinlegen kann, die von der Materie überhaupt keine Ahnung haben.
Zuletzt geändert von asterix am 04.06.2018, 12:13, insgesamt 1-mal geändert.
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26.05.2018, 12:11

Bei dem zuletzt vorgestellten Geigerzähler hat man den Nachteil, dass man immer mindestens zwei Lipo-Akkus braucht um das Gerät zuverlässig zu betreiben. Wünschenswert wäre da ein Gerät das mit 3.3V auskommt. Und wenn man ohnehin einen Prozessor benutzet, dann kann man sicher auch noch die hardwaremäßig implementierte Logik in die Software implementieren. Vom Arduino gibt es zum Glück eine Version die mit 3.3V auskommt. Der Arduino Pro Mini. Im Gegensatz zum Arduino Nano enthält der allerdings keinen Chip zum Programmieren des Prozessors auf der Platine. Das reduziert den Stromverbrauch. Den zum Programmieren notwendigen Adapter FTDI232 muss man sich extra beschaffen. Leider sind da auf etlichen Platinen gefälschte Chips verbaut. Das Problem, die Herstellerfirma des Originals wehrt sich dagegen, indem sie die Treiber mit einem Mechanismus ausgerüstet hat, der gefälschte Chips erkennt und dann auch gleich zerstört. Windows erkennt das eingesteckte USB-Gerät dann nicht mehr. In meiner ersten Bestellung habe ich auch gleich einen solchen Chip auf der Platine vorgefunden. Nach Reklamation habe ich aber anstandslos Ersatz bekommen. Der Adapter lässt sich per Jumper auf 3.3V oder 5V stellen. Den Arduino Pro Mini gibt es in der 3.3V Version die mit 8MHz getaktet wird und in der 5V Version die mit 16MHz getaktet wird. Für die vorgestellten Schaltungen kann man beide benutzen. Den Arduino Nano mit entsprechender Pin-Belegung natürlich auch. Es lohnt sich aber, auf den Arduino Pro Mini umzusteigen, weil man den später relativ einfach gegen eine minimal beschalteten Atmega austauschen kann, der sich dann auch einfach über die FTDI-Platine programmieren lässt. Und den kann man auch so gestalten dass er sich vom Stromverbrauch her extrem sparsam betreiben lässt.


Für die Pläne habe ich diesmal fritzing benutzt. Da bin ich noch am üben. Ich kann das Programm aber empfehlen, weil man damit anschauliche Steckplatzdarstellungen anfertigen kann, wobei der Schaltplan automatisch mit generiert wird. Allerdings ist da noch etwas Nacharbeit notwendig.

Nano.gif
Nano.gif (101.65 KiB) 1099 mal betrachtet
Arduino Nano


Pro_Mini_Ftdi232.gif
Pro_Mini_Ftdi232.gif (61.35 KiB) 1099 mal betrachtet
FTDI232 und Arduino Pro Mini

Als Erstes kommt die Hochspannungserzeugung. Am Einfachsten wäre natürlich die im vorigen Beispiel benutzte Methode. Allerdings habe ich keinen vernünftigen FET gefunden, der bei 3V durchschaltet und dann auch noch 600V schadlos verträgt. Für kleinere Spannungen wird man aber fündig. Der BS108 lässt sich bis UDS 200V betreiben und schaltet bei 3V durch. Da kann man dann noch einen einfach zu realisierenden Spannungsvervielfacher nachschalten um auf die erforderlichen 400V zu kommen. Aber zuerst einmal müssen die 200V erzeugt werden.

Den Arduino kann man dabei als Rechteckgenerator benutzen der den FET ansteuert. Der FET muss unbedingt galvanisch vom Arduino getrennt werden. U.A. beim Programmieren kann es passieren dass der Ausgang des Arduino auf HIGH bleibt. Der FET würde ohne die Trennung dann durchgeschaltet und u.U. zerstört. Da der zur Trennung notwendige Kondensator nur den Wechselanteil durchlässt, wird mit Hilfe der Diode D1 wieder ein Gleichanteil erzeugt. Am Gate von Q1 hat man damit eine Rechteckspannung mit einer Amplitude zwischen etwa 0V und 3.3V.


S0.gif
S0.gif (47.62 KiB) 1099 mal betrachtet


Bei der kleineren Ausgangsspannung kann man diesmal eine kleinere Induktivität wählen. Die braucht dann auch weniger Zeit um auf den nötigen Strom zu kommen über den dann beim Abschaltvorgang die hohe Spannung erzeugt wird.


p0.gif
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Die Periodendauer des Rechteckgenerators wird im Programm mit 40µs festgelegt. Jeweils 20µs für Puls und Pause. Das Programm dazu ist schnell geschrieben:

Code: Alles auswählen

#define rechteckgeneratorpin 13

void setup()
{
pinMode(rechteckgeneratorpin, OUTPUT);
}

void loop()
{
digitalWrite(rechteckgeneratorpin, HIGH);
delayMicroseconds(20);
digitalWrite(rechteckgeneratorpin, LOW);
delayMicroseconds(20);
}

Das Ergebnis sieht dann auf dem Oszilloskop wie folgt aus:

o0.jpg
o0.jpg (111.41 KiB) 1099 mal betrachtet

Die Spannung direkt am Gate ist hier gelb dargestellt. Die Spannung an L1 rot. Die angezeigten 250V liegen eigentlich schon über den zulässigen 200V. Die interne Z-Diode des FET begrenzt aber, bevor der kaputt geht. Wenn der Spannungsverdreifacher mit der Regelung nachgeschaltet wird kommt man aber ohnehin nur noch auf ein drittel der für den Betrieb des SBM20 benötigten 400V. An die 20µs hält der Arduino sich nicht sonderlich genau. Das spielt bei der Anwendung aber keine wesentliche Rolle.
Zuletzt geändert von asterix am 04.06.2018, 12:16, insgesamt 1-mal geändert.
Das ist meine persönliche Meinung dazu. Basierend auf einer nach bestem Wissen und Gewissen recherchierten Faktenlage.
asterix
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26.05.2018, 12:15

Jetzt noch die Spannungsvervielfältigung und die Regelung. Man könnte natürlich auch einen Trafo benutzen um auf die endgültige Spannung zu kommen. Aber wer wickelt schon gerne Trafos. Die nötigen Schalenkerne kosten auch ein vielfaches von dem was die Festinduktivitäten kosten. Die Kosten für die diskreten Bauteile der hier benutzten Villard-Schaltung liegen bei unter 1€.


S1.gif
S1.gif (48.12 KiB) 1098 mal betrachtet



p1.gif
p1.gif (79.92 KiB) 1098 mal betrachtet
Die Regelung ist im Prinzip wieder die Gleiche wie die beim vorigen Geigerzähler. Die Z-Dioden schalten bei etwa 400V durch. An R12 resultiert daraus eine positive Spannung, die über den Analogeingang A0 dem Arduino zugänglich ist. Eine Spannung von 0-Ub am Analogeingang wird vom Arduino hier intern von 0 bis 1023 abgebildet. Der Arduino schaut beim Betrieb der Schaltung im loop einfach dauernd nach der Spannung an A0 und startet den Rechteckgenerator über den Aufruf von Hochspannung_auffrischen(), wenn die an A0 unter 450 gefallen ist. 450 entspricht dabei 3.3V*450/1023=1.45V. Die Leuchtdiode LED1 wird dann angeschaltet. Sobald die Spannung über 650, etwa 2.1V, gestiegen ist, wird der Rechteckgenerator wieder abgeschaltet und die LED wird ebenfalls ausgeschaltet. Wenn alles funktioniert sollte die LED im unbelasteten Zustand gemächlich blinken. D13 sorgt wieder dafür, dass die Spannung an A0 nicht über Ub+Uf steigen kann, was den Arduino zerstören könnte.

Das Programm ist wieder recht einfach:

Code: Alles auswählen

#define rechteckgeneratorpin 13
#define rechteckgenerator_LED_pin 9
#define rechteckgenerator_asensor_pin A0

void setup()
{
pinMode(rechteckgeneratorpin, OUTPUT);
pinMode(rechteckgenerator_LED_pin, OUTPUT);
}
void Hochspannung_auffrischen(void)
{
digitalWrite(rechteckgenerator_LED_pin,HIGH); //LED einschalten
do
{
digitalWrite(rechteckgeneratorpin, HIGH);
delayMicroseconds(20);
digitalWrite(rechteckgeneratorpin, LOW);
delayMicroseconds(20);
}
while(analogRead(rechteckgenerator_asensor_pin) <= 650);
digitalWrite(rechteckgenerator_LED_pin,LOW); //LED ausschalten
}
void loop()
{
if(analogRead(rechteckgenerator_asensor_pin) < 450)
{
Hochspannung_auffrischen(); //Rechteckgenerator starten
}
}

a1.gif
a1.gif (20.79 KiB) 1098 mal betrachtet
Das Signal auf Pin 13. Es ist auf H, wenn der Rechteckgenerator in Betrieb ist. Die erste Messung ist im Leerlauf erfolgt. Die zweite Messung mit einer Last von 20MOhm. Bei der dritten Messung betrug die Last 10MOhm.


Die Hochspannung lässt sich mit einem Messgerät mit Innenwiderstand >= 10MOhm messen.
a1_1.gif
a1_1.gif (9.51 KiB) 1097 mal betrachtet
Ein Oszilloskop mit entsprechendem Tastkopf geht also. Ich habe hier einmal die Ausgangsspannung mit einen 10 MOhm-Tastkopf gemessen.

Aber Vorsicht! Es ist Hochspannung.
Zuletzt geändert von asterix am 04.06.2018, 12:22, insgesamt 2-mal geändert.
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asterix
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26.05.2018, 12:21

Die Anbindung der SBM20 ist auch wieder in etwa die Gleiche wie die beim vorigen Geigerzähler.

S2.gif
S2.gif (53.67 KiB) 1096 mal betrachtet

Den Vorwiderstand zum Zählrohr habe ich allerdings verkleinert, was die Totzeit ein wenig verkürzt hat. D16 ist hinzugekommen, weil ohne die Diode hinter dem Spannungsteiler Nadelimpulse von über -1V aufgetaucht sind. Die dürften auf parasitäre kapazitive Effekte durch das Board zurückzuführen sein. Den Spannungsteiler R21/R22 habe ich diesmal auch etwas anders dimensioniert.

p2.gif
p2.gif (80.07 KiB) 1096 mal betrachtet

Die blaue LED zeigt die einzelnen Counts an.

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Ein Puls am Eingang des Arduino.

Die Software ist nur zum Austesten der Hardware gedacht. Die Pulszählung erfolgt über eine Ausnahmebehandlung (Interrupt) . Wenn ein Impuls am Pin 2 erscheint unterbricht der Arduino den loop und arbeitet die Anweisungen im Unterprogramm Strahlung_detektiert() ab. Eigentlich würde es sich anbieten dort dann alles notwendige zu erledigen. Allerdings arbeiten die Timerfunktionen beim Arduino in der Interruptroutine nicht richtig. Von daher bleibt nur der Weg dem Hauptprogramm mitzuteilen, dass ein Count detektiert wurde und das Ganze dann dort abzuarbeiten. Auch die hier vorgestellte Methode über myDelay() funktioniert leider nicht.

 

Code: Alles auswählen

#define rechteckgeneratorpin 13
#define rechteckgenerator_LED_pin 9
#define geiger_LED_pin 8
#define geiger_sensor_pin 2
#define rechteckgenerator_asensor_pin A0


bool count_detektiert=false;
unsigned long counts=0;
unsigned long t_pausen=0;
unsigned long t_start=0;
const float UCPM_MUSVPS=0.0057136; // Umrechnungsfaktor Counts/min in µSv/h

void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(rechteckgeneratorpin, OUTPUT);
pinMode(rechteckgenerator_LED_pin, OUTPUT);
pinMode(geiger_LED_pin,OUTPUT);
pinMode(geiger_sensor_pin,INPUT);
attachInterrupt(geiger_sensor_pin-2,Strahlung_detektiert,RISING); //Inter. 0 = Digitaler Pin 2; Inter. 1 = Digitaler Pin 3
reset();
}
void reset()
{
count_detektiert=false;
counts=0;
t_pausen=0;
t_start=millis();
}
void Strahlung_detektiert(void)
{
if(count_detektiert)
return;
count_detektiert=true;
}
void Hochspannung_auffrischen(void)
{
digitalWrite(rechteckgenerator_LED_pin,HIGH); //LED einschalten
do
{
digitalWrite(rechteckgeneratorpin, HIGH);
delayMicroseconds(20);
digitalWrite(rechteckgeneratorpin, LOW);
delayMicroseconds(20);
}
while(analogRead(rechteckgenerator_asensor_pin) <= 650);
digitalWrite(rechteckgenerator_LED_pin,LOW); //LED ausschalten
}
void loop()
{
if(analogRead(rechteckgenerator_asensor_pin) < 450)
{
Hochspannung_auffrischen(); //Rechteckgenerator starten
}
if(count_detektiert) // Am Besten im loop abarbeiten, weil die Timerfunktionen in der Ineruptroutine nicht richtig funktionieren
{
++counts;
digitalWrite(geiger_LED_pin,HIGH); //LED einschalten
unsigned long t0= micros();
float t_pausen_ms=(float) t_pausen/1000.0;

Serial.print(counts);
Serial.print(" counts ");

unsigned long sec=millis()/1000;
unsigned int min=sec/60;
sec%=60;
unsigned int h=min/60;
min%=60;

Serial.print(h);
Serial.print(":");
Serial.print(min);
Serial.print(":");
Serial.print(sec);

Serial.print(" h:m:s Pausen ");
Serial.print((float)t_pausen/1000.0,2);
Serial.println(" msec");

float t_betriebsminuten=(float)(millis()-t_start)/60000.0;
float t_messminuten=t_betriebsminuten-t_pausen_ms/60000.0;
Serial.print(t_betriebsminuten,4);
Serial.print(" Betriebsminuten ");
Serial.print(t_messminuten,4);
Serial.println(" Messminuten ");

if(t_messminuten > 0) // Division durch 0 verhindern
{
float counts_pro_min=(float)counts/(float)t_messminuten;
Serial.print(counts_pro_min,2);
Serial.println(" counts/min");
float dosisleistung=counts_pro_min*UCPM_MUSVPS;
Serial.print(dosisleistung,3);
Serial.println(" µSv/h ");
}
for(;digitalRead(geiger_sensor_pin););
digitalWrite(geiger_LED_pin,LOW); //LED abschalten

unsigned long pause=micros()-t0;
t_pausen+=pause;
Serial.print("Pause war ");
Serial.print(pause);
Serial.println(" µsec");


Serial.println(" ");
count_detektiert=false;

if(counts >= 100)
{
Serial.println("#######################################################");
reset();
}

}
}

Das Programm misst einfach 100 Counts und fängt dann wieder von vorne an. Die Ausgaben des Programms kann man sich auf dem seriellen Monitor der Arduino IDE anschauen.

m2.gif
m2.gif (17.52 KiB) 1096 mal betrachtet

Zu beachten ist, dass bei der Berechnung der Aktivität (Bequerel oder Counts/s) bzw, der Dosisleistung (Sievert/Zeit) nur die Messzeit in die Rechnung mit eingeht. Die Zeit in der der Arduino anderweitig beschäftigt ist oder das Zählrohr in Folge der Totzeit nichts misst muss dabei von der Betriebszeit abgezogen werden. In der Ausgabe sind das die Pausen.

Als Hintergrundstrahlung im Leerlauf müssten je nach regionalen Verhältnissen so um die 20 Counts/min angezeigt werden.

Wenn man die spezifische Aktivität von Stoffen messen will, muss man sich eine kalibrierfähige Anordnung dazu bauen.

Mir kommt der von hier übernommene Umrechnungsfaktor, Counts/min in µS/h, für das SBM20 zu hoch vor. Ich habe aber gesehen, dass hier ein noch höherer Wert benutzt wird. Wahrscheinlich lohnt es sich, einmal zu einer Messstelle Messstelle zu fahren um dort zu schauen, was dort in der Gegend angezeigt wird und wie der wirkliche Wert sein müsste. Die Messwerte zu den einzelnen Messstellen können ja jederzeit eingesehen werden.
Zuletzt geändert von asterix am 04.06.2018, 12:25, insgesamt 1-mal geändert.
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26.05.2018, 12:23

Die Zensur hat mal wieder zugeschlagen. Die Verbreitung von dreisten Lügen im Netz nimmt leider kein Ende. Und wenn der Schwindel dann zu nachvollziehbar beschrieben wird, dann wird natürlich von der Zensur gebrauch gemacht. Die Unterstützer und Verbreiter von Fake-Meldungen haben da anscheinend längst alle Hemmungen abgelegt.


YT.jpg
YT.jpg (31.48 KiB) 1116 mal betrachtet


youtube.com/watch?v=xcG2omPeA7A

Die Antwort auf eine Frage von Arcadius Amatus hat anscheinend missfallen. War wohl zu einfach nachzuvollziehen:
Herkömmliche Geigerzähler messen einfach die Counts pro Sekunde dort, wo man sie gerade hin hält. Wenn ich den auf die Fensterbank aus Granit stelle zeigt er u.U. was anderes an als wenn ich den auf den Schreibtisch stelle. Für aussagefähige Messungen mit Geigerzählern müssen immer genau definierte Verhältnisse bei der Messung vorliegen. Außerdem muss ein definierter und gut dokumentierter Aufbau der Messwerkzeuge vorliegen, wenn die die Messwerte miteinander vergleichbar sein sollen. Unterschiedliche Sensorik liefert nämlich u.U. auch unterschiedliche Ergebnisse. Man muss also klare Verhältnisse in seiner Umgebung und zur verwendeten Sensorik schaffen und die natürlich auch gut dokumentieren, wenn man mit Geigerzählern aussagefähige Messungen machen will. Das ODL-Messnetz ist ein schönes Beispiel dazu. Die Krux ist aber, dass ein Geigerzähler nur Aktivitäten messen kann und überhaupt nicht für die Messung von spezifischen Aktivitäten gebaut worden ist. Von daher kann man auch keine damit messen.

Spezifische Aktivitäten zu messen ist im Prinzip eigentlich deutlich einfacher, weil man dazu nur definierte Verhältnisse in einem relativ kleinen Behältnis für eine Prüfmasse schaffen muss. Ein einfacher Becher mit fest eingebautem Sensor genügt da schon ( http://www.energiewelten.de/elexikon/le ... vitaet.htm ). Wenn man dabei ein Geiger-Müller-Zählrohr als Sensor verwendet hängt die Genauigkeit der Messung in der Regel praktisch nur von der Anzahl der Counts ab die man misst. Je länger man misst, destso mehr Counts werden gemessen und um so genauer wird die Messung.

In der gefälschten Tabelle mit der Frau Schröter unterwegs ist( http://www.energiederzukunft.org/forum/ ... rt=12#7355 ), wird für Kalium ein Rückgang von 26% behauptet. So hohe Werte wären völlig problemlos mit einfachsten Mitteln messbar. Das für eine Messung nötige Kalium ist sogar im Lebensmittelhandel in Form von Diätsalz frei erhältlich. Man kann sich auch einfach KCl besorgen, was ja der Hauptbestandteil von Diätsalz ist. Und um eine Vorher-Nacher-Differenz zu messen, braucht man nicht einmal eine geeichte Anordnung. Man muss nur wissen, dass bei der Nachher-Messung die durch die Probe verursachten Counts/Zeit um 26% zurück gehen müsste. Der Rest ist ein einfacher Dreisatz bei dem noch die Nullrate berücksichtigt werden muss.

Unterm Strich, der Schwindel mit dem Frau Schröter unterwegs ist beruht im Wesentlichen auf der Vortäuschung falscher Tatsachen über die Messkurven, in denen ja nur die Anzahl der gemessenen Counts dokumentiert ist. Die sind auch fleißig im Netz gestreut worden. Sie verschweigt dazu dann einfach die Messzeiten aus denen dann aber erst das richtige Ergebnis resultiert. Dem unkundigen Leser wird vorgegaukelt, die Unterschiede in den gemessenen Counts hätten was mit Aktivitätsrückgang zu tun. Ziemlich fiese Art die Leute reinzulegen, oder?

Das Verschweigen von relevanten Daten lässt sich in der technischen Betrügerei leider sehr erfolgreich anwenden und ist dort deshalb auch gang und gäbe. Ähnlich beliebt wie auch aus dem Zusammenhang gerissene Teile von Gutachten. Und mit aus dem Zusammenhang gerissenen Zitaten von berühmten Wissenschaftlern kann man die angesprochene Zielgruppe auch ganz gut gefügig machen.
Der Kommentar war nicht lange sichtbar bevor er dann auf nimmer Wiedersehen verschwunden ist.

counts-1u2.jpg
counts-1u2.jpg (18.96 KiB) 1116 mal betrachtet

Die Kurven zu den Messungen die im Netz kursieren habe ich einmal hierher kopiert. Da sind eindeutig nur die Counts dokumentiert. Die Messzeiten sind in allen Veröffentlichungen die ich gefunden habe einfach unterschlagen worden.
Das ist meine persönliche Meinung dazu. Basierend auf einer nach bestem Wissen und Gewissen recherchierten Faktenlage.
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