Experimente mit radioaktiver/kosmischer Strahlung

Für alle anderen Basteleien, Messgeräte und physikalische Experimente.

Moderatoren: ebastler, SeriousD, MaxZ

Nachricht
Autor
Benutzeravatar

Thread-Ersteller
stoppi
Beiträge: 1444
Registriert: Mo 29. Mär 2010, 21:39
Danksagung erhalten: 279 Mal
Kontaktdaten:

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#46 Beitrag von stoppi »

Der Aufbau ist soweit einmal fertig. Gespeist wird die Nebelkammer mit 12V. Mittels zweier step-down-converter kann ich die LED-Helligkeit und die Spannung für das elektrische Feld variieren.

Erste Versuche ergaben zwar Nebel aber noch keine Teilchenbahnen. Als radioaktive Quelle verwende ich Americium aus einem Rauchmelder und Autunit. Umpolung des elektrischen Felds und/oder Erhöhung/Erniedrigung der Spannung zeigen leider keine Wirkung. Aber ich gebe nicht auf...

Interessanter Link: http://www.teralab.co.uk/Experiments/Ex ... _Page1.htm

Diese Nebelkammer arbeitet mit nur 150V DC. So weit runter komme ich mit meiner Kaskade gar nicht (Minimum = 600V). Werde eine Reduktion der Spannung natürlich auch noch probieren, obwohl diese bei einem anderen Projekt 1000V beträgt (https://hackaday.io/project/11896-open- ... ud-chamber).
Dateianhänge
Nebelkammer_b_33.jpg
Nebelkammer_b_36.jpg

Benutzeravatar

Thread-Ersteller
stoppi
Beiträge: 1444
Registriert: Mo 29. Mär 2010, 21:39
Danksagung erhalten: 279 Mal
Kontaktdaten:

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#47 Beitrag von stoppi »

Es gibt Neuigkeiten: Ich habe mit einer "geringfügig" größeren Spritze die ersten Nebelspuren erzeugt. Spannung ist so um die 1000V. Aber es war doch schwieriger als gedacht/erhofft, bis sich der erste Erfolg einstellte. Vorteil des gesamten Aufbaus ist seine Einfachheit. Man benötigt weder Trockeneis noch eine Peltierkühlung. Nachteil ist wie schon gesagt die nicht gerade einfache Umsetzung.

Dateianhänge
Nebelkammer_b_43.jpg
Nebelkammer_b_49.jpg
Nebelkammer_b_56.jpg
Nebelkammer_b_60.jpg
Nebelkammer_b_63.jpg

Benutzeravatar

Thread-Ersteller
stoppi
Beiträge: 1444
Registriert: Mo 29. Mär 2010, 21:39
Danksagung erhalten: 279 Mal
Kontaktdaten:

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#48 Beitrag von stoppi »

Habe einmal meine radioaktiven Quellen (Steine, Röhren usw.) mit dem SBM-20 Zählrohr verglichen. Da kommen ganz schön hohe Messraten zustande.

Dateianhänge
Strontium_06.jpg
Glühstrumpf_02.jpg
Radium_02.jpg
TG-57_Cäsium_137_08.jpg
Teststrahler_11.jpg

Benutzeravatar

Paul
Admin
Beiträge: 3395
Registriert: So 7. Aug 2005, 14:34
Schule/Uni/Arbeit: HW/SW-Entwickler
Wohnort: Braunschweig
Hat sich bedankt: 433 Mal
Danksagung erhalten: 137 Mal
Kontaktdaten:

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#49 Beitrag von Paul »

Moin stoppi,

ich bin mal wieder schwer begeistert von deinen Experimenten! :mrgreen:
Dass man mit so einfachen Mitteln bereits Spuren erzeugen kann, fasziniert mich schon.
Und deine Strahlersammlung ist auch nicht zu verachten! Besonders die TG-57 sieht einfach nur GEIL aus! :D

Viele Grüße
Paul!
“With great power come great heat sinks.”
paulwilhelm.de -- mosfetkiller.de

Benutzeravatar

kilovolt
Beiträge: 13107
Registriert: So 25. Feb 2007, 09:50
Hat sich bedankt: 487 Mal
Danksagung erhalten: 323 Mal
Kontaktdaten:

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#50 Beitrag von kilovolt »

Da kann ich mich Paul nur anschliessen. Alles sehr beeindruckend. Was ist das eigentlich für eine Röhre, diese TG-57?

Beste Grüsse
kilovolt
Alle Angaben meinerseits ohne Gewähr! Ich lehne jegliche Haftung für Personen- und/oder Sachschäden ab. Jeder ist für seine Sicherheit selber verantwortlich.

http://www.kilovolt.ch

Benutzeravatar

Thread-Ersteller
stoppi
Beiträge: 1444
Registriert: Mo 29. Mär 2010, 21:39
Danksagung erhalten: 279 Mal
Kontaktdaten:

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#51 Beitrag von stoppi »

Danke...

Die TG-57 ist so wie meine TG-30 und TG-36 eine sog. spark gap tube zum Schutz vor Überspannung. Damit die spark gap gut definiert bei einer bestimmten Spannung zündet, wird das Füllgas mit Cäsium-137 vorionisiert.

Link: https://www.radiomuseum.org/tubes/tube_tg-57.html

Man bekommt diese Röhren gelegentlich auf ebay (https://www.ebay.com/itm/C-P-Clare-TG-3 ... SwDSRcgd0u) oder etwa hier: http://www.vacuumtubes.net/Prices%20R1- ... ZZ1040.htm

Hier noch ein hochaufgelöstes Bild von meinem Autunit (Kalkuranglimmer)...
Dateianhänge
Autunit_03.JPG
TG-57_Cäsium_137_02.jpg
TG-30_Cäsium_137_02.jpg
TG-36_Cäsium_137_08.jpg

Benutzeravatar

kilovolt
Beiträge: 13107
Registriert: So 25. Feb 2007, 09:50
Hat sich bedankt: 487 Mal
Danksagung erhalten: 323 Mal
Kontaktdaten:

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#52 Beitrag von kilovolt »

Danke für die Erklärungen. Wie bewarst du die Röhren eigentlich auf? Darf man die offen rumliegen lassen oder sollten die abgeschirmt werden?

Gruss kilovolt
Alle Angaben meinerseits ohne Gewähr! Ich lehne jegliche Haftung für Personen- und/oder Sachschäden ab. Jeder ist für seine Sicherheit selber verantwortlich.

http://www.kilovolt.ch

Benutzeravatar

Thread-Ersteller
stoppi
Beiträge: 1444
Registriert: Mo 29. Mär 2010, 21:39
Danksagung erhalten: 279 Mal
Kontaktdaten:

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#53 Beitrag von stoppi »

Die Gammastrahler liegen in meiner Abstellkammer innerhalb einer mehrlagigen Rolle aus Walzblei. Die beta- und alpha-Strahler habe ich am Balkon "endgelagert" ;)
Dateianhänge
Theremino_MCA_20.JPG

Benutzeravatar

Thread-Ersteller
stoppi
Beiträge: 1444
Registriert: Mo 29. Mär 2010, 21:39
Danksagung erhalten: 279 Mal
Kontaktdaten:

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#54 Beitrag von stoppi »

Rauchquarz (https://de.wikipedia.org/wiki/Rauchquarz) entsteht bei der natürlichen/künstlichen Bestrahlung von Bergkristall mit Gammastrahlen. Was liegt also näher, als dies experimentell zu überprüfen.

Habe mir günstig einen Bergkristall besorgt. Diesen setze ich gerade der Gammastrahlung meiner Cäsium-137-hältigen spark gap tubes aus. Mal sehen, ob sich der Quarz dunkel färbt. Dieser wäre dann sozusagen ein natürlicher Detektor/Indikator für Gammastrahlen... ;)
Dateianhänge
Rauchquarz_Gammastrahlen_05.jpg
Rauchquarz_Gammastrahlen_07.jpg

Benutzeravatar

VDX
Beiträge: 1014
Registriert: Fr 13. Jul 2018, 18:23
Spezialgebiet: Laser und Mikro-/Nanotechnik
Danksagung erhalten: 134 Mal

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#55 Beitrag von VDX »

... schau mal nach (->Wirkungsquerschnitt, Anzahl "Schadstellen" pro Kubikmillimeter), wieviele Jahre (oder auch Jahrhunderte/Jahrtausende) du deine Quelle dranhalten mußt, bis eine sichtbare Färbung auftritt ;)

Viktor
Aufruf zum Projekt "Müll-freie Meere" - https://reprap.org/forum/list.php?426 -- Facebook-Gruppe - https://www.facebook.com/groups/383822522290730
Call for the project "garbage-free seas" - https://reprap.org/forum/list.php?425

Benutzeravatar

VDX
Beiträge: 1014
Registriert: Fr 13. Jul 2018, 18:23
Spezialgebiet: Laser und Mikro-/Nanotechnik
Danksagung erhalten: 134 Mal

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#56 Beitrag von VDX »

... hier eine lustige Beschreibung der "strahlungsinduzierten Einfärbung von Amethyst":
Amethyst. Ein violett gefärbter Quarz. Mit Kristallen, die sich meist -bei genauerer Betrachtung-
nur als unvollständig, fleckig gefärbt herausstellen.
Das Folgende mag auf den ersten Blick ein wenig kindisch klingen, vielleicht sogar nach Kindergarten.
Dem ist aber nicht so ! Ich habe die nun folgende Betrachtungsweise bewusst so gewählt, um es einfach ein bischen netter und verständlicher klingen zu lassen.

Kehren wir also nach oben zurück und lassen einen Amethyst-Kristall sprechen. Dann wird er sagen:
Also....als ich noch jung war, da sah ich anders aus. Noch nicht so violett wie heute. Da hatte ich ein paar komische Eisen-Ionen in mir.
Die saßen auf so komischen Gitterplätzen. Und irgendwie hab ich mich da noch wohl gefühlt und wollte nicht so recht, dass sich was verändert. Doch ich hatte anscheinend die Rechung ohne den Wirt...ich meine ohne mein Muttergestein gemacht. Ich muss dazu sagen, dass ich lange lange Zeit in einer echt gemütlichen, dunklen Druse gewohnt habe. Bis mir klar wurde, dass da riesige und mächtige schwarze Steine (Basalte) um mich herum waren. Und genau diese Steine waren das Problem. Die enthalten nämlich Minerale, die radioaktiv sind. Nein, nicht so heftig wie in einem Kernkraftwerk. Aber es passiert da etwas ähnliches, was man radioaktiven Zerfall nennt. Bestimmte Elemente wandeln sich im Laufe von mehreren Millionen Jahren in andere Elemente um. Und da wird Strahlung frei. Das passiert nicht von heute auf morgen. Sondern dauert sehr sehr lange. Doch getreu dem Motto "Steter Tropfen höhlt den Stein" hat die Strahlung etwas in dem Kristall bewirkt.
Und jetzt gehen wir kurz zurück und erinnern uns, dass der Amethyst an Anfang erzählt hat: In seiner Jugendzeit waren da nur Eisen-Ionen in ihm. Und viele davon waren auf bestimmten Plätzen im Kristallgitter. Durch die Bestrahlung, die Millionen von Jahren gedauert hat, wurden nun immer mehr dieser Eisen-Ionen verändert und teils auf andere Plätze im Kristallgitter gesetzt. und ...nun physikalisch gesprochen:
Das hat das Absorptionssprektrum des Kristalls, also seine für uns sichtbare Farbe gändert.
und deshalb sind Amethyste:
1. Violett und
2. Immer bestrahlt. Und zwar durch natürliche Strahlung, die über Jahrmillionen auf den Kristall eingewirkt hat.

By the way...man kann Amethyste auch künstlich herstellen. Das geht rein theoretisch in Kernkraftwerken.
Dazu setzt man Eisen-haltige Quarze radioaktiver Bestrahlung aus.
Aber das wird eigentlich nicht gemacht. Wäre auch viel zu umständlich und teuer.

-- von hier - https://www.heilsteine.info/quarz-kram- ... 15712.html

Viktor

PS: - und zur "Wartezeit" -- das könnte auch ein paar Jahrmillionen brauchen, bis was nennenswertes zu sehen ist, wenn die Quelle nur "tröpfelt" :roll:
Aufruf zum Projekt "Müll-freie Meere" - https://reprap.org/forum/list.php?426 -- Facebook-Gruppe - https://www.facebook.com/groups/383822522290730
Call for the project "garbage-free seas" - https://reprap.org/forum/list.php?425

Benutzeravatar

Thread-Ersteller
stoppi
Beiträge: 1444
Registriert: Mo 29. Mär 2010, 21:39
Danksagung erhalten: 279 Mal
Kontaktdaten:

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#57 Beitrag von stoppi »

Rauchquarz (oder Morion) ist eine Varietät des Minerals Quarz, die durch natürliche oder künstliche Gammastrahlen graubraun (rauchfarben) bis schwarz (Morion) gefärbt wurde
Da dies eben tatsächlich auch auf künstlichen Weg gemacht wird, nehme ich einmal an, dass man mit einer die Aktivität betreffend überschaubaren Quelle nicht 100 Millionen Jahre warten wird müssen. ;)

Ich hätte aber Zeit...

Benutzeravatar

VDX
Beiträge: 1014
Registriert: Fr 13. Jul 2018, 18:23
Spezialgebiet: Laser und Mikro-/Nanotechnik
Danksagung erhalten: 134 Mal

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#58 Beitrag von VDX »

... ich weiß, daß vor ein paar Jahren "Blaue Diamanten" angeboten wurden -- irgendwann kam raus, daß die in einem russischen Kernkraftwerk "behandelt" worden waren ... soviel Strahlung bzw. "Wirkungsquerschnitt" dürften deine Quellen aber eher nicht haben :awesome:

Viktor
Aufruf zum Projekt "Müll-freie Meere" - https://reprap.org/forum/list.php?426 -- Facebook-Gruppe - https://www.facebook.com/groups/383822522290730
Call for the project "garbage-free seas" - https://reprap.org/forum/list.php?425

Benutzeravatar

Amper
Beiträge: 2585
Registriert: Sa 29. Sep 2007, 19:51
Wohnort: Stuttgart
Hat sich bedankt: 9 Mal
Danksagung erhalten: 18 Mal
Kontaktdaten:

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#59 Beitrag von Amper »

Joa, Größenordnungen sind bei solchen sachen halt schon ene recht wichtige sache, der untersched einer solchen röhre alleine zu einer stinknormalen röntgenröhre ist ja schon unvorstellbar. Eine normale drehanodenröhre bei ein paar milliamper kann völlig problemlos in sher kurzer zeit tödliche dosen erzeugen oder zumindest massive verbrennungen, da kommt alles was man als normalsterblicher als quelle bekommt nicht im entferntesten dran und trotzdem überleben die Fenster des röntgengerätes das auf dauer. Mal von beschleunigern und reaktoren gar nicht angefangen.

Wo mir Verfärbung schon begegnet ist war bei einer in epoxy vergossenen Sr-90 Quelle, die gerade so noch im legalen bereich liegt. Da war das Harz direkt über dem strahler ganz leicht dunkler, was aber auch daher kommt, dass harz nunmal recht komplizierte moleküle hat, die vielleicht noch zu ende weiter reagieren können. Und dafür hats auch 2-3 jahrzehnte gebraucht.
"Die Tränen der Ergriffenheit müssen waagrecht hin zum Ohr abfließen"- Walter Röhrl

Benutzeravatar

Thread-Ersteller
stoppi
Beiträge: 1444
Registriert: Mo 29. Mär 2010, 21:39
Danksagung erhalten: 279 Mal
Kontaktdaten:

Re: Verschiedene Detektoren für radioaktive/kosmische Strahl

#60 Beitrag von stoppi »

Das mit dem Glas der Röhren habe ich mir auch schon gedacht, aber Quarzglas (SiO2) ist ja die amorphe Form von Quarz (ebenfalls SiO2) und Fensterglas besitzt ja neben Siliziumoxid noch andere Oxide als Beimengung. Und für die Färbung ist so denke ich schon ein regelmäßiger Aufbau (Kristall) notwendig, was bei normalen Glas eben nicht der Fall ist...

Die hier zum Einsatz kommenden Röhren haben bei meinem NaJ-Szintillator Raten von 250 Pulsen/sek ergeben. Mal 3 macht grob 1000 Reaktionen/sek gleicher Wirkungsquerschnitt vorausgesetzt.

Nehmen wir an, mein Bergkristall hat ein Volumen von 15 cm³ und eine Dichte von 2.65 g/cm³. Also beträgt die Masse rund 40g. Bei einer Molmasse von ca. 60 g/mol für Siliziumoxid befinden sich also 2/3 mol SiO2-Moleküle in meinem Bergkristall, also ca. 4*10^23 Teilchen.

Bei Rubinlasern liegt der fürs Rot verantwortliche Chromanteil bei 0.03-0.05%. Nehmen wir weiters an, der selbige Anteil an Störstellen (Gitterdefekten) wäre auch beim Rauchquarz für eine wahrnehmbare Verfärbung ausreichend. Dann wären dies 4*10^23 /2500 = 1.6*10^20 Störstellen. Dies geteilt durch die 1000 Reaktionen/sek ergäbe eine Wartezeit von t = 1.6*10^17 Sekunden = 5*10^9 Jahre.

Gut, so lange hätte ich dann auch nicht Zeit :hihi:

Dann müsste für einen zeitlich vertretbaren Rahmen die Gammastrahlenquelle, welche zum Verfärben des Bergkristalls verwendet wird, eine Aktivität im Bereich der 10^11-fachen verglichen mit meiner haben. Das wären aber bei den 1-2 µCi meiner Strahlungsquellen dann 10^5 Curie = 3.7 * 10^15 Zerfälle/Sekunde :shock:

Zur Not male ich halt braune Punkte außen auf den Bergkristall...

Antworten