Bei meinem ersten Nachbau des Verstärkers war der Elko im Emitterzweig des Ausgangstransistors defekt. Dort im roten Kreis, das ist er. Sollte eigentlich ein nagelneuer LoESR-Elko sein. Kurz vor Weihnachten geliefert bekommen von einer Firma Richtung Nordsee, am Jadebusen. Und ich dachte Schüttgut bzw. Ramsch kommt nur aus Bayern :). Das ist er. Keine Kapazität, völlig taub.

 
Der Elko hatte aber nur Einfluss auf die Gesamtverstärkung. Deshalb musste ich bei den Oszillogrammen auch den Spannungsteiler auf 5mV/div einstellen, damit war der Verstärkungsverlust wieder ausgeglichen.
 
Trotzdem habe ich mich noch einmal mit dem Transistorverstärker beschäftigt. Ich habe noch einen Emitterfolger davor gesetzt und komme so auf eine beachtliche Empfindlichkeit. Man kann also sagen, dass der Transistorverstärker dem OP-Amp Verstärker in nichts nachsteht. An den Ausgang des Verstärkers wollte ich jedoch keinen Komparator setzen, der ungeachtet der Impulshöhe nur Knacken an einem Lautsprecher erzeugt. Ich habe deshalb eine andere Art der "Rauschunterdrückung" gewählt. Siehe Schaltbild:
 

 
An dem 10 kOhm Trimmer kann man der Diode grade soviel Vorspannung geben, dass das Rauschen weitgehend unterdrückt ist, also die Diode noch nicht durchschaltet. Die Impulse werden zwar dadurch auch etwas kleiner aber der Signal-Rauschabstand wird erheblich besser, wie auf dem Oszillogramm zu sehen ist.

Ch.1 ist an NF2 angeschlossen, Ch.2 an NF1.
Ch.1 - 0,1V/div, Ch.2 - 0,2V/div
Zeitablenkung auf  0,2ms/div

Kaliumchlorid und Betastrahlen

Natürliches Kalium ist wegen seines seltenen Isotops K-40 ein schwacher Beta-Strahler. Ich wollte wissen, ob mein BPW34-Sensor das nachweisen kann und habe mir ein Kilo besorgt. Hier die Ergebnisse:

KCl hat 16350 Bq pro Kilogramm. Mit meiner Methode messe ich nur einen kleinen Teil der Zerfallsereignisse. Aber die Messung dürfte zeigen, dass der Sensor für Beta empfindlich ist.  Die geringe Empfindlichkeit macht nicht so viel aus, weil man ja länger messen kann, am besten mit einem Impulszähler.

Messung an KOH und NaCL von Alex Auchter

Ich möchte ihnen nur kurz berichten, dass ich die einfache Schaltung gemäss Ihrer Vorgabe ausprobiert habe: http://atom.univ.kiev.ua/2016/prof/yerm/prog_logic/presentations/khodnevych.pdf. Trotz anfänglicher Skepsis ließ sich mit dem Aufbau Beta-Strahlung nachweisen. Im Anhang zwei Aufzeichnung über 2h30m, einmal mit KOH-Plätzchenen (⁴⁰K) und einmal mit NaCl (³⁶Cl?).

Messung von Radon-Folgeprodukten

Aus dem Erdboden tritt immer etwas Radon aus. Dieses radioaktive Gas zerfällt mit einer gewissen Habwertszeit und erzeugt dabei weitere Radionuklide. Und diese kann man leicht einsammeln.  Man nehme einen dünnen (0,2 mm), lackisolierten Kupferdraht und spanne ihn isoliert in der Wohnung aus. An den Draht lege man eine negative Spannung zwischen -5 kV und -10 kV. Nach zehn Minuten (und nach Abschalten der Hochspannung!) wische man den Draht mit einem Streifen Papier ab. Auf dem Papier findet man dann eine dunkle Spur, etwas Staub, der vom geladenen Draht angezogen wurde. Und darin befinden sich besonders viele der radioaktiven Radon-Zerfallsprodukte. Der Grund ist einleuchtend: Beim Zerfall erhalten die neuen Kerne eine hohe Geschwindigkeit. Sie streifen dabei einen Teil ihrer Elektronenhülle ab und laden sich positiv auf. Deshalb werden sie vom negativ geladenen Draht angezogen.  

Spannungsquelle mit -10 kV

Wenn man nun dieses „schmutzige“ Papier an den Zähler legt, ist eine hohe Aktivität zu messen. Man kann untersuchen, welche Räume wie stark mit Radon belastet sind. Im Keller ist es deutlich mehr, denn das Radon kommt ja von unten.

Verwendung eines Fernsehers, von Peter Kranl

Das Einsammeln von Radon-Folgeprodukten geht auch noch viel einfacher. Man falte ein Stück eines Küchentuches zu einem ca. 1 cm breiten Streifen ,tränke ihn mit Spiritus und wische damit Streifen für Streifen das Glas des (Röhren-) Fernsehers ab. Die Aktivität kann bis zu 700 cpm gehen. ( Zählrohr baugleich mit Valvo 18504. Mit VB 6 lässt sich das Abklingen der Strahlung sehr schön erfassen:

 

Hinweis: Die Oberfläche der Bildröhre lädt sich nach dem Abschalten für kurze Zeit auf eine hohe negative Spannung auf. Vermutlich erhält man daher die besten Ergebnisse kurz nach dem Ausschalten. Siehe auch: Messung mit dem Elektrometer

Mylar-Folie, weitere Hinweise von Frank Hagemann

Ich wollte noch mitteilen, dass ich einen kleinen Erfolg bei den Experimenten mit der offenen BPW21 und hauchdünnen lichtdichten Alufolien und Mylarfolien aus einem Wickelkondensator 100 nF / 63 V gewinnen konnte.- Kondensatordrähte kappen, mit einem Teppichmesser den Kondensator längstschneiden und dann abwickeln Die Kondensatorfolie (Mylar? auch ein Forumthema für ca. 50$/ 1 dm^3 ) und Alufolie sind  meines Erachtens Alphastrahlen-durchlässig und schwächen gemeinsam den Pegel um 30-50 % . Bei dem Stichwort Mylar kam mir die Idee mit dem Wickelkondensator.

Bei den BPW34 habe ich im Mikroskop eine Grenzschicht entdeckt, vielleicht kann man diese Dioden ohne Abdeckfenster erwerben. Ich habe versucht, eine Diode aus meinem Array quer mit einem feinen Seitenschneider an der Grenzlinie zu kappen hab sie dabei leider zerstört.

Endlich habe ich mal eine BPX61 bestellt und Messungen an beiden Dioden gemacht. Die ursprüngliche Vermutung, dass sie ähnlich sind, hat sich nicht bestätigt. Eine geöffnete BPW21 brachte keine größeren Signale als eine BPW34 mit ihrer Plastikumhüllung. Dagegen zeigte eine aufgeschliffene BPX61 deutlich stärkere Impulse, die offensichtlich auf Alpha-Teilchen zurückgehen, da man sie leicht abschirmen kann. Die Dioden unterscheiden sich auch schon im Aussehen. Die BPW21 hat einen bräunlichen Kristall, was vielleicht an einer besonderen Beschichtung liegt. Die BPX61 dagegen sieht bläulich aus. Hier liegt das Silizium wohl tatsächlich offen.

Siehe auch bei Rapp Instruments: Halbleiterzähler mit BPX61
Einsatz als Alpha-Zähler: Messungen an der Uni Namur

Messung mit der BPX61, von Walter Koch

Inzwischen ist der Sensor mit einer PIN-Diode BPX 61 mit intaktem Glasfenster (für Gamma-Messung) aufgebaut. Mit dem Messverstärker mit 2xBC549C erhalte ich sehr gute Impulse auf dem Oszi UTD2102CEL. In der beigefügten Abbildung habe ich die Impulse über einen angemessenen Zeitraum integriert. Zusätzlich baute ich auch einen Komparator mit dem LM 311 auf, mit dem ich eine verbesserte Darstellung erreichen konnte. Natürlich ist der Aufbau mit einer PIN-Diode nicht so empfindlich wie ein Geiger-Müller-Zähler, liefert aber sehr interessante Erkenntnisse. Den Aufbau habe ich in der FSU-Jena, Physik erfolgreich vorgeführt. 

Radon-Zerfall und Halbwertszeit, von Benedikt Zimmermann

Material: Hochspannungsnetzgerät, Kabel, Isolatoren, 10 m Draht, Strahlungsmessgerät, Computer, Taschentuch, Spiritus

Aufbau und Vorgehen: In einem schlecht durchlüfteten Raum mit Stein/Ziegel/Beton-Wand werden zwei Drähte im Abstand von 10 cm aufgespannt und an Isolatoren befestigt. Der eine Draht wird an den positiven Pol eines Hochspannungsnetzgeräts angeschlossen und geerdet. Der andere Draht wird an den negativen Pol des Netzgeräts angeschlossen und die Spannung langsam auf 6 kV erhöht. Den Versuchsbau mehrere Stunden stehen lassen. Danach Gerät ausschalten und negativen Pol erden. Ein Taschentuch in Spiritus tränken und den Draht, der auf dem negativen Pol lag, einmal abreiben.
 

Quelle: http://www.physik-box.de/radon/radonseite.html

Beobachtung: Es findet sich eine schwarze Staub-Spur auf dem Papiertaschentuch. Diese hat bei Messungen mit einem Geigerzähler eine Aktivität von ca. 12 µS/h. Danach wird das Taschentuch in eine Messkammer gelegt und für mehrere Stunden der radioaktive Zerfall gemessen. Dabei ergibt sich eine exponentiell abnehmen Kurve, die sich nach ca. 3 h in der Hintergrundstrahlung verlieren.

Interpretation und weitere Verarbeitung der Messreihe: Nach 180 Minuten ist die Tangente einer linearen Ausgleichsfunktion waagrecht. Von hier an kann davon ausgegangen werden, dass nur noch die Hintergrundstrahlung auf das Messgerät wirkt. Diese beträgt im Mittel ca. 3,6 CpM. Zunächst zieht man diesen Wert von der übrigen Messreihe ab. Um sich mit einer Ausgleichsfunktion in Form einer exponentiellen Funktion zu nähren, beschränkt man sich auf den Zeitraum bis 150 Minuten, danach treten zum ersten Mal Werte < 1 auf. Die vorhandenen Werte werden zu einer Ausgleichsfunktion verrechnet, aus welcher die Halbwertszeit errechnet wird: 

Ausgangsform: N(t)=N(0)*e^ax
Regression ergibt: y=110*e^-0,025x
Berechnung der Halbwertszeit:
0,5 *N(0)=110*e^-0,025x			|/N(0)
0,5=e^-0,025x				|ln!
ln(0,5)=-0,025x      			|/-0,025
ln(0,5)/-0,025=x=27,73

Halbwertszeit: 27,73 Minuten

Erklärung: Der schwarze Staub sind Folgeprodukte des Radons, das als natürliches Element der Uran-Radium-Zerfallsreihe in Form von Gas aus dem Mauerwerk austritt. Bei Zerfall streift das Radon einen Teil seiner Elektronenhülle ab, lädt sich so positiv auf und wird von der negativen Anode angezogen und sammelt sich hier.

Die gemessene Halbwertszeit kommt der des Radons 223 mit 23,4 Minuten sehr nahe. Die Abweichung ergibt sich neben Messungenauigkeiten vor allem daraus, dass sich nicht nur Radon 223 sondern auch Radon 222 an der Anode sammelt, welches eine Halbwertszeit von drei Tagen hat. Außerdem zerfällt das Radon 223 in Fr 223 nach ca. 21 Minuten und so weiter. Unter diesem Aspekt ist die Messung erstaunlich genau.

Dazu eine sprachliche Richtigstellung, von Bernhard Schnurr
Die "Aktivität" wird in Bequerel angegeben. Ein Messwert der die Dimension µSv/h trägt kann nur eine Dosisleistung sein. Diese ist jedoch zwingend mit einer Ortsinformation verknüpft und ohne Ortsinformation praktisch wertlos.
Im konkreten Fall kann man natürlich die Ortsinformation erraten. Zum Beispiel: Präparat im Kontakt mit dem Gehäuse des Messgerätes oder der Zählrohroberfläche.