Besuch in der Universität Namur


Elektronik-Labor  Projekte   Strahlungsmessung


Nach dem Artikel zur Strahlungsmessung in der Elektor 6/2011 schrieb uns Aurélien Nonet  vom Laboratory of Analyses by Nuclear Reactions an der Universität Namur  in Belgien, dass wir gerne mal vorbeikommen dürften, um unsere Sensoren genauer zu untersuchen. Gestern war es dann soweit. Zusammen mit meiner Tochter Luci, die auch neugierig war, und Thijs Beckers aus der Elektor-Redation, den wir in Mastricht abholten, sind wir nach Namur gefahren. Dort haben wir erst mal in aller Ruhe das Labor besichtigt. Das Institut hat den 2-GeV-Teilchenbeschleuniger ATLAIS. Unterschiedliche Ionen können  auf Proben geschossen werden, was z.B. zur zerstörungsfreien Materialprüfung, aber auch für medizinische Forschung und andere Bereiche verwendet wird. Man schießt z.B. Stickstoff-Ionen auf eine Probe und misst die entstehenden Röntgen- und Gammaspektren. Daraus gewinnt man Informationen über das bestrahlte Material.

Der Teilchenbeschleuniger ATLAIS: www.fundp.ac.be/en/sci/physics/larn/page_view/presentation.html


Im Institut konnte ich endlich mal die richtig teuren und genauen Strahlungsdetektoren sehen. Das waren große Szintillationszähler mit Photomultipliern und auch Halbleitersensoren. Einen mit flüssigem Stickstoff gekühlten Germaniumsensor haben wir mal probeweise in Betrieb genommen, um das Gammaspektrum meiner alten Taschenuhr zu messen.





Unsere eigenen Sensoren konnten wir an die Auswerteelektronik im Institut anschließen. Dort gibt es auch viele unterschiedliche Teststrahler für die Kalibrierung der Alpha- und Gammaspektrometer. Damit konnten wir die Eigenschaften der Dioden-Sensoren genauer untersuchen.





Für die Alpha-Messung hatte ich einen passenden Vorverstärker in einer Nivea-Dose als Abschirmung und zur Verdunkelung vorbereitet. Dieser konnte an die Auswerteelektronik im Labor angeschlossen werden. Parallel dazu lief mein Zähler mit einem Mega-8-Controller und LC-Display im Pingpong-Gehäuse. Trotz der enormen Unterschiede im Aufwand passten die Systeme zueinander.

Für die Alpha-Messungen wurden die Teststrahler mit Knetgummi in meiner Messdose befestigt. Mit Plutonium-239 konnten Alpha-Teilchen mit der Energie 5 MeV gemessen werden. Die Auswertung zeigte Impulse von 210 mV am Ausgang meines Sensorverstärkers. Das Energiespektrum zeigte einen scharfen Peak, so wie er auch von sehr viel teureren Sensoren geliefert wird. Versuche mit größerem Abstand zeigten, dass die Teilchen in jedem Zentimeter Luft Energie verlieren. Nach ca. 5 cm ist alles absorbiert.

 

Das Ergebnis in aller Kürze: Eine BPW34 ist als Gammazähler gut geeignet, nicht aber für Gamma-Spektroskopie. Eine offene BPX61 eignet sich gut für die  Alpha-Sektroskopie. Die Ergebnisse der Messungen werden helfen, ein Elektor-Platinenprojekt zu entwickeln. Es soll ein einfacher Zähler mit LCD werden. Der Sensorverstärker kann mit unterschiedlichen Fotodioden bestückt werden. Soweit die bisherige Planung.


Dies ist der Sensorverstärker für die BPX61 mit geöffneter Glasscheibe, den ich speziell für die Tests in Namur aufgebaut habe. Weil die Alpha-Signale an der Diode stärker sind, ist die Verstärkung geringer als für einen Gamma-Verstärker. Die erste Stufe ist als Strom-Spannungswandler geschaltet. Statt eines extrem hochohmigen Widerstands im Gegenkoppelzweig habe ich hier mit gutem Erfolg eine Si-Diode eingesetzt.


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