{"id":89,"date":"2015-01-22T14:31:00","date_gmt":"2015-01-22T14:31:00","guid":{"rendered":"http:\/\/blog.fh-kaernten.at\/ingmarsretro\/2015\/01\/22\/geigerzaehler-und-radioaktivitaet\/"},"modified":"2019-01-11T13:10:49","modified_gmt":"2019-01-11T12:10:49","slug":"geigerzaehler-und-radioaktivitaet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.fh-kaernten.at\/ingmarsretro\/2015\/01\/22\/geigerzaehler-und-radioaktivitaet\/","title":{"rendered":"Geigerz\u00e4hler und Radioaktivit\u00e4t"},"content":{"rendered":"
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Ein Projekt, das schon lange einmal mein Interesse erweckte, war das Detektieren von radioaktiver Strahlung. Nach den Vorf\u00e4llen in Japan wurde diese Idee wieder ins Ged\u00e4chtnis gerufen. Ich konnte mich noch dunkel erinnern, irgendwo in meinem alten Werkstattkeller ein unbenutztes Z\u00e4hlrohr zu besitzen. – Nach einiger Suche ist es dann aufgetaucht :). Dank Internet und den Suchmaschinen war auch schnell ein Datenblatt gefunden. Es handelt sich bei dem Z\u00e4hlrohr um ein ZP1400. Ein selbstl\u00f6schendes Geiger-M\u00fcller-Z\u00e4hlrohr mit Glimmerfenster. Das Rohr ist lt. Datenblatt mit Neon und Argon als L\u00f6schgas gef\u00fcllt. Die Betriebsspannung liegt bei 400 bis 600V. Die Kapazit\u00e4t zwischen Anode und Kathode betr\u00e4gt ca. 2pF. Mit diesen und weiteren Informationen aus dem Datenblatt l\u00e4sst sich nun eine Schaltung basteln, um das Rohr in Betrieb zu nehmen. Dieses kleine Projekt habe ich herangezogen, um gleichzeitg unseren Lehrling im Betrieb in das Leiterplatten-Layout einzuf\u00fchren und in weiteren Schritten auch mit der Erstellung von kleinen Programmen auf dem Arduino Uno Microcontrollerboard, vertraut zu machen. In diesem Post stelle ich aber nur die „altmodische“ Schaltung vor, wo lediglich das Auftreffen von ionisierender Strahlung auf den Z\u00e4hldraht akustisch h\u00f6rbar gemacht wird. (das typische Knacken). Diese Schaltung stellte dann die Grundlage f\u00fcr den Lehrling dar, die Z\u00e4hlung der Impulse mit dem Microcontroller zu realisieren und auf einem Zwei-Zeilen LCD zu visualisieren.<\/p>\n\n\n\n\n
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Schaltplan mit Hochspannungsversorgung und Impulsverst\u00e4rker<\/i><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Mit Hilfe der allbekannten Layoutsoftware Eagle, habe ich eine Schaltung gezeichnet, bei der wiederum die Hochspannung \u00fcber einen geschalteten Transformator und anschlie\u00dfender Greinacher-Kaskade erzeugt wird. Die Ansteueung \u00fcbernimmt diesmal kein 555er, sondern einfach ein r\u00fcckgekoppelter Schmitt-Trigger. Die Zeitbasis wird \u00fcber den Koppelwiderstand und den Kondensator eingestellt. Somit steht die Hochspannung f\u00fcr das Z\u00e4hlrohr zur Verf\u00fcgung. Um nun die Impulse z\u00e4hlen zu k\u00f6nnen, werden zwei Faktoren sichergestellt. Der Impuls darf eine bestimmte H\u00f6he nicht \u00fcberschreiten. (Sonst stirbt m\u00f6glicherweise die nachfolgende Elektronik), und die Impulse sollen h\u00f6rbar gemacht (verst\u00e4rkt) werden. Also werden die Peaks mit einer Zenerdiodenschaltung begrenzt und mit Schmitt-Triggern in eine „sch\u00f6ne“ Form gebracht und dann zu einem OP-Amp gef\u00fchrt. Am Ausgang des OP-Amp h\u00e4ngt dann vorerst ein kleiner Lautsprecher …<\/p>\n\n\n\n\n
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Anordnung der Bauteile auf dem PCB<\/i><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

Nach dem nun die Leiterplatte ge\u00e4tzt und best\u00fcckt wurde, ging’s ans Testen. Aber womit?  Ich ben\u00f6tigte irgendeine schwach strahlende Quelle. Ich hielt alle m\u00f6glichen Gegenst\u00e4nde vor das Z\u00e4hlrohr, aber es \u00e4nderte sich nicht viel. Vier bis acht mal in der Minute war ein Knacken aus dem Lautsprecher wahrzunehmen. Also begann ich wieder im Netz zu recherchieren. Und stie\u00df auf den Begriff  „Radiumfarbe“. Es ist dies die selbst leuchtende Farbe, mit der die Ziffernbl\u00e4tter alter Uhren bemalt wurden, um auch in der Dunkelheit die Zeit ablesen zu k\u00f6nnen. Diese Information brachte mich auf eine Idee. Von meinem Gro\u00dfvater habe einmal einen H\u00f6henmesser eines WW1 Flugzeugs bekommen (Hersteller LUFFT), dessen Ziffernblatt  k\u00f6nnte vielleicht auch mit leuchtender Farbe bemalt worden sein. Also raus damit aus der Vitrine und vor das Z\u00e4hlrohr gehalten… Das Ergebnis ist im Video zu sehen.<\/p>\n