Erzeugung mittels Röntgenröhre
Der einfachste und sicherste Weg Strahlung zu erzeugen, die ionisierend wirkt, ist mit einer Röntgenröhre möglich. Der Vorteil dieser Methode ist, dass sie sich abschalten lässt wenn sie nicht gebraucht wird, was bei radioaktiven Elementen nicht der Fall ist. Physikalich bedingt können aber nur Röntgenstrahlen, eigentlich Gammastrahlen aber anderer Herkunft, erzeugt werden, da die anderen Strahlenarten aus Teilchen bestehen.
Zur Erzeugung benötigt man eine Röntgenröhre und Hochspannung. Als Röntgenröhre eignet sich eigenttlich alles was ein Hochvakuum und mind. 2 Elektroden besitzt. Ideal wäre eine Röntgenröhre, welche aber schwer zu bekommen sind. Eigene Versuche haben gezeigt, dass auch Hochspannungsgleichrichter ihren Zweck erfüllen.
Die besten Ergebnisse lieferte eine Fernseher-HV-Gleichrichterröhre des Typs DY802 der Firma Valvo, bei einer max. Strahlendosis von 30mSv/h im Abstand von 15cm. Dies ist eine sehr hohe Dosisleistung, wurde aber aus genügend Abstand und hinter einer Bleiabschirmung beobachtet. Zu erwähnen ist ausserdem, dass innerlich dunkel gewordene Röhren eher schlechtere Ergebnisse lieferten, was warscheinlich auf eine Vakuumverschlechterung hindeutet. Die Röntgenröhre lieferte trotz Heizung und Beryliumaustritsfenster viel schlechtere Ergebnisse, warscheinlich ist sie zu niederohmig für meine HV-Quelle.
Als Hochspannungsquelle verwendete ich eine Bosch-Zündspule mit ca.250Hz Ansteuerfrequenz bei 13V, dies ergiebt sek. ca. 30kV Leerlauf. den Strom konnte leider nicht ermittelt werden, wird aber nur wenige hundert uA bis max 1 mA betragen. Ich weiss dass diese Methode nicht gerade ideal ist, da ich die Röhre selbst als Gleichrichter schalte, was schädlich für die Bariomkathode ist, wenn diese von Ionen in der Sperrphase getroffen wird. Bei Wolframkathoden macht dies weniger aus.
Vorallem wenn man etwas fotographieren möchte, wäre eine kurzzeitige hohe Ausgangsleistung interessant. Leider muss hier besonders beachtet werden, das bereits 1mA an 25kV eine Leistung an der Anode von 25 Watt ergeben und dies eine Gleichrichterröhre nicht lange verträgt. Aber wenn man eine waschecht Röntgenröhre besitzt braucht diese Ströme von bis zu 100mApeak und das bei Spannungen bis zu 450kV!!! Diese Röhren werden aber zur Wärmeabfuhr und auch wegen der Isolation in Öl betrieben. Auch muss hier sehr aufmerksam auf die ausreichende Abschirmung geachtet werden, da bereits Sekundenbruchteile ausreichen können um eine gefährliche Strahlendosis abzubekommen.
Hier die Röhre unter Spannung, das orange Leuchten im Anodenzylinder entsteht durch den Photoeffekt und nicht durch das heizen der Kathode. DIe anderen Röhren leuchten alle grün oder blau und sind Faktoren tiefer mit der Dosisleistung. Das zeigt, dass verschiedene Materialen für die Anoden benutzt wurde, mittels Spektrometrie könnte man das analysieren.
Natürlich kommt die sicherheit auch nicht zu kurz; Abschirmungen sind wichtig, damit man sich nicht extrem verstrahlt. Was auch zu beachten ist, hier werden Energien benutzt die icht jeder Geigerzähler einfach so nachweisen kann.
- Abschirmung benutzen, so dick wie nötig
- Abstand zur Quelle haben
- Zeit der Exposition möglichst kurz halten
- wenn möglich: mit kalibriertem Strahlenmesssgerät Dosisleistung kontrollieren.
Ich benutze dazu meine Abschirmziegel aus Portlandzement, welche grosszügig um die Röntgenröhre positioniert werden. Diese schwächen Gammastrahlung von 662keV um ca 30%, somit wird rund 95% der 30keV Röntgenstrahlung abgeschirmt. Ausserdem muss darauf geschaut werden, dass Lücken nicht zentrisch zur Quelle schauen, damit die Schutzwirkung erhalten bleibt. Und weiter gilt auch hier, darf einwenig mehr sein; Überdimensionierungen sind hier von Vorteil.
