Imex GB1 Geiger - Muller teller

Op mijn blog en op deze website heb ik de laatste tijd regelmatig verslag gedaan over het meten van radioactieve straling met behulp van smartphones  en externe hardware. Meer specifiek de Radiation Watch Pocket Geiger. De laatste tijd doet deze het echter niet meer. Ik vermoed dat de App niet meer goed werkt in iOS7 maar ook in Android laat deze het nu afweten (4.2 en 4.3). Redelijk irritant voor een apparaatje dat ik pas sinds kort in mijn bezit heb.

Eerlijkheidshalve moet ik vermelden dat ik soms wel eens mijn twijfels had of deze stralingsmeter, gebaseerd op halfgeleiders, wel zo betrouwbare meetresultaten gaf. Soms vroeg ik me af: “Doet hij het nu wel of doet hij het nu niet”.

Op eBay kwam ik echter de “Geiger counter detector for iPhone/iPad” (GB1 van IMEX) tegen (Zoek op imex en radiation), een plastic doosje met elektronica en (heel belangrijk) een Geiger Muller tel buis erin. Je koppelt het doosje aan de iPhone via de meegeleverde audiokabel. Op de iPhone installeer je de gratis Geiger Bot App en je kunt aan de slag. Het kastje bevat ook een akoestisch signaal dat sneller gaat tikken als er meer straling gemeten wordt.  Over de prijs mag ik ook niet klagen, ik heb dit doosje voor minder dan €45 (inclusief verzendkosten) verworven. Heel wat goedkoper dan de Pocket Geiger. Na bestellen had ik deze GB1 ook nog eens binnen een week in mijn bezit. (Verkoper impexeris)

Deze meter werkt tot nog toe perfect zoals men op bovenstaande foto's kan zien alwaar ik van een stukje Fiestaware de straling zit te meten. Hij werkt ook goed met mijn Am241 monster, mijn thorium gaskousje, mijn stukje pekblende (uraanerts) en de thorianiet. Bij het uranium glas wordt nauwelijks straling gemeten. Uraniumglas noemt men ook wel stralingsglas hetgeen als benaming niet helemaal correct is, het gaat niet om straling maar om fluorescentie hetgeen vooral zichtbaar wordt als men het uraanglas met UV straling belicht. Alhoewel het uraanglas licht radioactief is komt het stralingsniveau nagenoeg niet boven de achtergrondstraling uit hetgeen impliceert dat er maar een kleine hoeveelheid uranium in het glas zit.

Americium-241 emitteert alpha straling en lage energetische gamma straling. De alfa straling kan al door een papiertje tegengehouden worden. Alhoewel we een duidelijke afname kunnen waarnemen meten we nog (verhoudingsgewijs) een aanzienlijke hoeveelheid straling.  Dit impliceert dat onze bron nog aardig wat gamma straling uitstuurt hetgeen min of meer bevestigd wordt door de daaropvolgende experimenten met afscherming. Lood blijkt dan het meest effectief te zijn.
 

• Goedkoop is eigenlijk relatief in dit geval. Een IPhone is niet echt goedkoop als je deze nog niet hebt.
• De Halfwaarde tijd van Americium is 432 jaar.
• Radon, dat licht radioactief is, komt vrij uit veel bouwmaterialen en hoopt zich soms op in ruimtes die slecht geventileerd worden. De Pocket Geiger kan niet direct de straling meten die door Radon gas wordt afgegeven (alfastraling). De manier om dat indirect te bepalen is door het Radon gas te concentreren, door gedurende enkele dagen een bakje actieve kool in een ruimte te laten staan. Het Radon concentreert zich dan in deze kool.

• J.J. Bevelacqua; "Fukushima Daiichi Accident and its Radiological Impact on the Environment"; The Physics Teacher; 50 September 2012; p. 354-92.
• David R. Lapp; "Obtaining and Investigating Unconventiona Sources of Radioactvity"; The Physics Teacher; 48 February 2010; p. 90-92.
• Jack G. Couch, Kellt L. Vaughn; "Radioactive Consumer Products in the Classroom"; The Physics Teacher; 33 January 1995; p. 18-22.
• Helen W. Crawley; "Radioctivity Experiments for High Schools Using Orange Glazed Ceramics"; Journal of Chemical Education; 36 4 1959; p. 202-204.
• S.G. Hutchinson, F.I. Hutchinson; "Radioactivity in Everyday Life"; Journal of Chemical Education; 74 5 1997; p. 501-68
• Victor J. Linnenbom; "Radioctivity and the Age of the Earth"; Journal of Chemical Education; 32 2 1955; p. 58-68.
• "Rookmelders redden levens"; Archimedes; 38 3 2002; p. 7
• J.D. Fast; "Energie uit atoomkernen"; Natuur en Techniek; 1980; ISBN 9070157152.
• Piet Stemvers; ""Stralende" verzamelingen: tussen veiligheid en overdreven angst"; GEA, 4 1999; p. 134-136. 
• Ir. B. van Buuren; "Elektronen en kernen"; 4dr druk; Stam; 1975; ISBN 9011390830; p. 265-332.

Achtergrondinformatie:

De straling wordt ook wel ioniserend genoemd aangezien ze elektronen kan "wegslaan" uit atomen en moleculen. Als in levend weefsel elektronen worden weggeslagen uit de moleculen waaruit het is opgebouwd, wordt dat weefsel beschadigd. Teveel ioniserende straling kan dus gevaarlijk zijn.

We onderscheiden verschillende vormen van radioactieve straling.

Alfa-straling (α)
Alfastraling is een van de meest voorkomende vormen van ioniserende straling. Het is eigenlijk een deeltje (alfadeeltje) dat vrij komt bij het verval van vooral grotere kernen zoals uranium en thorium. Het alfadeeltje (α) bestaat uit twee protonen en twee neutronen, de kale kern van een heliumatoom (He2+). Dit wordt vaak korter geschreven als een alfadeeltje.  Alfadeeltjes hebben geen groot doordingen vermogen, ze worden al tegengehouden door een velletje papier. Alfa-stralers zijn eigenlijk alleen gevaarlijk als ze in het lichaam worden opgenomen, aangezien zel in het lichaam kunnen zij in hun directe omgeving grote schade aanrichting, omdat alle energie die vrijkomt bij hun verval zich in een klein gebied om de vervallende kern concentreert. 

Bèta-straling (β)
Bètastraling is ioniserende straling, bestaande uit elektronen of positronen. Bètastraling ontstaat in het β-vervalproces, betaverval, waarin een atoomkern een elektron e- of positron e+ uitzendt. Er zijn twee soorten bètastraling, β- en β+ straling. Bij β- straling verandert in de kern een neutron in een proton, waarbij een elektron wordt weggeschoten. De massa van de kern blijft ruwweg gelijk, aangezien het neutron en het proton ongeveer even zwaar zijn. Bij β+ straling verandert in de kern een proton in een neutron.

Gamma-straling (γ)
Gammastraling is onzichtbare elektromagnetische straling met een hogere energie dan ultraviolet licht. Het ioniserende vermogen daarentegen is lager dan dat van alfastraling. Alfastraling heeft een hogere ioniserende energie, maar dat zorgt er weer voor dat de straling minder doordringend is, omdat onderweg alle moleculen die het alfa-deeltje raakt, geïoniseerd worden. Zodoende verliest het alfadeeltje over zeer korte afstand al zijn energie, dit in tegenstelling tot gammastraling.

Geiger Muller Teller

De werking van de Geiger Muller teller voor radioactieve straling berust op het verschijnsel dat wanneer een geladen deeltje door een gas beweegt ere en heel spoor van ionenparen (zowel  positieve als negatieve ionen) achterblijft. In de telbuis is een elektrisch veld aangebracht ( 800-1200 V), waardoor de ionen gescheiden worden en in tegengestelde richting versneld naar de elektroden toe. Daarbij worden steeds weer nieuwe ionen gevormd: een "lawine" van geladen ionen ontstaat en geeft dan een elektrische stroom door de elektroden. De ontlading stopt, omdat in het gas in de telbuis een zogenaamd “quench – gas” aanwezig is , dat de energie van de losgemaakte ionen absorbeert. Na een heel korte tijd is dan de buis weer gereed voor een volgend radioactief deeltje. Ook gamma stralen van hoge energie geven een spoor van geladen ionenparen en zijn dus met een Geiger Muller teller aan te tonen.

O₂ + He⁺⁺ --> O₂⁺ + e^- + He⁺⁺