Rådgiver
Teksten forneden er maskineoversat fra den tyske originaltekst.
Videnværdi til geigertællere og dosimetre
Hvordan fungerer en geigertæller med Geiger-Müller-tællerør?
Forskel mellem en geigertæller og et dosimeter
Anvendelsesområder for geigertællere og dosimetre
Hvordan måles strålingen med geigertæller?
Hvordan fungerer en geigertæller med Geiger-Müller-tællerør?
Den mest almindelige konstruktion af radioaktivitetsmåleudstyr er Geiger-Müller-tællerrøret , kort geigertæller. Forskellige detektorer måler forskellige strålinger:
- Alfastråling
- Betastråling
- Gamma-stråling
- Røntgenstråling (X-stråling)
Målerrørets funktionsprincip er, at der opstår en elektrisk spænding, som kan måles, hvis der er en radioaktiv stråling i detektoren:
- Så snart en ionisering af partikler kommer ind i Geiger Müller-tællerrøret, opstår der en kædereaktion, der fører til en gasafladning.
- Den del, der adskiller elektroner fra atomkernerne i den ædelgas, der befinder sig i tælleren (typisk argon eller krypton), når anoden og utallige sekundære dele.
- Derved opstår der en spænding i målerøret, og den ioniserede gas er ledende i kort tid, kredsløbet lukker sig, og geigertæller stråling signaliseres. De mange ioner på anoden sørger for en ubalance og afskærmer katoden på samme tid.
- Derefter aftager spændingen i tællerrøret, og til sidst afbrydes strømkredsen.
- Ved dødtid forstås nu tiden efter denne gasafladning, hvor tælleren ikke måler noget signal. Todetiden ophører, når den ionskyer, der er afladet ved katoden, er afladet. Afhængigt af geigertællerens konstruktion er den på ca. 0,1 til 0,3 millisekunder.
Geigertæller med GM-tællerør til gamma-, alfa- og betastråling
Vores praxistipp: Forskellige versioner
mange måleapparater til radioaktivitet kombinerer registrering af flere radioaktive strålingsarter. Ofte kan dosiseffekten aflæses direkte på et display, og ved nogle enheder kan den først udlæses efterfølgende ved hjælp af andre enheder og vurderingssoftware. For det meste har geigertæller en advarselsfunktion: Akustisk, optisk eller som vibration.
Andre udformninger end Geiger-Müller-tællerøret måler efter samme princip radioaktiv stråling. Ioniseringskammeret og proportionaltællerrøret er også tællerør. De er også fyldt med en målegas til at omdanne ionernes reaktion fra radioaktiv stråling til målbare elektriske effekter. Ionisationskammer og proportionaltællerør arbejder med lavere spændinger end Geiger-Müller-tællerrøret, og derved kommer det ikke til kontinuerlig gasafladning med efterfølgende dødtid.
Forskel mellem en geigertæller og et dosimeter
Geigertæller er ofte udviklet som en enkel dosiseffektmåler. Nogle gange er et dosimeter direkte integreret, da denne ekstrafunktion teknisk set er nemt at realisere.
- Geigertæller (dosiseffektmåleudstyr) måler den aktuelle strålingsdosis. De kan på den ene side se, om der overhovedet findes radioaktiv stråling, og på den anden side, hvor stor strålebelastningen i øjeblikket er.
- Dosimetrene viser stråledosis over tid. Dette gør det muligt at bestemme den kumulerede strålebelastning som følge af radioaktive påvirkninger. Dosimetre anvendes i strålebeskyttelse, da de kan kontrollere overholdelsen af grænseværdier over længere perioder. Dosimetre er ofte udført som mobile persondosimetre, der til stadighed kan bæres på kroppen af bestemte erhvervsgrupper.
Bemærk: I Østrig anvendes udtrykkene dosimeter og dosiseffektmåler synonymt i verifikationsbestemmelserne. Også i daglig tale skelnes der ofte ikke præcist mellem udstyr til bestemmelse af den aktuelle radioaktive strålingsdosis og udstyr til dosismåling over en længere periode.
Anvendelsesområder for geigertællere og dosimetre
Strålingsmåler med akustisk og vibrationsadvarsel mod stråling
Radiomåleinstrumenter anvendes inden for mange områder.det er kendt, at de anvendes inden for radiologi og nuklearmedicin, men også i forbindelse med kræftbehandling overvåges via dosimeter, at tumorer bestråles, så patienten får en optimal dosis.
Civilbeskyttelseshold som f.eks. brandvæsenet og dasmilitæret er udstyret med geigertællere til at kunne foretage målinger i overensstemmelse med ABC-indsatser, alsoatom, biologiske og kemiske risici. Desuden anvender arkæologer, geologer og kunstvidenskabsfolk ved ukendte radioaktivitetsmålere med advarselsfunktion og fremførende radioaktive metoder til analyse af deres selvsamme. Også inden for minedrift forekommer radioaktive stoffer, der detekteres ved hjælp af geigertællere.
For privatpersoner er det nemt at anskaffe sig så enkle geigertællere og dosimetre. Der dyrkes i stigende grad en del af en region, der som bekendt er udsat for en ekstraordinær belastning af de medtradioaktive miljøpåvirkninger på grund af atomkatastrofer som Tjernobyl eller Fukushima, eller som befinder sig i omkredsningen af det stadig aktive atomkraftværk.
Hvordan måles strålingen med geigertæller?
Hvordan opstår radioaktiv stråling?
I neutral tilstand har atomer og molekyler lige så mange elektroner som protoner. Hvis der er flere protoner eller elektroner, har den partikler en elektrisk ladning og betegnes som ion. På grund af disse elementer, der er af en sådan art, at de er ustabile, betegnes nuklear stråling også som ioniserende stråling.
Radioaktiv stråling opstår, når en atomkerne nedbrydes. Dette kan ske på en naturlig måde eller gennem målrettet nuklear fission. Ved en spaltning frigøres alfastråling, betastråling og gamma-stråling. Det ville være helt naturligt at tale om en omdannelse, for der opstår nye stoffer, når atomkernerne går i opløsning. Disse frigivne stoffer er radioaktive, ikke stråling som sådan. Det er altså det, som lægfolk og medier gerne vil kalde "atomstråling", nemlig ioniserende stråling af radioaktive stoffer.
Stråletyper og rækkevidde
Ioniserende stråling omfatter alfa-, beta-, gammastråling og røntgenstråling. De er forskellige med hensyn til sammensætning og rækkevidde. Mens alfa- og beta-stråling består af indlæste partikler, består gamma-stråling og røntgenstråling af uplastede fotoner og quanter.
For øvrigt er gamma-stråling og røntgenstråling ikke forskellig fra deres sammensætning, men fra deres oprindelse: Gamma-stråling opstår ved kerneaktioner, røntgenstråling fra en G-hastighed-ændring af dele eller højenergiovergange i elektronenergien.
I mange lande navngives røntgenstrålingen efter opdageren Wilhelm Conrad røntgen, men internationalt finder man også bogstavskortet X til røntgenstråling lig X-stråling, analogt med græsk a, b, og ret til de andre strålingstyper.
Rækkevidde for stråletyper:
- Alfastråling (a-stråling) har kun en rækkevidde på få centimeter. Den kan allerede stoppes ved hjælp af et ark papir. Derfor skal geigertæller til registrering af alfa-stråling bæres over tøjet.
- Betastråling (betastråling) kommer et par meter langt. Den kan afskærmes med metaller, for eksempel aluminium.
- Gammastråling (herunder "strålingsintensitet") og røntgenstråling (X-stråling) har den længste rækkevidde, og navnlig ved røntgenstråling er det teknisk muligt at påvirke produktionsområdet. En tyk, spættekvæg eller betonvæg hjælper til at give afskærmning. Derfor er der indarbejdet bly i røntgenbeskyttelsesforklæde, og personalet forlader rummet under optagelsen.
Geigertæller med måling af dosis og impulser samt en indikator for fald
Enheder i geigertæller
Becquerel (Bq) er måleenheden for radioaktivitet . 1 Bq, hvis 1 atomkerne nedbrydes på et sekund. Den naturlige radioaktivitet i vores fødevarer er i gennemsnit 40 becquerel pr. kg. Det betyder, at der i gennemsnit nedbrydes 40 atomkerner pr. sekund i 1 kilo mad.
Gray angiver derimod, hvor meget ioniserende stråling der absorberes af en masse. Der er tale om en objektiv værdi, der er afledt af SI-enhederne Joule og kilogram. Enheden Gray er det mål, der svarer til den absorberede dosis. Ved en helkropsbestråling på mere end seks Gy er overlevelseschancerne - også ved optimal behandling - lave, ved 15 Gy lig nul.
Sievert (SV) er den vægtede måleenhed for stråledosis. Den karakteriserer virkningerne af ioniserende stråling på mennesker. Ved denne dosis tages der hensyn til de forskellige virkninger af stråletyper og til, at organerne er forskellige i strålefølsomhed, idet der anvendes en strålingsvægtningsfaktor. Den er derfor den største størrelse til vurdering af farer.
Grænseværdier for strålingseksponering
Strålingsmåler med akustisk og optisk advarselssignal på displayet
I Tyskland ligger den normale strålingsbelastning på ca. 2-4 millisievert om året. Størstedelen af disse, 1,5 millisievert, stammer fra røntgenundersøgelser.
Ud over den ioniserende stråling, der opstår ved en målrettet nuklear fission, er der altid en naturlig radioaktiv stråling fra rummet og jorden, hvor malme f.eks. bidrager til strålingen. Disse værdier er ufarlige for mennesker.
Selv ved mellemstore strålingsbelastninger viser radioaktivitetens sundhedsskadelige virkninger sig kun sekundært, f.eks. ved at øge antallet af kræfttilfælde i befolkningen og ved at ændre arvemasse, hvilket fører til misdannelser hos afkom. Fra 250 millisekunder er det meget sandsynligt, at der forekommer kræft og gendefekter hos nyfødte. Under en eksisterende graviditet er der allerede stråling fra 100 millisekunder kritiske.
Ved en dosis på ca. 1 sievert opstår der en akut strålesygdom, som i mild form er forbundet med feber, diarré og kvalme, og som i værste fald fører til flere organsvigt.