Geigerzähler im Eigenbau – Die Vorbereitungen

Strahlung ist ein Interessantes Thema. Und sie ist eigentlich immer um uns herum. Ich habe mir gedacht, es wäre interessant die Strahlung in meiner Umgebung zu messen und werde deshalb versuchen einen Geigerzähler zu bauen. In diesem Artikel geht es um die Vorbereitungen und die Theorie.

Irgendwann werden noch Artikel folgen, die sich mit dem Zusammenbau der einzelnen Teile und mit der Datenauswertung usw. beschäftigen.

Wie funktioniert ein Geigerzähler?

Das wichtigste Teil an einem Geigerzähler ist das Geiger-Müller-Zählrohr. Dieses Zählrohr ist mit einem nicht leitenden Gas gefüllt und hat eine Elektrode in der Mitte. Diese Elektrode hat keinen Kontakt zur äußeren Hülle des Rohrs. Legt man also einen Plus- und Minuspol an die Hülle des Rohrs und an die Elektrode in der Mitte an, dann fließt kein Strom. Wenn jetzt ein Strahlungsteilchen durch das Rohr hindurch fliegt, dann wird das Gas zwischen dem Rohr und der Elektrode in der Mitte ionisiert und damit leitfähig gemacht. Es fließt also Strom zwischen der Hülle des Rohrs und der Elektrode in der Mitte. Da diese Ionisation nur kurz anhält gibt es auch nur einen kurzen Stromstoß. Der Geigerzähler zählt also die Stromstöße, die durch Strahlungsteilchen im Zählrohr entstehen. Das typische Knacken, dass man mit einem Geigerzähler in Verbindung bringt entsteht dadurch, das diese Stromstöße mit einem Lautsprecher hörbar gemacht werden.

Die Schaltung

Ich habe ein bisschen im Internet gesucht und habe eine Schaltung gefunden, die nicht allzu kompliziert ist. Fündig geworden bin ich auf www.spurtikus.de. Der Autor der Seite beschreibt eine Schalutng, die die Signale des Zählrohrs „verarbeitet“ und eine Ausgabe in Form einer blinkenden LED und eines Geräuschs (Lautsprecher) erzeugt. Die für das Zählrohr nötige Spannung von ungefähr 400V wird dort mit einer Schaltung von www.loetstelle.net erzeugt.

Betrachten wir als erstes die Schaltung, mit der die Hochspannung erzeugt wird:

Genauere Daten zu den einzelnen Komponenten stehen weiter unten in der Tabelle!

An V+ wird eine 5V Spannung angelegt und an GND die Erdung. Der Timer sorgt dafür, dass der Transistor (T1) in einer 10 kHz Frequenz ein und aus geschaltet wird. In einer entsprechenden Frequenz fließt dann auch Strom durch die Spule (L1). Durch Selbstinduktion in der Spule entstehen Spannungsspitzen. Durch die Dioden werden diese nochmal erhöht und geglättet. Dadurch erhält man bei OUTPUT eine relativ konstante Spannung von ca. 400V. Mehr Informationen über diese Schaltung gibt es hier!

Der Pluspol des Zählrohrs wird an OUTPUT angeschlossen.

Die Schaltung zur Auswertung der Signale, die vom Zählrohr kommen, sieht so aus:

V+ sowie GND werden wieder an eine 5V Spannung bzw. an die Erdung angeschlossen. An INPUT wird der Minuspol des Zählrohrs angeschlossen. Der Operationsverstärker sorgt jetzt dafür, dass solange, wie nichts passiert, die eine Leuchtdiode (D7) leuchtet. Wenn ein Signal vom Zählrohr kommt, leuchtet die andere LED (D8) kurz auf. Außerdem gibt es dann ein „Klick-Geräusch“ aus dem Lautsprecher. Weitere Informationen zu dieser Schaltung gibt es hier!

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