Röntgen-Durchlässigkeit von Sand

X-No-Archive: Yes

begin quoting, Thorben Gruhl schrieb:

Grundsätzlich hängt die "Röntgendichtigkeit" eines Stoffes schlicht von seiner Elektronendichte ab; die "Hausnummer", die Du suchst, ist also einfach die Ordnungszahl der vorkommenden Elemente.

Zusätzlich gibt es natürlich noch scharf absorbierende Linienübergänge.

Gruß aus Bremen Ralf

Ralf Kusmierz schrieb:

Du vergisst bei h=E4rterer R=F6ntgenstrahlung die m=F6glichkeit der Paarbidlung um R=F6ntgenstrahlung zu streuen (und damit auch zu absorbieren) Auch das Z kann eine Rolle spielen

Michael

*Thorben Gruhl* wrote on Mon, 06-07-17 06:18:

Ziemlich sicher nicht. Für Gammastrahlung, also auch Röntgen, kommt es praktisch allein auf die schweren Kerne an, also die Metalle in den Mineralen. Sand, Beton, Massivstein und ähnliches ist alles mehr oder weniger dasselbe, nämlich Silizium umd Aluminium. Finden wirst Du alle Einschlüsse von Kupfer, Eisen und ähnliche und natürlich vor allem Blei, Gold, Uran und die anderen richtig schweren.

N.B: Es ist zu lange her, als daß ich noch Details wüßte, aber in meiner damaligen Studienarbeit war es IIRC ausführlich erklärt.

Hallo

Thorben Gruhl schrieb:

1. Was ist das "andere" - das Nichtsand?
2. Sand ist ein Sammelbegriff für ein Gesteinspulver und je nach Basisgestein dürften hier doch schon signifikante Messwertunterschiede auftreten.
3. Sand ist ggf. auch mit anderen Materialien verunreinigt.

Was darf um einen Faktor 10 abweichen?

Herzliche Grüße Wolfgang

Hi,

"Wolfgang Uhr" schreibselte:

Primär Grund- oder Oberflächenwasser mit darin so zu findenden Verunreinigungen. Also außer Sand dann IMHO eher organische Feststoffe.

So, jetzt muss ich'n bisschen mit dem formulieren aufpassen, ich kann ja jetzt nich meine Arbeit von den Usern hier machen lassen. Letztlich geht's aber darum, in einem kontinuierlichen Volumenstrom den Sandgehalt zu erfassen. Problem ist halt, dass das Wasser nicht unbedingt aufbereitet ist und bei entsprechender Trübung ein optisches Durchleuchten versagt. Nebenbei macht bei optischer Messung auch noch die Brechung und unbekannte Transparenz der Kristalle Probleme.

Da ist Röntgen vielleicht der bessere Weg, da - so dachte ich jedenfalls bislang - die Verunreinigungen für Strahlung "transparenter" sind, und nicht schon ein kleines Partikel den gesamten dahinterliegenden Bereich völlig abschattet sondern nur etwas verdunkelt. Damit wäre zum einen über den Abdunklungsrad Aussagen zur Ausdehnung auch in der 3. Dimension möglich und mehrere Partikel hintereinander würden trotzdem erfasst werden und so zu weniger Verfälschugen führen.

Hmm, eisenhaltiges Wasser könnte da vielleicht ein Problem sein.

Wenn 1g Sand A das gleiche Ergebnis wie 10g Sand B liefert. Bessere Genauigkeit schadet aber auch nicht.

schöne Grüße, Thorben

Ralf Kusmierz mochte einem OjE-User vorenthalten:

Ist die Röntgendichtigkeit denn halbwegs proportional zur Ordnungszahl?

Hmm, Ordnungszahl. Also die Anzahl der Protonen. Wenn ich mir die typischen Elemente der Mineralien so anschaue, liegen dort die Atommassen etwa doppelt so hoch wie die Ordnungszahl. Man könnte also sagen, etwa 50% effektiv absorbierende Masse? Für Wasser, was den Großteil der Probe ausmacht ergibt sich dann 55%. Alles die gleiche Größenordnung.

Wenn die fraglichen Materialien in etwa (auf die Massen bezogen) die gleiche Effektivität haben, hängt die tatsächliche Absorption/Extinktion dann ja vor allem von der Dichte ab.*denk* und da sollten organische Verunreinigungen wie Algen, Blätter, Pantoffeltierchen und Goldfische ja deutlich weniger schlucken. Dichte liegt bei etwas über 1 und bestehen zu großen Teilen aus Wasser. Also eigentlich wie gewünscht kein starker Kontrast zum umgebenden Wasser.

Klingt gut, fürchte aber, das ist jetzt irgendwie zu einfach gedacht :-\

Linienübergänge?

Achja, und wie kriegt man mit'm Oje deine Mitteilungen angezeigt? Irgend'n Tastenkürzel gab's da ja mal... Kommt mein Zeichensatz eigentlich brauchbar an? wenn nein, was ändern?

schöne Grüße, Thorben

Axel Berger schrieb:

Das wäre eigentlich gar nich so nachteilig. Die Ausgangsschilderung war etwas knapp, Hauptbestandteil der Probe ist Wasser und Sand das "Zielobjekt". Solange die unterschiedlichen Mineralien in etwa gleiches Absorptionsverhalten aufweisen, ließe sich damit shcon was anfangen.

Hmm, ab wo etwa wäre eine Goldstaubverunreinigung problematisch? 10^-6 % oder so dürfte wohl zu vernachlässigen sein, es ist keine genaue, quantitative Messung erforderlich. Nur ein grober Anhaltspunkt für "kein", "wenig", "naja", "Pumpe gleich kaputt" Sand im Wasser.

ciao, Thorben

Das spezifisches Gewicht von Sand ist etwa das 2,6-fache von Wasser. Wasser mit 10% Sandanteil ist also schon

16% schwerer wie Wasser ohne Sand. Wie wäre es das Gewicht eines flexibel aufgehängten, kontinuierlich durchströmten Rohrstücks zu ermitteln? Mit leichter Abwärtsneigung gegen Bodenablagerungen.

mfG Wolfgang Martens

10^-3 wäre Abbauwürdig...

Schon mal was von Filtern gehört? Im Vergleich zum Röntgengerät kostenlos.

Eine Art "Trichtersiphon" mit Abzug mag vielleicht helfen?

Nur, wenn es nicht als Fe-II gelöst ist.

Grüße Harald

Thorben Gruhl schrieb:

Messe nicht im Haupt-Volumenstrom, sondern zweige Dir eine Meßstrecke ab, wo Licht durchkommt.

Grüße, Joachim

Am 17.07.2006 23:07 schrieb Thorben Gruhl:

Vielleicht ist folgender Artikel und das erklärte Meßprinzip auch eine Lösung?

"Feuchtebetimmung von Schüttgütern mit der Mikrowellentechnologie", Klaus Kliemt, Mainz; Aufbereitungstechnik 46 (2005), S. 28ff

Ich hab den Artikel die Tage überflogen. IIRC wird mit Mikrowelle reingehalten und die Differenz aus Sende- und Empfangsleistung steht in einem engen Zusammenhang mit der Feuchte des Sandes.

HTH Olaf

Die Absorbtion ist abhängig von der Energie der Strahlung. Wenn Du die Absorption von Feststoffen usw. nachrechnen willst:

(X-Ray Interaction with matters)

Demnach hat zB. SiO2 bei 20kEv und 20mm Dicke eine 7000 mal höhere Absorbtion als H2O. Klingt also machbar.

Mal zusammenfassen, welche Verbindungen wie anteilig in Deinem Gemisch sind und nachrechnen.

Handelsübliche Kleinleistungsröntgenröhren mit 40kV Annodenspannung incl. Stromversorgung gibt es ab ca. 8000¤. Hinzu käme der Detektor, der apparative Aufbau und der Strahlenschutz.

Gruß:

Christian

Hallo

Das was du vorhast, das gibt es bereits. Hier wird aber nicht mit Röntgenstrahlung gearbeitet, sondern mit einem radioaktiven Präparat und das Ding wird in der Wägetechnik eingesetzt.

Ich weiß zur Zeit leider nicht mehr den Namen, aber die haben den Strahler über ein Förderband montiert, unter dem Band einen Zähler und die brauchen im Grunde nur den Zählerwert mit der Bandgeschwindigkeit multiplizieren und das aufsummieren.

Das Präparat hat einen deutlichen Kostenvorteil gegenüber der Röhre.

Ich habe mal aus dem Buch "Radioative Isotope in der Technik" von Erwall, Forsberg, Ljunggren die Absorptionen für Gamastrahlung rauskopiert und stelle das Ding mal vorübergehend rein. Ich will keinen Ärger mit dem Verlag, obwohl das hier innerhalb dieser Diskussion ein Zitat ist und m.E. erlaubt. Aber wenn das ausdiskutiert ist, lösche ich die Seite.

Deinen Sand wirst du auf der Aluminim-Kurve finden. In der Hauptsache wird zwar Silizium absorbieren aber beide Werte sind sehr ähnlich. Weiterhin ist Luft und Wasser ebenfalls sehr ähnlich. Wasser ändert also am Messwert kaum etwas und wird daher auch kaum registriert.

Allerdings schlagen die Verunreinigungen Eisen-Kupfer und Blei sehr stark zu. Wenn du sowas drin hast und trennen willst, dann musst du bei unterschiedlichen Energien messen und dann ein Gleichungssystem lösen.

Herzliche Grüße Wolfgang

Wolfgang Uhr schrieb:

Mit Bandgeschwindigkeit multiplizieren?!?

Was emittiert denn so um 20-100keV rum? Ist Beschleunigungsspannung der Röntgenröhre vergleichbar mit deren Strahlungsenergie? Oder ergeben sich beim losschlagen aus der Anode zu große Verluste?

Klasse. Nur die Y-Achs ist mir nocht nicth ganz klar. Wie muss ich das Ding nun lesen, um was sinnvolles draus zu ersehen?

schönen Dank schonmal, Thorben

Hi,

Harald Maedl schrieb:

...du meinen? Kan nich mir jetzt nichts drunter vorstellen.

Hmm, was der Lösungszustnd vom Eisen für einen Einfluss? Ich hätt nu gedacht, Eisenatom blockt die Stahlung, egal ob gelöst oder nicht.

ciao,

Thorben

Moin,

Christian Hoffmann schrieb:

schöner link. Hab ich mal etwas mit rumgespielt. SiO2 und CaCO3 haben beide bei um die 20keV ein Transmissionsminimum. Schon 100 microns (war doch dann 0,1mm, oder?) liefern in linearer Darstellung unerkennbar...10% Durchlässigkeit. 50mm Wasserweg liegt bei ca 20%. Sollte dann IMHO schon unterscheidbare Werte liefern. Wie ist'n der Transmissionsgrad von der Weglänge abhängig? Ergibt das für die Absoprtion was exponentielles? Also 20% von fast 50 mm Wasser * 20% vom Si02 würde dann für 'ne 100µ Schicht doch nur noch

0,05*0,05 = 0,0025 = 25% Durchlass ergeben, oder lieg ich da falsch?

schöne Grüße, Thorben

Thorben Gruhl schrieb:

ungef=E4hr proportional Z Quadrat

Thorben Gruhl schrieb:

Versuch es mal bei den Umweltphysikern... da gibt es denke ich derartige Messger=E4te schon..

Wenn ich mich recht erinnere gibt es auch welche von der Stange weg zu kaufen die mit Ultraschall arbeiten...

Michael