Wer einen Geigerzähler kaufen möchte, sollte einige Dinge beachten. Dazu stellen wir Ihnen in unserem Geigerzähler Test die TOP 10 Produkte in dieser Rubrik vor. Um Ihnen die Entscheidung erleichtern zu können, haben wir für Sie die Pro- und Kontraargumente der einzelnen Produkte zusammengefasst.
Zudem finden Sie einen ausführlichen Ratgeber zu Geigerzählern am Ende des Beitrags, in dem wir auf alle anfallenden Fragen zum Thema näher eingehen.
Geigerzähler Test: unsere TOP 10
Platz 1: Digitaler Geigenzähler
Der Geigerzähler hat eine audio-visuelle Anzeige. Zusätzlich ist der Zähler mit einem USB-Anschluss für die Datenübertragung auf den Computer ausgestattet. Zur visuellen Signalisierung ist ein LED angebracht.
- USB-Anschluss
- LED
- Datensparmodus
- Steuerung der Hintergrundbeleuchtung
- Kein Wifi
Kundenmeinungen
Rund 91% der Kunden sprechen ihre Zufriedenheit aus. Sie sind vom Maßergebnis und von der Akkulaufzeit überzeugt. Die restlichen 9% sind von der Verarbeitung enttäuscht.
Platz 2: Geiger Counter Strahler Detektor
Der GQ Geigerzähler beinhaltet im Lieferumfang eine wiederaufladbare Batterie. Der Zähler kann über einen USB-Anschluss oder über Wifi mit dem Computer für die Datenübertragung verbunden werden.
- USB-Anschluss
- Wifi
- LED
- Akku im Lieferumfang enthalten
Kundenmeinungen
Alle Kunden, die diesen Geigerzähler erworben haben, sind zufrieden mit dem Preis-Leistungsverhältnis und mit der Akkulaufzeit. Es gibt zu diesem Artikel keine negativen Kundenbewertungen.
Platz 3: GQ GMC-320 Plus Geigerzähler
Der tragbare Handgeigerzähler besitzt eine Audio und visuelle LCD-Anzeige. Die Datenaufzeichnungen geschehen in Echtzeit pro Sekunde. Um eine Datenübertragung machen zu können, beinhaltet der Zähler auch einen USB-Anschluss.
- USB-Anschluss
- Große Schrift
- LCD-Anzeige
- Kein Wifi
- Kein LED
Kundenmeinungen
85% würden den Geigerzähler weiterempfehlen. Sie sind mit der Kompaktheit und mit dem Preis-Leistungsverhältnis zufrieden. Die anderen 15% der Kunden bemängeln die Softwareeinstellung. Das Gerät begibt sich nach einiger Einsatzzeit in eine Boot Loop Schleife.
Platz 4: Geigerzähler mit Alarm
Der Geigerzähler erfasst die Dosis der Alpha, Beta und Gammastrahlungen. Die Batterie ist bei dem Gerät nicht austauschbar. Die eingesetzte Batterie hat eine Lebensdauer von 12 Jahren. Mit den 10 angezeigten Tasten ist das Gerät zu bedienen. Zusätzlich hat der Zähler eine akustische Anzeige, die jedoch nach Bedarf abschaltbar ist.
- USB-Anschluss
- Batteriedauer von min. 12 Jahren
- Akustische Anzeige
- Kein Wifi
- Kein LED
Kundenmeinungen
82% sprechen zu dem Zähler ihre Zufriedenheit aus. Sie sind von den Funktionen und mit dem Preis-Leistungsverhältnis zufrieden. Die restlichen Kunden hatten öfters einen kompletten Datenverlust.
Platz 5: Radioaktives Messgerät
Keine Produkte gefunden.
Der Gamma-Scout Geigerzähler ist in jedem Bereich des Alltags einsetzbar zu jeder Uhrzeit. Das Gerät liest die Dosis von Alpha-, Beta- und Gammastrahlungen. Im Lieferumfang ist eine PC-Auslesesoftware enthalten sowie ein USB-Kabel. Der Akku wird ebenfalls über den USB-Anschluss geladen.
- USB-Anschluss
- Akustische Anzeige
- Kein Wifi
- Kein LED
Kundenmeinungen
Rund 79% der Kunden sind mit der genauen Messung und vom hochwertigem Aufbau zufrieden. Die restlichen 21% bemängelt, dass trotz abgeschaltetem Lautsprecher Tickergeräusche zu hören sind.
Platz 6: Digitales Strahlenmessgerät
Der Geigerzähler ist mit einem LCD-Display und Hintergrundbeleuchtung ausgestattet. Das Gerät überprüft die elektrischen sowie die magnetischen Felder drinnen und draußen. Zusätzlich sind ein Sound und ein Lichtalarm eingearbeitet. Der Akku hat lange Lebzeiten trotz niedriger Stromzufuhr. Die Batterie ist im Lieferumfang enthalten.
- LCD-Display
- Elektrische und magnetische Felder
- Akustische Anzeige
- Lichtalarm
- Hintergrundbeleuchtung
- Kein Wifi
- Kein LED
Kundenmeinungen
74% der Kunden würden den Geigerzähler weiterempfehlen. Sie sind von der Empfindlichkeit überzeugt. Die restlichen 26% sind der Meinung, dass das Gerät keine exakten Werte wiedergibt.
Platz 7: Geigerzähler für viele verschiedene Anwendungen
Der Greentest Eco 5 dient zur Schnellanalyse des Nitratgehaltes in unterschiedlichen Lebensmitteln. Nitrat steigert die Gefahr, an unterschiedlichen Krankheiten zu leiden. Um Strahlungen zu messen, ist ein hochempfindliches Geiger-Müller-Zählrohr eingebracht. Das Gerät kann in fünf verschiedenen Sprachen eingestellt werden.
- Schnellanalyse von Nitratgehalt
- Geiger-Müller-Zählrohr
- Unterschiedliche Sprachen
- USB-Anschluss
- Touchscreen
- Kein Wifi
- Kein LED
Kundenmeinungen
Nur 46% der Kunden sind mit der Messung des Geräts zufrieden. Die anderen 54% sind nach mehrfachen Versuchen in kurzer Zeit an einem Lebensmittel auf unterschiedliche Werte gekommen.
Platz 8: Strahlenmessgerät
Das Multifunktionsmessgerät verfügt über einem akustischen und visuellen Alarm für innen und außen. Zusätzlich ist ein integrierter Flash-Speicher eingebaut für die Datenerfassung. Das Gerät wird mit dem Computer verbunden und die Dateien können gelesen werden. Die Software kann kostenlos auf der Website des Herstellers heruntergeladen werden. Ein USB-Anschluss ist für die externe Stromversorgung angebracht und der interne Akku ist immer wieder aufladbar.
- USB-Anschluss
- Akustisch und visueller Alarm
- Flash-Speicher
- RF Browser-Funktion
- Kein Wifi
- Kein LED
Kundenmeinungen
Rund 62% der Kunden sind von dem Produkt überzeugt. Sie sind mit der Genauigkeit und dem Preisleistungsverhältnis zufrieden. Ein Kunde ist von den Resultaten der Abmessung enttäuscht.
Platz 9: Radex One Geigerzähler kompakt
Der Radex One ist mit einer Messzeit von zehn Sekunden der schnellste Geigerzähler. Die Daten können über den USB-Anschluss auf den Computer übermittelt werden.
- USB-Anschluss
- Kompakte und tragbare Bauweise
- Audio- und Vibrationsalarm
- Kein Wifi
- Kein LED
- Kleines Display
Kundenmeinungen
Alle Kunden, die dieses Produkt erworben haben, würden es weiterempfehlen. Die Kunden sind mit der Handhabung und mit der Genauigkeit zufrieden.
Platz 10: RADEX RD1503+ Geigerzähler
Keine Produkte gefunden.
Der Geigerzähler wird kalibriert ausgeliefert. Selbst beim ausgeschaltetem Gerät werden die Hintergrundwerte direkt gelesen und gespeichert. Ausgestattet ist der RD1503 mit einem Vibrations- und Audioalarm. Diese sind individuell verstellbar.
- Hintergrundbeleuchtung
- Audio- und Vibrationsalarm
- Kein Wifi
- Kein LED
- Kleines Display
Kundenmeinungen
69% der Kunden sind mit dem Erwerb vom Geigerzähler zufrieden. Die Kunden sprechen in Bezug auf die Zuverlässigkeit ihre Zufriedenheit aus. Ein Kunde bemängelt die Aktualisierung der Werte nach zehn Sekunden.
Was ist ein Geigerzähler
Der Geigerzähler ist ein Teilchen- und Strahlungsdetektor in Form eines Zählrohrs, der ionisierende Strahlung erfassen und anzeigen kann. Damit auch radioaktive Strahlung, eine bestimmte Art der ionisierenden Strahlung, die unten noch näher erklärt wird.
Dieses Zählrohr besteht aus einem Metallzylinder, der mit Gas gefüllt ist und durch dessen Mitte ein eingespannter Draht läuft. Im Raum zwischen Zylinderwand und Draht liegt eine Hochspannung von beispielsweise 2 Kilovolt an, das ist knapp 9 mal so stark wie die Spannung im Haushaltsnetz und an der Steckdose.
Also ein nicht ganz ungefährliches und höchst anspruchsvolles Gerät. Bis vor recht kurzer Zeit war die Nutzung von Geigerzählern nur in wissenschaftlichen Einrichtungen und Behörden praktisch möglich und üblich. Erst mit zunehmendem wissenschaftlichen Fortschritt und wachsender Öffnung/Vernetzung der Welt wurden Geigerzähler für die Anwendung durch private Institutionen und Bürger produziert und zugelassen; heute hat jeder Interessierte die Möglichkeit, einen Geigerzähler zu erwerben und einzusetzen. Da die Geigerzähler-Anwendung nicht ganz unkompliziert ist und auch nicht jeder Geigerzähler alle Strahlungsarten misst, setzt die sinnvolle Anschaffung eines Geigerzählers jedoch Beschäftigung mit dem Thema „Strahlen und Strahlenmessung“ voraus.
Warum heißt der Geigerzähler „Geigerzähler“
Der Geigerzähler heißt „Zähler“, weil er auf Teilchen oder Strahlung mit einem elektrischen Impuls reagiert, der für alle Teilchen gleich ist. Die Geigerzähler Funktionsweise ermöglicht deshalb vor allem das Zählen der einlaufenden Teilchen, weshalb den Entwicklern der Name Zähler oder Zählrohr als naheliegendster und natürlichster erschien.
Das vorangestellte „Geiger“ verweist auf den deutschen Physiker Hans Geiger, der als erster einen Vorläufer des Geigerzählers beschrieben hat. Das war 1913, als die Entdeckung der Radioaktivität gerade auf Hochtouren lief. Weil bis zum Ende des 19. Jahrhunderts die Newtonschen Entdeckungen (klassische Mechanik, Zeit-Raum-Konzepte, Grundgesetze der Bewegung) die Grundprinzipien der Physik bildeten und Newtons dualistische Naturphilosophie mit absolut passiver Materie und aktiven immateriellen Naturkräften die Basis des naturwissenschaftlichen Weltbilds stellte, waren die neuen Entdeckungen eine wissenschaftliche Sensation, die die „Forschungsgemeinde“ weltweit beschäftigte. Hans Geiger war mit seiner Erfindung des Vorläufers der Zählrohre zum Messen dieser Strahlung 1913 sehr früh dran; aber noch nicht fertig:
Wer hat den heute genutzten Geigerzähler wann erfunden?
Der von Hans Geiger erarbeitete Vorläufer des Geigerzählers brauchte noch einige Entwicklungsarbeit. Leider war es jedoch 1914 erst einmal aus mit Wissenschaft und Entwicklung und Hans Geiger durfte 1914 bis 1918 als Artillerie-Offizier im Ersten Weltkrieg dienen. Nach dem Krieg braucht es lange, bis das zivile Leben wieder läuft, Geiger konnte erst 1924 in Berlin habilitieren. 1925 wurde er als Professor an die Christian-Albrechts-Universität in Kiel berufen, dort konnte er die Ansätze von 1913 endlich weiterentwickeln. Das tat er im Zusammenarbeit mit seinem Doktoranden Walther Müller, 1928 war das Geiger-Müller-Zählrohr (so heißt der Geigerzähler richtig) fertig entwickelt, 1929 wurde er der wissenschaftlichen Öffentlichkeit vorgestellt.
Seit 1928 hat sich die anfängliche Gestaltung des Geiger-Müller-Zählrohrs kaum verändert, die Sensorfunktion der Röhre ist bis heute gleich geblieben.
Dieses Geiger-Müller-Zählrohr war der erste Detektortyp, der bekannt und bald allgemein genutzt wurde. Deshalb wurde die Bezeichnung zu einer Art „Gattungsbegriff“ – wie alle Einweg-Taschentücher „Tempo“ genannt werden, wurden später entwickelte Detektoren wie Proportionalzähler und Szintillationszähler auch Zähler genannt, obwohl sie auch Energie messen und zur Unterscheidung von Strahlenarten eingesetzt werden.
Wo werden Geigerzähler eingesetzt
Der Geigerzähler wurde mit Grund und Absicht bereits in den Anfangszeiten der Radioaktivität entwickelt: Den Wissenschaftlern, die sich mit den neuen strahlenden Stoffen beschäftigten, war schon damals klar, dass eine Strahlung, die Atome verändert, gesundheitsschädlich sein könnte. Wie schädlich, war ihnen nicht unbedingt klar, zunächst forschte man ja schließlich an natürlichen Substanzen, die Anwendung radioaktiver Substanzen im Alltag galt sogar damals als „chic“. Aber der Geigerzähler wurde auch schon aus dem vorsorglichen Gedanken heraus entwickelt, dass man unbekannte, in ihren Wirkung nicht abschätzbare Strahlung auch messen können sollte. Das gilt natürlich erst Recht, wenn diese Strahlung durch Menschen künstlich erschaffen wird und am Menschen eingesetzt wird. So hatte der Geigerzähler seinen ersten Einsatz im Umfeld der frühen Röntgendiagnostik, als etliche Radiologen unangenehme Strahlenschäden erlitten hatten.
Danach entwickelte sich der Einsatz des Geigerzählers mit den Fortschritten im Strahlenschutz weiter, bei deren Erarbeitung Deutschland von Anfang an eine führende Rolle spielte. Heute ist ganz Deutschland (Europa) mit einem Frühwarnsystem überzogen, das in einem flächendeckenden Netz von Messstationen ständig die Strahlenbelastung überwacht, jeder Umgang mit Radioaktivität wird durch Strahlenschutzbestimmungen in einem verträglichen Rahmen gehalten. Ausübung, Anpassung und Fortentwicklung des Strahlenschutzes ist in Strahlenschutzgesetz und Atomgesetz, Atomausstiegsgesetz und Strahlenschutzvorsorgegesetz, Strahlenschutzverordnung und Röntgenverordnung und weiteren Vorschriften für alle Spezialfälle geregelt. Nutzung radioaktiver Strahlenquellen unterliegen staatlicher Aufsicht und Genehmigung, Verkauf und Erwerb radioaktiver Strahlenquellen muss gemeldet werden. In allen beteiligten Institutionen vom Bundesamt für Strahlenschutz bis zur Feuerwehr und den Strahlenschutzbeauftragten in Firmen, Schulen, medizinischen Einrichtungen sind Geigerzähler in Einsatz.
Privatleute setzen Geigerzähler aus verschiedensten Motiven ein:
- Um das persönliche Sicherheitsgefühl zu erhöhen, wenn der Wohnort in der Nähe eines Atomkraftwerks liegt
- Um als Ersthelfer für den Notfall ausgerüstet zu sein
- Um persönliche Sicherheitskontrollen der Strahlenbelastungen in der Umgebung vorzunehmen
- Aus wissenschaftlichen Interesse an Radioaktivität und deren Messung
- Aus technisches Interesse an Detektoren
- Zum Abbau von Besorgnis und Beruhigung, wenn in den Medien zu viele Nachrichten über schädliche Umwelt zu lesen waren
- Geologen verwenden einen Geigerzähler bei der Suche nach Uranerz oder anderen natürlich radioaktiven Stoffen
- Sammler prüfen Porzellan (oder Leuchtsticks) auf Radioaktivität
- Firmen überprüfen Warenlieferungen aus möglicherweise strahlenbelasteten Importgebieten und Material für Schrott- und Recyclinghandel
- Pilzsammler wollen sehen, dass ihre gesammelten Pilze nicht strahlen
- Jugendliche, die eine berufliche Laufbahn in der Physik planen, wollen Geigerzähler erst nutzen, bevor sie sich an den Eigenbau wagen
- Manche Überlebenskünstler tragen immer einen Geigerzähler bei sich, um auf den nuklearen Notfall vorbereitet zu sein
Dieser Einsatz wird von öffentlichen Stellen an sich begrüßt, weil wissenschaftliche Neugier gut für die Gesellschaft ist und weil auch ein engmaschiges Sicherheitsnetz nur besser werden kann, wenn in ihm mehr Menschen mitarbeiten. Der Bürgereinsatz kann aber in solchen Bereichen auch schnell zur unzumutbaren Belastung werden, wenn die Messtätigkeit von Behördenmitarbeitern gestört wird oder z. B. wiederholte Fragen auf dem Niveau Physik-Grundkurs gestellt werden, ohne dass sich der Bürger inzwischen auch nur ein wenig selbst informiert hätte. Wenn durch unzureichende oder falsche Messungen von Privatleuten und deren unüberlegter Verbreitung falscher Alarm ausgelöst wird, der weitere Bürger beunruhigt, finden das Behörden überhaupt nicht mehr spaßig … sollte ein Geigerzähler vermeintlich gefährliche Werte anzeigen, muss deshalb nach sofortigem Verlassen der potenziellen Gefahrenstelle immer zuerst die zuständige Strahlenschutzbehörde angesprochen werden.
Wie ist ein Geigerzähler aufgebaut
Der Geigerzähler Aufbau ist so einfach wie für Nicht-Physiker kompliziert und lässt sich grob geschildert so darstellen:
Der entscheidende Hauptbestandteil eines Geigerzählers ist ein Rohr aus Metall, bei dem genau in der Mitte ein Draht eingespannt wird. Dieses Rohr bildet die Kathode mit Minuspol, der Draht in der Mitte dient als Anode mit Pluspol. Wenn Alpha-Strahlung detektiert werden soll (dazu gleich unter „was misst ein Geigerzähler“), braucht das Zählrohr ein strahlendurchlässiges Fenster; soll das Zählrohr es nur auf Beta-Strahlung oder Gamma-Strahlung angesetzt werden, kann dieses Fenster auch weggelassen werden. Im Inneren des Metallrohrs befindet sich ein Edelgas, das nicht in der Lage sein darf, negative Ionen (Anionen) zu bilden. Geeignet als Zählrohrfüllungen sind z. B. Argon, Krypton oder Xenon, denen dann noch Ethanoldampf oder ein Chlor- oder Brom-Halogengas als Löschgas beigemischt wird, das neue Zündungen nach Erlöschen der (gemessenen) Gasentladung verhindert. Dieses Edelgas wird mit vergleichsweise geringem Druck von 200 Hektopascal (hPa) eingefüllt und gehalten. Zwischen Anode und Kathode wird eine Gleichspannung zwischen mehreren hundert Volt bis zwei Kilovolt angelegt.
Geigerzähler Topseller
Wie funktioniert ein Geigerzähler
Der Geigerzähler hat an einem Ende des Zählrohrs eine strahlendurchlässige Öffnung, durch das die Strahlung der Umgebung einstrahlt. Wenn ionisierende Strahlung (radioaktive Strahlung) im Geigerzähler ankommt, nutzt dieser genau die Eigenschaften, die die ionisierende Strahlung zur ionisierenden Strahlung machen, um aus ihnen Messwerte für die Strahlenbelastung zu generieren. Diese Eigenschaften werden im nächsten Abschnitt genauer beschrieben, kurz gesagt geht es um die Fähigkeit ionisierender Strahlung, Elektronen aus Atomen und Molekülen herauszuschlagen.
Wenn die ionisierende Strahlung ins Zählrohr gelangt und dort auf ein Atom des Edelgases trifft, mit dem das Zählrohr gefüllt ist, wird auch im Zählrohr ein Elektron herausgeschlagen. Da zwischen Draht und Zylinder Hochspannung anliegt, wird das Elektron jetzt zur Anode (dem Draht in der Mitte) hingezogen. Es fliegt also in Richtung Anode, wirkt aber selbst auch ionisierend. Also schlägt dieses Elektron auf dem Weg weitere Elektronen aus weiteren Edelgasatomen, die wiederum in Richtung Anode/Draht beschleunigt werden und auf ihrem Weg weitere Elektronen befreien … es wird also eine ganze Kaskade von Reaktionen bzw. Treffern ausgelöst, die eine ganze Reihe von Elektronen befreit, was auch Stoß-Ionisation genannt wird. Die „beraubten“ Edelgasatom-Kationen bewegen sich zur Kathode des Geigerzähler, um wieder Elektronen aufnehmen. Dank dieser Stoß-Ionisation, die eine Art Verstärkung des Geschehens bewirkt, entsteht im Geigerzähler ein kurzer, messbarer Stromfluss, der proportional zur Strahlungsstärke ist und sich als Ergebnis abbilden lässt.
Wenn der Haufen Elektronen am Draht ankommt und einen messbaren Strom bildet, kann man das charakteristische Geigerzähler Geräusch („Klick“) hören, für das der Geigerzähler bekannt ist – wenn am Geigerzähler ein Lautsprecher angeschlossen ist, das Ergebnis kann auch z. B. als Lichtsignal ausgegeben werden.
Die Geigerzähler Funktion wird in diesem Video der ARD-Reihe „Wissen vor acht“ knapp, aber höchst anschaulich erklärt:
Was misst ein Geigerzähler
Der Geigerzähler wird genutzt, um ionisierende Strahlung aufspüren. Für die meisten Menschen ein erklärungsbedürftiger Begriff, der nun in Stufen genauer erläutert wird:
Als „Strahlung“ wird in der Physik Energie bezeichnet, die sich ausbreitet. Diese Energie kann über elektromagnetische Wellen übertragen werden (Photonenstrahlung) oder über Teilchen transportiert werden, die sich rasch bewegen (Korpuskular-, Partikel-, Teilchenstrahlung). Die verschiedenen Arten von Strahlung werden z. B. in Rundfunkwellen und Mikrowellen, sichtbares Licht und ultraviolettes Licht, Röntgenstrahlung und radioaktive Strahlung eingeteilt und unterschieden, wobei allgemein gilt: Strahlung mit großer Wellenlänge wie Radiowellen, Mikrowellen, Infrarotlicht transportiert weniger Energie als die energiereiche kurzwellige und hochfrequente Strahlung im Bereich der Röntgen- und Gammastrahlung.
Als ionisierende Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, die so energiereich ist, dass es zu Wechselwirkungen mit der Materie kommt, auf die die Strahlung trifft. Durch den Zusammenstoß bzw. das Anstoßen werden dann Elektronen aus Atomen und Molekülen entfernt. Die bestrahlten Atome oder Moleküle bleiben nach Entfernung der Elektronen als positiv geladene Ionen (Kationen) oder Molekülreste zurück. Da jeder Vorgang, bei dem aus Atomen/Molekülen Elektronen entfernt werden, Ionisation genannt wird, bezeichneten die Entdecker auch die Strahlung mit entsprechenden „Talenten“ als ionisierende Strahlung.
Ionisierende Strahlung wird also erst zur ionisierenden Strahlung, wenn sie so energiereich ist, dass sie Teilchen aus ihrem Verbund lösen kann. Das gelingt im elektromagnetischen Spektrum erst der Strahlung ab Wellenlängen unter ca. 200 – 250 nm; zu der die kosmische Strahlung aus dem Weltraum (Höhenstrahlung), radioaktive Gammastrahlung, Röntgenstrahlung und ein Teil der ultravioletten Strahlung zählt (kurzwelligere Ultraviolettstrahlung, in diesem Bereich liegt der Übergang zur energiereichen ionisierenden Strahlung.
Deshalb sind Radiowellen, Radarstrahlen und Mikrowellen, Infrarotstrahlung und das sichtbare Licht keine ionisierende Strahlung, weil sie (außer in speziellen, lichtempfindlichen Substanzen) keine Atome/Moleküle dauerhaft verändern oder sogar zerlegen können.
Im Bereich radioaktiver Strahlung wird die kinetische Energie in Elektronenvolt angegeben. Ab ca. 5 Elektronenvolt wirkt radioaktive Strahlung ionisierend, das ist die Energie der relativ schwachen Alphastrahlung.
Welche Strahlen zeigt ein Geigerzähler an
Für die Messung der ionisierenden Strahlung, die von radioaktiven Stoffen ausgeht, wurde der Geigerzähler entwickelt. Diese radioaktive Strahlung wird unterteilt in vier verschiedene Typen, die nach der durchdringenden Kraft der Strahlung klassifiziert wurden:
1. Alpha-Strahlung
Ionisierende (Teilchen-) Strahlung, die aus zweifach positiv geladenen Heliumkernen besteht (die beide aus zwei Protonen und zwei Neutronen zusammensetzt sind). Alpha-Strahlung entsteht beim Alphazerfall radioaktiver Kerne.
Merkmale:
- Alpha-Strahlung kann nur ein paar Zentimeter durch die Luft reisen (genaue Reichweite ist abhängig von Teilchen-Energie und Luftdruck)
- Alpha-Strahlung wird z. B. durch Radium, Radon, Uran und Thorium emittiert
- Alpha-Strahlung bewirkt keine äußere Gefahr, weil ein paar Schritte Abstand zur Strahlungsquelle reichen, um sich zu schützen
- Zum Abschirmen reicht bereits ein Blatt Papier, das die Alpha-Strahlung nicht durchdringen kann
- Alphateilchen dringen mit ihrer Ionisations-Minimal-Energie von 5 Elektronenvolt bis 40 Mikrometer in organisches Material ein
- Auf menschlicher Haut erreicht Alpha-Strahlung nur die obersten Schichten toter Zellen, Kleidung kann sie nicht durchdringen
- Alpha-emittierende Materialien können schädlich werden, wenn sie in erhöhten Konzentration eingeatmet, über Nahrung oder offene Wunden aufgenommen werden
2. Beta-Strahlung
Ionisierende Strahlung aus Elektronen oder Positronen, die beim Betazerfall radioaktiver Isotope entsteht.
Merkmale der Betastrahlung:
- Strahlung aus leichten Partikeln mit kurzer Reichweite, mäßig durchdringend, kann mehrere Meter durch Luft reisen
- Beta-Strahlung wird z. B. durch Strontium-90, Kohlenstoff-14, Tritium und Schwefel-35 emittiert
- Kleidung schützt vor Beta-Strahlung
- In nicht bedeckten Bereichen kann die Strahlung in die Keimschicht der Haut eindringen, in der die neuen Hautzellen entstehen
- Wenn hohe Mengen länger auf der Haut bleiben, kann das Hautverletzungen verursachen
- Beta-Strahlung kann im Körper Schäden verursachen, wenn Beta-Strahlen emittierende Verunreinigungen z.B. über die Nahrung aufgenommen werden.
3. Röntgentrahlung
Röntgentrahlung wird von versiegelten Röntgen-Apparaten ausgesendet und entsteht aus gewollter Geschwindigkeitsänderung geladener Teilchen.
Merkmale:
- Röntgenstrahlung ist eine starke elektromagnetische Strahlung, die die Luft viele Meter und menschliches Gewebe viele Zentimeter durchdringt
- Wo das zu diagnostischen Zwecken gewollt ist, wird auf Einwirkungszeit und -häufigkeit unterhalb der Schädigungsgrenze geachtet, was durch die Strahlenschutzverordnung vorgeschrieben ist
- Zur Abschirmung sind dicke Bleischürzen oder Betonschichten erforderlich
- Röntgenstrahlung stellt deshalb vor allem eine äußere Gefährdung für z. B. beruflich mit Röntgenstrahlung umgehende Menschen dar
- Ansonsten unterscheiden sich Röntgenstrahlen von sichtbarem Licht, Radiowellen und ultraviolettem Licht nur durch ihre Energiemenge
4. Gammastrahlung
Gammastrahlung entsteht, wenn bestimmte radioaktive Elemente zerfallen und dabei ein Teil der Energie als Strahlung abgegeben wird.
Merkmale:
- Gammastrahlung hat eine große Reichweite und kann (organische) Materie leicht und zentimeterweit durchdringen
- Gamma-Strahlung wird z. B. durch Cäsium-137, Radium-226, Iod-131, Cobalt-60 und Technetium-99m emittiert
- Abschirmung ist nur durch dicke Blei- oder Betonschichten oder andere dichte Materialien möglich
- Kleidung schirmt das Eindringen von Gammastrahlung nur wenig ab, kann aber eine Kontamination der Haut verhindern
- Wenn Gammastrahlung menschliches Gewebe durchdringt, wird ein Teil im Körper absorbiert
- Dabei können die aus den Atomhüllen freigesetzten Elektronen das Erbgut der Zellen schädigen, die sich dann nicht mehr korrekt teilen
- Deshalb führt die Strahlenkrankheit, die durch kurzzeitige, sehr hohe Strahlenbelastung verursacht wird, oft erst nach etlicher Zeit zum Tod.
Welche Einheit misst ein Geigerzähler
Vorab zu klären: Welche Einheiten sind in diesem Umfeld überhaupt relevant?
Die Radioaktivität eines Stoffes bemisst sich nach der Anzahl der Teilchen, die pro Sekunde zerfallen. Diese Zerfalls-Aktivität wird in der Einheit Becquerel mit dem Einheitenzeichen Bq angegeben, wobei ein Becquerel einem radioaktiven Zerfall pro Sekunde entspricht.
Die Energiedosis, die durch die ionisierende Strahlung verursacht wird und die pro Masse absorbierte Energie wird in der Einheit Gray mit dem Einheitenzeichen Gy gemessen, die den Quotient aus der aufgenommenen Energie und der Masse des Körpers ausdrückt. Der Gray hat am 1. Januar 1986 die alte offizielle Einheit der Energiedosis rad (Einheitenzeichen rd) abgelöst und wird vor allem in der Medizin genutzt, z. B. um die Strahlungsdosis für eine Strahlentherapie anzugeben.
Mit der Energiedosis Gray lassen sich jedoch unterschiedliche Strahlungsarten in Bezug auf die schädigende Wirkung für Organismen nicht sehr gut vergleichen. Diese schädigende Wirkung der Strahlung wird im sogenannten Strahlungswichtungsfaktor berücksichtigt, der experimentell ermittelte Werte der relativen biologischen Wirksamkeit (RBW) der Strahlung zum Zweck der einfachen Anwendung gesetzlich festgelegt.
Um einen Vergleich der Energiedosis verschiedener ionisierender Strahlung zu ermöglichen, wird der Wert in Gray mit dem Strahlungswichtungsfaktor multipliziert – was eigentlich wieder einen Wert in der Einheit Gray ergeben würde, weil der Strahlungswichtungsfaktor keine Einheit hat, sondern einfach nur „1,5 x Gray“ sagt.
Weil aber dann die durch Einbezug des Strahlungswichtungsfaktors ermittelte Äquivalentdosis und die Energiedosis die gleiche Einheit hätten, was verwirrend wäre, wenn sich der Zahlenwert der Dosisgröße durch den Strahlungswichtungsfaktor verändert, wird für die gewichtete Dosisgröße die Einheit Sievert verwendet. Das Einheitenzeichen ist Sv, 1 Sv entspricht einer Energiedosis von einem Joule pro Kilogramm (J/Kg). Diese Einheit hebt den Unterschied zwischen den Dosisgrößen für den praktischen Gebrauch gut hervor und ist auch als Einheit der biologischen Belastung durch Radioaktivität in der Öffentlichkeit bekannt.
Es gibt einfache Geigerzähler, die nicht mehr als die Anzahl der empfangenen Impulse zählen oder diese Anzahl für einen bestimmten Zeitraum zu einer Pulsrate umrechnen, die in counts per second (Zähler pro Sekunde, Abkürzung, aber nicht Einheit CPS) angegeben wird.
Der übliche Geigerzähler kann und soll aber die Strahlenbelastung für den menschlichen Körper messen und gibt die Messergebnisse deshalb in Sievert aus, der heute wohl meistverwendeten Geigerzähler Einheit. Das bedeutet: Egal ob Alpha, Beta- oder Gammastrahlung gemessen wird, die Äquivalentdosis gibt die körperliche Belastung an und kann verglichen werden. Beziehungsweise anwenderfreundlich in Millisievert (1 Sievert = 1.000 Millisievert, mSv) oder Mikrosievert (1 Sievert = 1.000.000 Mikrosievert, uSv), da eine Dosis von 1 Sievert ein sehr großer Wert ist, der üblicherweise nicht vorkommt und auch nicht vorkommen sollte.
In dieser Äquivalentdosis wird nicht nur der Strahlungstyp, sondern auch die Einflüsse der Halbwertszeit berücksichtigt. Mitunter wird sie auch pro Jahr oder pro Stunde benannt, weil bei der biologischen Wirkung auch eine Rolle spielt, in welcher Zeit der Körper einer bestimmten Menge an Radioaktivität ausgesetzt war.
Welcher Wert ist gefährlich?
Zur besseren Einordnung der folgenden Angaben vorab noch einmal die Umrechnungsfaktoren: 1 Sievert, SV = 1.000 Millisievert, mSv = 1.000.000 Mikrosievert, uSv.
Als tödlich gilt eine Einzeldosis von 6 Sievert oder 6.000 Millisievert, mit 100 Prozent Sterblichkeit in den nächsten 14 Tagen.
Die natürliche Strahlenexposition einer in Deutschland lebenden Person beträgt 2,1 mSv pro Jahr (0,0021 SV).
Die Belastung durch medizinische Anwendungen und andere künstliche Strahlungsquellen beträgt durchschnittlich 2 mSv pro Jahr.
Der Grenzwert für Strahlenexposition durch geplante Expositions-Situationen zusätzlich zur natürlichen und medizinischen Strahlenexposition (wie z. B. Suchen von radioaktiven Bodenschätzen) ist in Deutschland durch § 80 Strahlenschutzgesetz für Einzelpersonen auf einen 1 mSv pro Jahr festgelegt.
Wenn bei einem radiologischen Notfall bei ungeschütztem ständigen Aufenthalt im Freien in sieben Tagen eine effektive Dosis von 100 mSv droht, wird evakuiert (mehr dazu siehe de.wikipedia.org/wiki/Radiologische_Gefährdungslage).
Für Personen, die beruflich Strahlenbelastungen ausgesetzt sind, ist eine maximale effektive Jahresdosis von 20 mSv erlaubt, über das gesamte Berufsleben dürfen aber nicht mehr als 400 mSv zusammenkommen.
Feuerwehrleute und Helfer des Technischen Hilfswerks dürfen bei Einsätzen zum Schutz von Sachwerten höchstens 15 mSv je Einsatz ausgesetzt werden, bei Einsätzen zur Abwehr von Gefahren für Menschen und Verhinderung der Schadenausweitung liegt die Grenze bei 100 mSv je Einsatz und Kalenderjahr, beim Einsatz zur Rettung von Menschenleben bei 250 mSv je Einsatz und Leben.
Um Strahlen abwehren zu können, empfiehlt sich in jedem Fall ein ABC-Schutzanzug.
Wie kann man einen Geigerzähler testen
Ein Geigerzähler Test kann z. B. mit einem sogenannten Teststrahler oder Prüfstrahler durchgeführt werden. Als Test- bzw. Prüfstrahler werden kleine Bröckchen von natürlichem radioaktiven Gestein angeboten, das bei Bergbauarbeiten gesammelt wird. Für deren Lagerung wird ein Bleibehälter empfohlen, der gewöhnlich gleich mitbestellt werden kann.
Die Teststrahler emittieren meist überwiegend Alphastrahlung, bilden aber auch Beta- und Gammastrahlung. Ein solcher Prüfstrahler misst nur wenige Millimeter bis ein, höchstens zwei Zentimeter, erzielt aber für einen Test ausreichende Ausschläge am Geigerzähler.
Erhältlich sind solche Teststrahler z. B. im Radonshop, www.radonshop.com. Dort gibt es unter den Menüpunkten Strahlung – Teststrahler Bruchstücke von Uranit/Pechblende, einer von der Meldepflicht befreiten radioaktive Strahlenquelle aus natürlichem Berggestein, 2x2x2 cm im Filmdöschen und noch einige weitere Teststrahler zum Testen von Geigerzählern.
Geigerzähler: was sollte man beachten
Zunächst gelten auch im Umgang mit Teststrahlern und freiwilliger Annäherung an sonstige eventuell radioaktive Stoffe die 5 „A“s des Strahlenschutzes, in einer an die jeweilige Situation angepassten Form:
- Möglichst viel Abstand halten
- Aufenthaltsdauer in Nähe des ev. radioaktiven Stoffes möglichst kurz halten
- Aktivität auf niedrigem Level halten
- Möglichst gut durch Kleidung etc. abschirmen
- Auf jeden Fall Aufnahme in den Körper vermeiden
Darüber hinaus kommt es auf folgende Punkte an:
Geigerzähler Bauart
Es gibt Geigerzähler für Smartphone, viele hart an der Grenze zum Fake und einige, die etwas leisten. Aufgefallen ist uns der von Ingenieur Rolf-Dieter Klein entwickelte Radioactivity-Counter, eine App, die das Smartphone zum „Geigerzähler Handy“ machen soll und dem Deutschlandfunk schon 2013 einen Bericht wert war. Die App kann keine wirklich zuverlässigen Dosiswerte produzieren, ist aber laut c’t magazin für computertechnik Oktober 2018 (www.heise.de/ct/artikel/Geigerzaehler-App-Radioactivity-Counter-4168767.html) soweit gediehen, dass sie als kostengünstiges Warngerät für persönliche Schutzzwecke taugt.
Für Smartphones werden auch kleine Erweiterungsstecker angeboten, die dem Phone Geigerzähler-Funktionen verleihen sollen. Ob und wie gut diese meist mit Halbleitersensoren und nicht mit Geiger-Zählrohren ausgestatteten Erweiterungen funktionieren, hängt wesentlich vom Zusammenspiel mit dem jeweiligen Smartphone ab. Oft stören auch Interferenzen mit Mobilfunk-Wellen die Messung; das sind eher nette, nicht besonders zuverlässige Gadgets.
Wer Messungen vornehmen will, die von anderen Menschen ernst genommen werden sollen, ist mit einem geeichten Handmessgerät von einem Qualitätshersteller sicher besser bedient.
Bedienung des Geigerzählers
Die Bedienung eines Geigerzähler ist nicht unbedingt unkompliziert zu nennen, sollte aber wie im Schlaf sitzen, bevor der erste potentiell radioaktive Stoff unter die Lupe bzw. den Geigerzähler genommen wird.
Das genaue Studium der Bedienungsanleitung ist also unbedingte Pflicht, hier eine Beispiel-Anleitung: www.bbk.bund.de/SharedDocs/Downloads/BBK/DE/FIS/DownloadsDigitalisierteMedien/Technische%20Unterlagen/Graetz_X50_ZS.pdf?__blob=publicationFile vom Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe.
In diesem Video wird die Bedienung des Geigerzähler GAMMA-SCOUT(R) GS2 Schritt für Schritt vorgestellt:
Da dieser Geigerzähler alle drei Strahlungsarten Alpha, Beta und Gamma messen kann, wird auch gezeigt, wie reine Gamma-Strahlung misst oder nur Beta-Strahlung und Gamma-Strahlung detektiert werden können.
Wartung oder Pflege braucht ein Geigerzähler nicht, und er darf auch nur in einer Fachwerkstatt repariert werden, weil sonst die CR-Zulassung und die Gewährleistung erlischt. Gereinigt wird der Geigerzähler mit einem sauberen, trockenen, nicht fusselnden Tuch und ev. mit Pinsel und Staubsauger, nie feucht und nie mit Reinigungsmitteln.
Messung
Wenn mit dem Geigerzähler Alpha-Strahlung detektiert werden soll, muss am vorderen Ende des Zählrohrs ein strahlendurchlässiges Fenster eingebaut sein, das mit einer massearmen Folie verschlossen ist. Diese Folie kann z. B. aus Glimmer (ein Schichtsilikat mit sehr schwacher Bindung zwischen den einzelnen Schichten) oder aus biaxial orientierter PET-Folie (BO-PET oder PET-BO aus Polyethylenterephthalat, guter elektrischer Isolator, eine bekannte Marke heißt Mylar) bestehen. Im hinteren Teil steckt dann ein Isolator, der die Anode zugleich hält und von der Kathode isoliert.
Soll das Zählrohr nur auf Beta-Strahlung oder Gamma-Strahlung angesetzt werden, braucht es dieses Fenster nicht – was der Lebensdauer des Geigerzähler gewöhnlich guttut, weil die Fenster aus Glimmer oder BO-PET sehr dünn und nur sehr schwer abdichtbar sind. Von den Beta-Emittern kann der Geigerzähler die oben genannten reinen Beta-Emitter erfassen. Schwer zu erkennen sind Kohlenstoff-14, Wasserstoff-3 (Tritium) und Schwefel-35, weil sie nur sehr wenig Energie erzeugen. Gammastrahlung kann leicht und von jedem Geigerzähler nachgewiesen werden.
Um zu bewerten, ob ein Material wirklich radioaktiv ist, muss bei der Strahlungsmessung immer die Hintergrundstrahlung (natürliche Strahlenexposition) vom Messwert abgezogen werden. Diese muss natürlich vorher und fern vom zu messenden Gegenstand ermittelt werden.
Dosimeter oder Geigerzähler
Zwei Geräte mit entscheidenden Unterschieden:
Der Geigerzähler registriert die aktuell aufkommende Strahlung, die Skala zeigt immer nur die Strahlungsmenge an, die im Augenblick vorliegt. Wenn der Abstand des Geigerzählers zur Strahlungsquelle vergrößert wird, sinkt die Anzeige.
Im Gegensatz zu dieser Messung der aktuell anliegenden Dosisleistung summiert ein Dosimeter die gesamte Strahlungsaufnahme über die Zeit, in der sich der Träger in strahlenden Bereichen aufhält, und zeigt ggf. an, dass eine gefährliche Dosis erreicht ist.
In der Feuerwehr-Dienstvorschrift FwDV 500 „Einheiten im ABC – Einsatz“ (Einsätze bei atomaren, biologischen und chemischen Gefahren) werden die Geräte zur Detektion von Radioaktivität nach Einsatzzweck gelistet, was einen schnellen und guten Überblick bietet. Unter Sonderausrüstung für A-Einsätze werden nach Atemschutz und Körperschutz die unbedingt nötigen Messgeräte behandelt:
- Personendosimeter zur Dokumentation der im Einsatz aufgenommenen Personendosis (auch amtliches Dosimeter genannt).
- Dosiswarngerät: Warnt seinen Träger, wenn der (einsatzbezogene) Dosisrichtwert erreicht ist.
Erst bei der „Sonstigen Sonderausrüstung“ werden Geräte mit Geigerzähler Funktion erwähnt:
- Dosisleistungsmessgeräte zur Messung der Gamma-Dosis an einem bestimmten Ort, gedacht zur Bestimmung des günstigsten Aufenthaltsorts mit der geringsten Dosisleistung
- Variante: Dosisleistungsmessgerät mit Teleskopsonde, v. a. zur Ortung von Strahlenquellen
- Dosisleistungswarngeräte zur Festlegung der Gefahrenbereichsgrenzen, geben bei Erreichen einer voreingestellten Gamma-Dosis einen Warnton ab
- Kontaminationsnachweisgeräte: Sprechen auf geringste Kontamination durch radioaktive Stoffe an, zur Überprüfung von Personen und Material vor Verlassen des Gefahrenbereichs
Die Abgrenzung ist aber fließend, so bietet der unten näher vorgestellte Geigerzähler Radex One eine integrierte Dosimeter-Funktion.
Was kostet ein Geigerzähler
Ausdrücklich für die private Verwendung angebotene Geigerzähler gibt es als Smartphone Erweiterung bzw. App ab ein paar Euro, viele fragwürdige Angebote und die oben vorgestellte Smartphone-App von Ingenieur Klein, die in der Android-Version 3,49 EUR und als iOS-Version 5,49 EUR kostet (download z. B. über Google Play Store, Apple App Store). Ansonsten bewegt sich der Geigerzähler Preis im Massenhandel in Größenordnungen zwischen 30 und mehreren hundert Euro, und es ist nur schwer zu ergründen, was man dafür jeweils bekommt.
Gerade im Bereich Messtechnik bleibt für Laien immer ein Restbereich, in dem er dem Verkäufer einfach vertrauen muss, deshalb empfiehlt sich hier noch mehr als anderswo der Kauf bei seriösen Qualitäts-Anbietern.
Der Preis eines Geigerzählers ist vor allem von der Qualität und der Anzahl der integrierten Sensoren abhängig, ab einer Grenze von ca. 200 Euro haben diese eine Qualität, die zuverlässige Messungen sichert. Einer der kleinsten Geigerzähler der Welt mit interessantem Leistungsumfang für etwa 215,- EUR.
Den oben erwähnten Gamma Scout gibt es z. B. ab ca. 350,- EUR, er lässt aber wohl auch kaum Wünsche offen. Der mit fachkundigen Spezialisten arbeitende Hersteller hat unter dem Eindruck des Tschernobyl-Unglücks 1986 gegründet, um für jeden Bürger zuverlässige, einfach zu bedienende und erschwingliche Messgeräte bereitzustellen.
Geigerzähler selbst bauen
Es ist möglich, einen Geigerzähler zu bauen, aber nur für ausgewiesene Technik-Freaks, die eine einschlägige Berufsausbildung absolvieren oder planen oder für Menschen mit entsprechender Berufserfahrung wirklich zu empfehlen. Wer sich traut, findet im Internet reichlich „Stoff“.
Weiterführende Beiträge:
de.wikipedia.org/wiki/Teilchendetektor und de.wikipedia.org/wiki/Strahlungsdetektor
www.radioaktive-strahlung.org/radioaktivitaet/geigerzaehler.htm
www.mineralium.de/media/image/be/5e/71/geiger_mueller_zaehlrohr_600x600.gif, de.wikipedia.org/wiki/
www.mineralienatlas.de/lexikon/index.php/Geiger-M%C3%BCller-Z%C3%A4hler
www.leifiphysik.de/optik/elektromagnetisches-spektrum
www.weltderphysik.de/gebiet/leben/einfluesse-auf-den-menschen/strahlungsauswirkung
www.spiegel.de/wissenschaft/technik/fukushima-mineralschwaemme-sollen-radioaktive-teilchen-aufsaugen-a-758141.html
www.bfs.de/DE/themen/ion/umwelt/natuerliche-strahlenbelastung/natuerliche-strahlenbelastung_node.html
scienceblogs.de/nucular/2016/11/24/wieso-zeigt-mein-geigerzaehler-so-unterschiedliche-ergebnisse-leserfrage.
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