Wasser und Szintillationszähler: Unterschied zwischen den Seiten

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Version vom 28. April 2004, 18:03 Uhr

Mit dem Begriff Szintillationszähler bezeichnet man ein auf der Szintillation basierendes Messgerät zur Bestimmung der Intensität von γ-Strahlung.

Im Kopf des Messgerätes befindet sich ein nach den Seiten gegen Licht geschützter NaJ-(Natriumjodid-)Kristall, in dem beim Eintreffen eines γ-Quants ein Lichtblitz ausgelöst, der in der dahinterliegenden Fotokathode Elektronen emittiert (Fotoeffekt). Dieser Elektronenstrahl wird durch mehrere Dynoden im Fotomultiplier verstärkt. An der Anode kann ein Stromimpuls abgenommen werden. Wichtig ist dabei die Vermeidung des Wirkwiderstands (als Teils des Ohmschen Scheinwiderstands).

Mit diesem Messgerät lassen sich γ-Spektren aufnehmen, was mit einem Geiger-Müller-Zählrohr nicht möglich ist.

Siehe auch Szintillator.

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+Mit dem Begriff '''Szintillationszähler''' bezeichnet man ein auf der [[Szintillation]] basierendes [[Messgerät]] zur Bestimmung der [[Strahlungsintensität|Intensität]] von [[Gammastrahlung|γ-Strahlung]].
-''Dieser Artikel befasst sich mit dem "Stoff" Wasser. Andere Bedeutungen unter [[Wasser (Begriffsklärung)]]''
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+Im Kopf des Messgerätes befindet sich ein nach den Seiten gegen Licht geschützter NaJ-([[Natriumjodid]]-)Kristall, in dem beim Eintreffen eines γ-[[Quant]]s ein Lichtblitz ausgelöst, der in der dahinterliegenden Foto[[kathode]] [[Elektron]]en emittiert ([[Photoelektrischer Effekt|Fotoeffekt]]). Dieser Elektronenstrahl wird durch mehrere [[Dynoden]] im Fotomultiplier verstärkt. An der [[Anode]] kann ein [[Elektrischer Strom|Strom]]impuls abgenommen werden. Wichtig ist dabei die Vermeidung des [[Wirkwiderstand]]s (als Teils des Ohmschen [[Scheinwiderstand]]s).
-'''Wasser''' ist eine chemische Verbindung von [[Wasserstoff]] und [[Sauerstoff]], H<sub>2</sub>O (Wasserstoffoxid).
-Die Bezeichnung wird besonders für den flüssigen Zustand verwendet. Im festen (gefrorenen) Zustand wird es [[Eis]] genannt, im gasförmigen Zustand [[Wasserdampf|(Wasser)dampf]].
+Mit diesem Messgerät lassen sich γ-Spektren aufnehmen, was mit einem [[Geigerzähler|Geiger-Müller-Zählrohr]] nicht möglich ist.
-== Bedeutung des Wassers ==
-[[Bild:Trinkwasser.JPG|thumb|right|Wasser aus dem Wasserhahn]]
-Wasser ist für alle Lebensvorgänge essentiell. Das [[Leben]] ist nach dem heutigen Erkenntnisstand im Wasser entstanden. Nicht zufällig zählt Wasser bereits bei den frühesten [[Philosoph]]en zu den vier [[Urelement]]en. [[Thales von Milet]] sah im Wasser sogar den Urstoff allen Seins. Vor allem seine reinigende Kraft gab immer wieder Anlass über die Bedeutung des Wassers für das Leben und auch für ein Leben nach dem Tod nachzudenken (s. [[Taufe]]; [[Weihwasser]]).
-Wasser beeinflusst auch entscheidend unser [[Wetter]] und [[Klima]], nicht nur direkt durch [[Niederschlag|Niederschläge]]. Große [[Wärme]]mengen werden z.B. über den [[Golfstrom]] nach [[Europa]] oder über den [[Humboldtstrom]] entlang der Westküste [[Südamerika]]s transportiert.
+Siehe auch [[Szintillator]].
-Große Teile der Erde sind vom Wasser bedeckt (über 70 %, [[Wasserhalbkugel]]). Die Versorgung der [[Weltbevölkerung]] mit hygienisch und toxikologisch unbedenklichem Wasser stellt eine der größten Herausforderungen der Menschheit in den nächsten Jahrzehnten dar.
-Die Wasservorkommen der Erde belaufen sich auf ca. 1,38 Milliarden km<sup>3</sup>. Der weitaus größte Teil, 97,4% davon ist das in den Weltmeeren vorkommende [[Salzwasser]]. Nur 2,6% davon (36 Millionen km<sup>3</sup>) liegen als [[Süßwasser]] vor. Das meiste Süßwasser ist als [[Eis]] an den [[Pol]]en und in [[Gletscher]]n gebunden; nur 0,3% der weltweiten Wasservorräte (3,6 Millionen km<sup>3</sup>) sind als [[Trinkwasser]] verfügbar.
-Die zur Trinkwasserversorgung nutzbaren Wasservorkommen werden unterschieden in [[Niederschlag]]swasser, Oberflächenwasser in [[Fluss (Gewässer)|Flüssen]], [[Binnensee|Seen]], [[Talsperre]]n, [[Grundwasser]] und [[Quelle (Gewässer)|Quellwasser]]. Die Nutzung der Gewässer wird im [[Wasserhaushaltsgesetz]] (in D, Ö und CH?) geregelt.
-In [[Deutschland]] fallen im Mittel 760 mm Niederschläge im Jahr, die damit etwa 80% des verfügbaren Wasserdargebotes von 164 Mrd. m<sup>3</sup> ausmachen. Die restlichen 20% stammen aus dem Zufluss von Oberliegern (v.a. [[Schweiz]], [[Österreich]], [[Tschechien]]).
-Der Wasserbedarf in Deutschland betrug ([[1991]]) 47,9 Mrd. m<sup>3</sup>, wovon allein 29 Mrd. m<sup>3</sup> als Kühlwasser in [[Kraftwerk]]en diente. Rund 11 Mrd. m<sup>3</sup> wurden direkt von der Industrie genutzt, 1,6 Mrd. m<sup>3</sup> von der Landwirtschaft. Nur 6,5 Mrd. m<sup>3</sup> dienten der Trinkwasserversorgung.
-Der durchschnittliche Wasserverbrauch beträgt rund 130 Liter pro Einwohner und Tag.
-== Physikalisch-chemische Daten ==
-(bei einem [[Luftdruck]] von 1013 hPa und keinen gelösten Stoffen)
-*[[Gefrierpunkt]]: 0° Celsius
-*[[Siedepunkt]]: 100° Celsius
-*größte [[Dichte]]: 1g / cm<sup><font size=-1>3</font></sup> bei 4° Celsius
-*[[geruch]]- und [[Geschmack (Sinneseindruck)|geschmack]]los
-*transparent und beinahe farblos, in dicken Schichten blaugrün
-*gutes [[Lösungsmittel]] für viele Stoffe (solche Stoffe werden als [[hydrophil|hydrophile]] bezeichnet)
-*Spez. Wärmekapazität (''[[c-Wert]]''): 4,18 kJ/(kg K) bei 20° [[Celsius]]
-*[[Schmelzwärme]]: 335 kJ/kg (0°C Eis -> 0°C Wasser)
-*[[Verdampfungswärme]]: 2260 kJ/kg (100°C -> 100° Dampf)<br>2460 kJ/kg (25°C ->100°C Dampf)<br>2500 kJ/kg (0°C -> 100°C Dampf)
-*[[Dipolmoment]] in der Gasphase: 1,84 D
-*Bindungslänge in der Gasphase: 95,7 pm
-*Bindungswinkel in der Gasphase: 104,5°
-== Besondere Eigenschaften ==
-=== Dichteanomalie des Wassers ===
-Im festen [[Aggregatzustand]] als [[Eis]] schwimmt es auf dem flüssigen Wasser, d.h. es gefriert und erstarrt von oben nach unten. Das ist bei den meisten anderen Stoffen umgekehrt. Würde sich Wasser wie die meisten anderen Flüssigkeiten verhalten, würden alle Gewässer im Winter bis zum Boden zufrieren, selbst wenn die Bodentemperatur über 0 Grad läge, weil das an der Oberfläche entstehende Eis absänke. Das würde das Todesurteil für die meisten wasserlebenden Tiere bedeuten.
-Dies ist nicht der Fall, da Wasser bei 4 Grad die höchste Dichte hat. Beim Abkühlen sinkt dieses Wasser zuerst nach unten. Selbst wenn die Temperatur weiter sinkt, bleibt das Wasser mit einer Temperatur <4° über der 4 Grad Schicht "liegen" und der See friert von oben her zu.
-<!--sind in der festen Phase, dem Eis, aufgrund dessen geringer [[Dichte]] kaum von den Bindungen in den Molekülen zu unterscheiden. Diese Wasserstoffbindung ist richtungsabhängig. Normale zwischenmolekulare Bindungen sind nicht richtungsabhängig und fördern wegen der in alle Richtungen wirkenden Anziehungskraft die Tatsache, dass jedes Atom von so vielen anderen Atomen wie möglich umringt wird. In Eis aber werden wegen der Richtungsabhängigkeit der Wasserstoffbindung die Sauerstoffatome nur von vier Wasserstoffatomen und die Wasserstoffatome nur von zwei Sauerstoffatomen umringt. -->
-Wasser hat im Vergleich mit anderen Stoffen eine relativ hohe [[spezifische Wärmekapazität]] ('''c-Wert'''). Es speichert also verhältnismäßig viel Wärmeenergie (bei Raumtemperatur etwa das doppelte von z.B. Öl) bzw. es benötigt, um erhitzt zu werden, vergleichsweise viel thermische Energie. Dadurch eignen sich Wasser bzw. Eis für [[Wärmflasche]]n bzw. Kühlboxen besser als andere chemische Stoffe zumal es ungiftig ist. Aus dem gleichen Grund ist Wasser auch ein bevorzugtes Medium für den Wärmetransport, z.B. in Gebäudeheizungen und KFZ-Kühlanlagen.
-Wasser hat einen relativ hohen [[Siedepunkt]] (das gleich schwere [[Methan]] siedet bei -164° Celsius). Wenn Wasser den erwarteten Gesetzmäßigkeiten entspräche, läge es bei [[Raumtemperatur]] als [[Gas]] vor.
-Wasser als [[Lösungsmittel]] für [[Säure|Säuren]] und [[Base (Chemie)|Basen]] weisst bei sehr starken Vertretern derselben eine Eigenart auf: <BR> Der [[Nivellierender Effekt des Wassers|Nivellierende Effekt des Wassers]].
-Verantwortlich für die meisten anomalen Eigenschaften des Wassers sind die intermolekular wirkenden [[Wasserstoffbrücken]]bindungen, die sich aus dem Dipolmoment des Wassermoleküls erklären lassen:
-=== Dipolmoment des Wassermoleküls ===
-[[Bild:wasser.jpg|thumb|right|Wassermolekül]]
-Das [[Dipolmoment]] des Moleküls resultiert aus der höheren [[Elektronegativität]] des Sauerstoffs und der Molekülgeometrie (gewinkelt). Das Wassermolekül besitzt eine positive Partialladung an der Seite des Wasserstoffatoms und eine negative an der Seite des Sauerstoffatoms (vgl. Abbildung). Darum kann es von bestimmten [[Elektromagnetische Welle|elektromagnetischen Wellen]], den [[Mikrowellen]], in stärkere [[Schwingung]]en versetzt werden, welche zur Erwärmung des Wassers führen.
-Die Polarität der chem. Bindung reicht als Grund für das beobachtete Dipolmoment nicht aus: Wäre das Molekül geradlinig ausgestreckt, würde sich der Schwerpunkt der beiden elektrisch positiven Ladungen der Wasserstoffatome in der Mitte auf das Sauerstoffatom bezogen befinden, und das Molekül würde trotz der polaren Bindungen kein Dipolmoment besitzen. Das Molekül ist aber winklig gebaut, was mit den beiden [[einsames Elektronenpaar|einsamen Elektronenpaaren]] auf dem Sauerstoffmolekül erklärt werden kann (siehe [[VSEPR-Theorie]]).
-Wassermoleküle wechselwirken also miteinander über Wasserstoffbrückenbindungen und besitzen dadurch starke intramolekulare Anziehungskräfte. Für die Ausbildung von Wasserstoffbrückenbindungen ist auch die geringe größe des Wasserstoffatoms von Bedeutung, da es sich nur so in ausreichendem Maße dem Sauerstoffatom nähern kann. Die höheren Homologen des Wasser, z. B. Schwefelwasserstoff H<sub>2</sub>S bilden derartige Bindungen aufgrund der geringeren Elektronegativitätsdifferenz zwischen den Bindungspartnern nicht aus.
-== Wissenswertes ==
-=== Wasser in der Antike ===
-[[Bild:Tesserale Kombination Pentagondodekaeder mit Oktaeder im Gleichgewicht.png|thumb|right|Ikosaeder]]
-Im antiken Griechenland wurde dem Element Wasser der Ikosaeder als einer der fünf [[Platonische Körper|Platonischen Körper]] zugeordnet.
-=== Demineralisiertes Wasser ===
-Sogenanntes [[Demineralisiertes Wasser]] oder ''deionisiertes Wasser'' wird durch Entsalzung mittels [[Ionenaustauscher]] gewonnen. Durch weitere, meistens nachgeschaltete, Reinigungsstufen wie Umkehrosmose, Mikrofiltration und UV-Entkeimung wird das Wasser frei von Feststoffen und  organischen Verunreinigungen. Der Genuß von demineralisiertem Wasser wird von den meisten Wissenschaftlern verschiedener Fachrichtungen nicht empfohlen. Die Befürchtung nenneswerter gastrointestinaler Blutungen bei oraler Aufnahme von demineralisiertem Wasser ist übertrieben, da z. B. bereits durch Speichel oder durch die Magensäure der physiologische Gehalt an gelösten Stoffen hergestellt werden kann.
-=== Destilliertes Wasser ===
-Die Herstellung von [[Destilliertes Wasser|destilliertem Wasser]] durch [[Destillation]] ist aufgrund der notwendigen grossen Energiemengen (hohe [[Verdampfungsenthalpie]]) aufwendig und teuer und spielt deshalb in der Technik kaum mehr eine Rolle. Durch perfektionierte Methoden der regenerativen Destillation nur durch Sonnenenergie lässt sich Wasser mittlerweile sehr kosteneffizient in (gemessen am Bedarf) geringen Mengen destillieren. In Labors wird Wasser für spezielle Anwendungen immer noch mittels Destillation gereinigt.
-==Esoterisches==
-In der [[Esoterik]] heißt es, Wasser übertrage Information durch die so genannte [[HADO]]-Energie. Auch der Begriff des ''Polymer-Wassers'' scheint sich hier noch immer zu halten. Der wissenschaftliche Hintergrund: in den 60er Jahren des letzten Jahrhunderts haben russische Forscher hochreines Wasser mehrfach destilliert. Sie konnen eine winzige Spur einer zähflüssigen Substanz extrahieren. Wiederholungen an anderen Forschungsinstituten ergaben, dass die Quelle für das Polymer-Wasser nicht etwa Wasser war, sondern minimale menschliche Schweißabsonderungen waren -- Forscherschweiß.
-== Siehe auch ==
-[[Geowissenschaften]], [[Süßwasser]], [[Umweltschutz]], [[Weltwasserforum]], [[Wasserrecht]], [[schweres Wasser]], [[Wasserung]], [[Mineralwasser]], [[Trinkwasser]]
-== Literatur ==
-*Hütter, Leonhard A: Wasser und Wasseruntersuchung; Methodik, Theorie und Praxis chemischer, chemisch-physikalischer, biologischer und bakteriologischer Untersuchungsverfahren, Salle + Sauerländer, ISBN 3-7935-5075-3
-===Esoterik===
-*Emoto, Masaru: Die Botschaft des Wassers; Sensationelle Bilder von gefrorenen Wasserkristallen, Koha Verlag, ISBN 3-929512-21-1
-== Weblinks ==
-*[http://www.wasser-wissen.de/ Wasser-Wissen]
-*[http://www.rsd-solar.de/ Solare Wasserdestillation]
-*[http://www.wasser.de/ Wasser.de]
-*http://www.gwup.org/themen/texte/wasserbehandlung/index.html/
-*[http://www.der-brunnen.de/ Der-Brunnen.de]
-*http://www.envia-aqua.de/informationen_wasser.html
-*http://www.m-ww.de/gesund_leben/wasser/index.html
-*Humor: http://www.heise.de/tp/deutsch/inhalt/glosse/17001/1.html
-*[http://www.hado.net/Crystals.html Wasserkristalle mit verschiedener Information]
-[[ar:الماء]]
-[[ca:Aigua]]
-[[da:Vand]]
-[[en:Water]]
-[[eo:Akvo]]
-[[es:Agua]]
-[[fi:Vesi]]
-[[fr:Eau]]
-[[id:Air]]
-[[it:Acqua]]
-[[ja:水]]
-[[ko:물]]
-[[la:Aqua]]
-[[ms:Air]]
-[[nah:Atl]]
-[[nds:Water]]
-[[nl:Water]]
-[[pl:Woda]]
-[[ru:Вода]]
-[[simple:Water]]
-[[sl:Voda]]
-[[sv:Vatten]]
-[[vo:Vat]]
-[[zh:水]]