WikiDer > Geigerzähler

Geigerteller
Beispiel für einen Geigerzähler

Das Geigerzähler (auch bekannt als Geiger-Müller-Zähler, Geiger-Müllertel-Röhre, GM-Röhre oder GM-Zähler) ist ein Strahlungsdetektor, mit dem ionisierende Strahlung kann gemessen werden. Solche Strahlung, wie röntgen und Radioaktivität, ist nicht von Menschen Sinne wahrnehmen. Hans Wilhelm Geiger und Walther Müllerll gefunden in 1928 vom Tresen.

Geschichte

1908 gegründet Hans Wilhelm Geiger eine experimentelle Technik zum Nachweis von Alphateilchen, die später zur Entwicklung des Geiger-Müller-Zählrohres im Jahr 1928 verwendet wurde. Dieses frühe Modell des Zählers konnte nur Alphateilchen erkennen und war Teil einer größeren Versuchsapparatur. Der verwendete grundlegende Ionisationsmechanismus wurde entdeckt von John Sealy Townsend zwischen 1897 und 1901.[1] Es ist als Townsend-Entladung bekannt, was die Ionisierung von Molekülen durch Ionenstoß bedeutet.

Erst 1928 entwickelt Geiger und Walther Müllerll (ein Geiger-Doktorand) die versiegelte Geiger-Müller-Röhre, die die zuvor experimentell verwendeten grundlegenden Ionisationsprinzipien verwendete. Klein und robust konnte es im Gegensatz zu seinen Vorgängern nicht nur Alpha- und Betastrahlung, sondern auch Gammastrahlung nachweisen. [2] Nun konnte relativ günstig ein praktisches Messgerät hergestellt werden und so war der Geigerzähler geboren. Da der Röhrenausgang wenig elektronische Verarbeitung erforderte, gewann das Instrument als tragbarer Strahlungsdetektor große Popularität.

Modernere Versionen des Geigerzählers verwenden eine Halogenröhre, die 1947 wurde von Sidney H. Liebson erfunden. Dies liegt an der viel längeren Lebensdauer und der niedrigeren Betriebsspannung, normalerweise zwischen 400-900 Volt.

Prinzip

Das Prinzip des Geigerzählers basiert auf dem ionisierend Wirkung der zu messenden Strahlung. In einer Röhre (Ionisationskammer) gefüllt mit verdünntem Zählgas wird hoch elektrische Spannung aufgebaut. Diese Spannung wird so hoch gewählt, dass ein einzelnes ionisierendes Teilchen viele Ionenpaare in der Größenordnung von 10 . erzeugt8 (die Verstärkungszahl oder Verstärkungswert A). Dieses Spannungsgebiet wird als Geiger-Müller-Gebiet bezeichnet. Die Spannung darf nicht so hoch sein, dass es spontan zu einem elektrischen Durchbruch kommt.

Beim Durchtritt der Strahlung durch die Röhre wird das Gas für kurze Zeit ionisiert und elektrischer Strom gehen. Dies wird oft verstärkt und Lautsprecher gelenkt, wodurch ein Klopfen zu hören ist. Hör zu leiser Geigerzähler oder ein beschäftigt Geigerzähler. Zusätzlich wird auch die Anzahl der Taps pro Zeiteinheit auf einem Display angezeigt.

Die Abbildung zeigt, dass die Röhre C geerdet ist und wenn Kathode wirkt, während auf der Rohrachse ein isolierter Stab p wenn Anode dient. Entlang der gesamten Anode kommt die Lawine aus Elektronen die durch ein ionisierendes Teilchen (hier ein -Teilchen) abgelöst wurden. A wird sich dann kurz darum bilden A zylindrisch niedrig von positiv Ionen, die ihren Weg zur relativ negativen Röhrenwand, der Kathode, finden. Diese positiven Ionen bewegen sich langsamer als die Elektronen und verursachen die Todeszeit der GM-Röhre, in der sie gegenüber einem neu einfallenden ionisierenden Teilchen unempfindlich ist. Es Glimmerfensterich muss dick genug sein, um dem Druckunterschied zwischen der Innen- und Außenseite des GM-Rohrs standzuhalten, aber dünn genug, um α-Teilchen erlauben.

Schema der GM-Röhre

Einschränkungen

  • keine Selektivität. Die gewählte Spannung bedeutet, dass selbst ein schwaches een β-Teilchen oder -Strahl kurzfristig für maximal Ionisation kümmert sich. Es ist somit nicht mehr möglich, verschiedene Strahlungsarten zu unterscheiden.
  • lange Totzeit. Das Todeszeit - in der nach einem Signal keine neue Ionisation gemessen werden kann - relativ lang ist, in der Größenordnung von 100 - 300 so (Mikrosekunden, Millionstel Sekunden).

Das Proportionalzähler hat diese Einschränkungen nicht.

Vorteil

Durch die Wahl einer Hochspannung, bei der die maximale Ionisation auftritt, ist das Ausgangssignal immer gleich und im Gegensatz zu Proportionalzählern reicht ein günstiges Hochspannungsnetzteil aus.

Forschung

In den Niederlanden geht das Nationales Institut für Gesundheit und Umwelt (RIVM) Strahlungsforschung. Seit der Atomkatastrophe von Tschernobyl Dafür wurden im ganzen Land Kästen mit Geigerzählern aufgestellt, die stündlich ihre Messwerte übermitteln.[3] Die Messungen werden online über eine EU-Website zur Verfügung gestellt.[4] Die Orte mit der höchsten Strahlung in den Niederlanden sind Zaandam und Hellevoetsluis (Quelle: 2019).[3] Die Forschung ist Teil der European Radiological Data Exchange Platform (EURDEP), an der 39 Länder teilnehmen.[5]

Wissenswertes

  • Nach dem Atomkatastrophe von Fukushima Der Umsatz mit Geigerzählern stieg in Europa. Der Nutzen darf bezweifelt werden, da ein handelsüblicher Geigerzähler (der 300 bis 500 Euro kostet) nicht empfindlich genug ist, um die geringe Menge an überblasener Radioaktivität zu messen. Die Radioaktivität wird auch von der Regierung gemessen und importierte Lebensmittel werden auf Radioaktivität getestet.

Siehe auch

Externer Link

Siehe die Kategorie Geigerzähler von Wikimedia Commons für Mediendateien zu diesem Thema.