Was ist das Grundprinzip von Ionisationskammern – Beschreibung – Definition

Grundprinzip der Ionisationskammern

Die Kammer hat eine Kathode und eine Anode, die auf einer bestimmten Spannung (möglicherweise 100 – 200 V) gehalten werden, und die Vorrichtung ist durch eine Kapazität gekennzeichnet, die durch die Geometrie der Elektroden bestimmt wird. Flache Platten oder konzentrische Zylinder können beim Aufbau einer Ionisationskammer verwendet werden. Das flache Plattendesign wird bevorzugt, weil es ein genau definiertes aktives Volumen hat und sicherstellt, dass sich keine Ionen auf den Isolatoren ansammeln und eine Störung des elektrischen Feldes verursachen. Während ionisierende Strahlung in das Gas zwischen den Elektroden eintritt, tritt eine endliche Anzahl von Ionenpaaren aufsind geformt. Das Verhalten der resultierenden Ionenpaare wird durch den Potentialgradienten des elektrischen Feldes innerhalb des Gases und die Art und den Druck des Füllgases beeinflusst. Unter dem Einfluss des elektrischen Feldes bewegen sich die positiven Ionen in Richtung der negativ geladenen Elektrode (äußerer Zylinder oder Platte) und die negativen Ionen (Elektronen) wandern in Richtung der positiven Elektrode (zentraler Draht oder Platte). Das elektrische Feld in dieser Region hält die Ionen davon ab, sich mit den Elektronen zu rekombinieren. Das Sammeln dieser Ionen erzeugt eine Ladung an den Elektroden und einen elektrischen Impuls über die Detektionsschaltung. In Luft benötigt , um die mittlere Energie ein Ion zu produzieren etwa 34 eV ist daher eine 1 MeV Strahlung vollständig in dem Detektor absorbierte produziert etwa 3 x 10 ⁴ Paar – Ionen. Es ist zwar ein kleines Signal, dieses Signal kann jedoch mit Standardelektronik erheblich verstärkt werden. Ein Strom von 1 Mikroampere besteht aus ungefähr 10 ¹² Elektronen pro Sekunde.

Der Aufbau der Ionisationskammer unterscheidet sich vom Proportionalzähler. Die flache Plattenkonstruktion wird für Ionisationskammern bevorzugt, oder es können konzentrische Zylinder bei der Konstruktion verwendet werden, um die Integration von Impulsen zu ermöglichen, die durch die einfallende Strahlung erzeugt werden. Proportional- und Geigerzähler verwenden üblicherweise Zylinder und Mittelelektrode. Der Proportionalzähler würde eine so genaue Steuerung des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden erfordern, dass dies nicht praktikabel wäre.