Was ist der Detektor für Ionisationsstrahlung – Definition

Detektoren für ionisierende Strahlung bestehen aus zwei Teilen, die normalerweise miteinander verbunden sind. Der erste Teil besteht aus einem empfindlichen Material, das aus einer Verbindung besteht, die bei Bestrahlung Veränderungen erfährt. Strahlendosimetrie
Detektor für ionisierende Strahlung - Geigerrohr
Detektor für ionisierende Strahlung – Geigerrohr

Zur Detektion von Strahlung werden verschiedene Instrumente und Geräte eingesetzt. Generell können Detektoren für ionisierende Strahlung nach ihrem Zweck klassifiziert werden. Sein Zweck hängt eng mit dem im Detektor erzeugten Signal zusammen. Es gibt drei Haupttypen von Detektoren, die unterschiedliche Signaltypen aufzeichnen.

  • Zähler . Die Aktivität oder Intensität der Strahlung wird in Anzahl pro Sekunde (cps) gemessen. Der bekannteste Zähler ist der Geiger-Müller-Zähler. Bei Strahlungszählern wird das von der einfallenden Strahlung erzeugte Signal durch Zählen der Anzahl der am empfindlichen Volumen des Detektors auftretenden Wechselwirkungen erzeugt.
  • Strahlungsspektrometer . Spektrometer sind Geräte zur Messung der spektralen Leistungsverteilung einer Quelle. Die einfallende Strahlung erzeugt ein Signal, mit dem die Energie des einfallenden Partikels bestimmt werden kann.
  • Dosimeter . Ein Strahlungsdosimeter ist ein Gerät, das die Exposition gegenüber ionisierender Strahlung misst. Dosimeter zeichnen normalerweise eine Dosis auf, die die in Grautönen (Gy) gemessene absorbierte Strahlungsenergie der in Sieverts (Sv) gemessenen Äquivalentdosis ist es zeichnet die empfangene Strahlendosis auf.

Alle diese Arten von Geräten erfordern, dass die Strahlung zu beobachtbaren Änderungen in einer Verbindung führt (ob gasförmig, flüssig oder fest). Die meisten Detektoren ionisierender Strahlung folgen in ihren Grundprinzipien ähnlichen Eigenschaften. Detektoren für ionisierende Strahlung bestehen aus zwei Teilen, die normalerweise miteinander verbunden sind. Der erste Teil besteht aus einem empfindlichen Material, bestehend aus einer Verbindung, die unter Einwirkung von Strahlung Veränderungen erfährt. Die andere Komponente ist ein Gerät, das diese Änderungen in messbare Signale umwandelt. Alle Detektoren erfordern, dass Strahlung einen Teil ihrer Energie in empfindlichem Material ablegt, das Teil des Instruments ist. Die Strahlung tritt in den Detektor ein, interagiert mit Atomen des Detektormaterials und lagert etwas Energie an empfindliches Material ab. Jedes Ereignis kann ein Signal erzeugen, das ein Impuls, ein Loch, ein Lichtsignal, Ionenpaare in einem Gas und viele andere sein kann. Die Hauptaufgabe besteht darin, ein ausreichendes Signal zu erzeugen, es zu verstärken und aufzuzeichnen.

In diesem Abschnitt werden verschiedene Arten von Strahlungsmessgeräten beschrieben. Wir konzentrieren uns auf den ersten Teil, der aus einem sensiblen Material besteht. Detektoren können nach empfindlichen Materialien und Methoden eingeteilt werden, mit denen eine Messung durchgeführt werden kann:

  • Gasionisationsdetektoren
  • Szintillationsdetektoren
  • Halbleiterdetektoren
  • Filmabzeichen
  • TLD

Grundprinzipien von Detektoren

Detektor für ionisierende Strahlung - Grundschema
Detektoren ionisierender Strahlung bestehen aus zwei Teilen, die normalerweise miteinander verbunden sind. Der erste Teil besteht aus einem empfindlichen Material, das aus einer Verbindung besteht, die sich bei Bestrahlung verändert. Die andere Komponente ist ein Gerät, das diese Änderungen in messbare Signale umwandelt.

In ihren Grundprinzipien folgen die meisten Detektoren ionisierender Strahlung ähnlichen Eigenschaften. Detektoren ionisierender Strahlung bestehen aus zwei Teilen , die normalerweise miteinander verbunden sind. Der erste Teil besteht aus einem empfindlichen Material , das aus einer Verbindung besteht, die sich bei Bestrahlung verändert. Die andere Komponente ist ein Gerät, das diese Änderungen in messbare Signale umwandelt. Alle Detektoren erfordern, dass Strahlung einen Teil ihrer Energie in empfindlichem Material ablagern muss, das Teil des Instruments ist. Die Strahlung tritt in den Detektor ein, interagiert mit Atomen des Detektormaterials und lagert etwas Energie an empfindliches Material ab. Jedes Ereignis kann ein Signal erzeugen, das ein Impuls, ein Loch, ein Lichtsignal, Ionenpaare in einem Gas und viele andere sein kann. Die Hauptaufgabe besteht darin, ausreichend Signal zu erzeugen, zu verstärken und aufzuzeichnen.

Nehmen wir gasförmige Ionisationsdetektoren an . Der grundlegende Gasionisationsdetektor besteht aus einer Kammerdas mit einem geeigneten Medium (Luft oder einem speziellen Füllgas) gefüllt ist, das leicht ionisiert werden kann. In der Regel ist der Mitteldraht die positive Elektrode (Anode) und der äußere Zylinder die negative Elektrode (Kathode), so dass (negative) Elektronen vom Mitteldraht und positive Ionen vom äußeren Zylinder angezogen werden. Die Anode hat eine positive Spannung in Bezug auf die Detektorwand. Wenn ionisierende Strahlung zwischen den Elektroden in das Gas eintritt, wird eine endliche Anzahl von Ionenpaaren gebildet. Unter dem Einfluss des elektrischen Feldes bewegen sich die positiven Ionen zur negativ geladenen Elektrode (äußerer Zylinder) und die negativen Ionen (Elektronen) zur positiven Elektrode (zentraler Draht). Die Sammlung dieser Ionen erzeugt eine Ladung an den Elektroden und einen elektrischen Impuls über die Erfassungsschaltung.verstärkt und dann mit Standardelektronik aufgezeichnet .

Signal-Rausch-Verhältnis

Das Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) ist ein in Wissenschaft und Technik verwendetes Maß, das das elektrische Ausgangssignal mit dem im Kabelverlauf oder in der Instrumentierung erzeugten elektrischen Rauschen vergleicht.

Diskriminator

Die Unterscheidung in Strahlungserfassungsschaltungen bezieht sich auf den Prozess der Unterscheidung zwischen verschiedenen Arten von Strahlung anhand der Impulshöhe. Eine Diskriminatorschaltung wählt die minimale oder maximale Impulshöhe aus, die gezählt werden soll. Beispielsweise wird im Neutronendetektor eine Diskriminatorschaltung verwendet, um die großen Impulse von der Alpha-Ionisation (die Neutronenabsorption im Detektor erzeugt Alpha-Partikel) von den viel kleineren zu unterscheiden, die durch Gammastrahlen verursacht würden.

Sonderreferenz: US-Ministerium für Energie, Instrumantation und Kontrolle. DOE Fundamentals Handbook, Band 2 vom 2. Juni 1992.

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