Was ist Prinzip und Beschreibung von gasförmigen Ionisationsdetektoren – Definition

Prinzip und Beschreibung gasförmiger Ionisationsdetektoren. Die Kammer hat eine Kathode und eine Anode, die auf einer großen relativen Spannung gehalten werden. Wenn ionisierende Strahlung zwischen den Elektroden in das Gas eintritt, wird eine endliche Anzahl von Ionenpaaren gebildet und ein Signal erzeugt. Strahlungsdosimetrie
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.

Prinzipien von Detektoren

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.

Beschreibung der gasförmigen Ionisationsdetektoren

Die Kammerhat eine Kathode und eine Anode, die auf einer großen relativen Spannung gehalten werden, und die Vorrichtung ist durch eine Kapazität gekennzeichnet, die durch die Geometrie der Elektroden bestimmt wird. Wenn ionisierende Strahlung zwischen den Elektroden in das Gas eintritt, wird eine endliche Anzahl von Ionenpaaren gebildet. 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 zur negativ geladenen Elektrode (äußerer Zylinder) und die negativen Ionen (Elektronen) zur positiven Elektrode (zentraler Draht). Das elektrische Feld in diesem Bereich verhindert, dass sich die Ionen mit den Elektronen rekombinieren. Die Sammlung dieser Ionen erzeugt eine Ladung an den Elektroden und einen elektrischen Impuls über die Erfassungsschaltung. In Luft beträgt die durchschnittliche Energie, die zur Erzeugung eines Ions benötigt wird, ungefähr 34 eV, daher erzeugt eine vollständig im Detektor absorbierte 1 MeV-Strahlung ungefähr 3 × 104 Ionenpaar. Da es sich jedoch um ein kleines Signal handelt, kann dieses Signal mit Standardelektronik erheblich verstärkt werden.

Arten von Detektoren ionisierender Strahlung

Infolgedessen gibt es drei Grundtypen von Gasionisationsdetektoren , die nach der an den Detektor angelegten Spannung kategorisiert werden:

  • Ionisationskammern,
  • Proportionalzähler,
  • Geiger-Müller-Röhren.

Wie bei anderen Detektoren können Ionisationskammern im Strom- oder Impulsmodus betrieben werden. Im Gegensatz dazu werden Proportional- oder Geigerzähler fast immer im Pulsmodus verwendet. Detektoren ionisierender Strahlung können sowohl zur Aktivitätsmessung als auch zur Dosismessung eingesetzt werden. Mit dem Wissen über die Energie, die zur Bildung eines Ionenpaars benötigt wird, kann die Dosis erhalten werden.

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