{"id":12604,"date":"2019-12-17T19:37:48","date_gmt":"2019-12-17T19:37:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-szintillationsdetektor-vs-halbleiterdetektor-definition\/"},"modified":"2020-07-07T11:35:56","modified_gmt":"2020-07-07T11:35:56","slug":"was-ist-szintillationsdetektor-vs-halbleiterdetektor-definition","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-szintillationsdetektor-vs-halbleiterdetektor-definition\/","title":{"rendered":"Was ist Szintillationsdetektor vs Halbleiterdetektor &#8211; Definition"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">Szintillationsdetektoren und Halbleiterdetektoren sind in Kernkraftwerken weit verbreitet. Szintillationsz\u00e4hler sind im Strahlenschutz weit verbreitet. Halbleiterdetektoren werden h\u00e4ufig f\u00fcr die Gammastrahlenspektroskopie verwendet. Strahlendosimetrie<\/div>\n<\/div>\n<div><\/div>\n<div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-50 lgc-tablet-grid-50 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<h2><span>Szintillationsz\u00e4hler<\/span><\/h2>\n<p><span>Ein\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/scintillation-counter-scintillation-detector\/\"><strong><span>Szintillationsz\u00e4hler<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0oder\u00a0<\/span><strong><span>Szintillationsdetektor<\/span><\/strong><span>\u00a0ist ein Strahlungsdetektor, der den als\u00a0<\/span><strong><span>Szintillation<\/span><\/strong><span>\u00a0bekannten Effekt nutzt\u00a0.\u00a0Szintillation ist ein\u00a0<\/span><strong><span>Lichtblitz, der<\/span><\/strong><span>\u00a0in einem transparenten Material durch den Durchgang eines Teilchens (eines Elektrons, eines Alpha-Teilchens, eines Ions oder eines hochenergetischen Photons) erzeugt wird.\u00a0Szintillation tritt im Szintillator auf, der ein Schl\u00fcsselelement eines Szintillationsdetektors ist.\u00a0Im Allgemeinen besteht ein Szintillationsdetektor aus:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/scintillation-counter-scintillation-detector\/scintillation-materials-types-of-scintillators\/\"><strong><span>Szintillator<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0.\u00a0Ein Szintillator erzeugt Photonen als Reaktion auf einfallende Strahlung.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Fotodetektor<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Ein empfindlicher Fotodetektor (normalerweise eine\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/scintillation-counter-scintillation-detector\/photomultiplier-tube-pmt\/\"><span>Fotovervielfacherr\u00f6hre<\/span><\/a><span>\u00a0(PMT), eine CCD-Kamera (Charge Coupled Device) oder eine Fotodiode), der das Licht in ein elektrisches Signal und eine Elektronik umwandelt, um dieses Signal zu verarbeiten.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Das Grundprinzip des Betriebs besteht darin, dass die Strahlung mit einem Szintillator reagiert, der eine Reihe von Blitzen unterschiedlicher Intensit\u00e4t erzeugt.\u00a0Die Intensit\u00e4t der Blitze ist proportional zur Energie der Strahlung.\u00a0Diese Funktion ist sehr wichtig.\u00a0Diese Z\u00e4hler eignen sich zur Messung der Energie von Gammastrahlung (\u00a0<\/span><strong><span>Gammaspektroskopie<\/span><\/strong><span>\u00a0) und k\u00f6nnen daher zur Identifizierung von Gamma-emittierenden Isotopen verwendet werden.<\/span><\/p>\n<p><span>Szintillationsz\u00e4hler werden h\u00e4ufig im\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-protection\/\"><span>Strahlenschutz<\/span><\/a><span>\u00a0, bei der Untersuchung radioaktiver Materialien und in der Physikforschung eingesetzt, da sie kosteng\u00fcnstig und dennoch mit guter Effizienz hergestellt werden k\u00f6nnen und sowohl die Intensit\u00e4t als auch die Energie einfallender Strahlung messen k\u00f6nnen.\u00a0Krankenh\u00e4user auf der ganzen Welt verf\u00fcgen \u00fcber Gammakameras, die auf dem Szintillationseffekt basieren, und werden daher auch als\u00a0<\/span><strong><span>Szintillationskameras bezeichnet.<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>Vor- und Nachteile von Szintillationsz\u00e4hlern werden vom Szintillator bestimmt.\u00a0Die folgenden Funktionen sind nicht f\u00fcr alle Szintillatoren allgemein.<\/span><\/p>\n<h3><span>Vorteile von Szintillationsz\u00e4hlern<\/span><\/h3>\n<ul>\n<li><strong><span>Effizienz<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Die Vorteile eines Szintillationsz\u00e4hlers sind seine Effizienz und die hohen Pr\u00e4zisions- und Z\u00e4hlraten, die m\u00f6glich sind.\u00a0Diese letzteren Eigenschaften sind eine Folge der extrem kurzen Dauer der Lichtblitze von etwa 10 bis\u00a0<\/span><sup><span>9<\/span><\/sup><span>\u00a0\u00a0(organische Szintillatoren) bis 10 bis\u00a0<\/span><sup><span>6<\/span><\/sup><span>\u00a0(anorganische Szintillatoren) Sekunden.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Spektroskopie<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Die\u00a0<\/span><strong><span>Intensit\u00e4t der Blitze<\/span><\/strong><span>\u00a0und die Amplitude des Ausgangsspannungsimpulses sind\u00a0<\/span><strong><span>proportional zur Energie der Strahlung<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Daher k\u00f6nnen Szintillationsz\u00e4hler verwendet werden, um die Energie sowie die Anzahl der anregenden Teilchen (oder Gammaphotonen) zu bestimmen.\u00a0F\u00fcr die Gammaspektrometrie umfassen die gebr\u00e4uchlichsten Detektoren\u00a0<\/span><strong><span>Natriumiodid (NaI) -Szintillationsz\u00e4hler<\/span><\/strong><span>\u00a0und hochreine Germaniumdetektoren.\u00a0Der NaI (Tl) -Szintillator hat eine h\u00f6here Energieaufl\u00f6sung als ein Proportionalz\u00e4hler, was genauere Energiebestimmungen erm\u00f6glicht.\u00a0Wenn andererseits eine perfekte Energieaufl\u00f6sung erforderlich ist, m\u00fcssen wir einen Detektor auf Germaniumbasis wie den HPGe-Detektor verwenden.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<h3><span>Nachteile von Szintillationsz\u00e4hlern<\/span><\/h3>\n<ul>\n<li><strong><span>Hygroskopizit\u00e4t<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Ein Nachteil einiger anorganischer Kristalle, z. B. NaI, ist ihre\u00a0<\/span><strong><span>Hygroskopizit\u00e4t<\/span><\/strong><span>\u00a0, eine Eigenschaft, die erfordert, dass sie in einem luftdichten Beh\u00e4lter untergebracht werden, um sie vor Feuchtigkeit zu sch\u00fctzen.<\/span><\/li>\n<li><span>NaI (Tl) hat keine Beta- oder Alpha-Reaktion und eine schlechte Niedrigenergie-Gamma-Reaktion.<\/span><\/li>\n<li><span>Fl\u00fcssigszintillatoren sind relativ umst\u00e4ndlich.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-50 lgc-tablet-grid-50 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<h2><span>Halbleiterdetektoren<\/span><\/h2>\n<p><span>Ein\u00a0\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/\"><strong><span>Halbleiterdetektor<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0\u00a0ist ein Strahlungsdetektor, der auf einem\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/what-are-semiconductors-properties-of-semiconductors\/\"><strong><span>Halbleiter<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0wie\u00a0\u00a0<\/span><strong><span>Silizium<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00a0oder\u00a0\u00a0<\/span><strong><span>Germanium<\/span><\/strong><span>\u00a0basiert\u00a0\u00a0\u00a0, um die Wirkung einfallender geladener Teilchen oder Photonen zu messen.\u00a0<\/span><strong><span>Halbleiterdetektoren<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00a0werden h\u00e4ufig im\u00a0\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-protection\/\"><span>Strahlenschutz<\/span><\/a><span>\u00a0, bei der Untersuchung radioaktiver Materialien und in der Physikforschung eingesetzt.<\/span><\/p>\n<h3><span>Vorteile von HPGe-Detektoren<\/span><\/h3>\n<ul>\n<li><strong><span>H\u00f6here Ordnungszahl.\u00a0<\/span><\/strong><span>Germanium wird bevorzugt, da seine\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/atomic-nuclear-structure\/atomic-number-proton-number\/\"><span>Ordnungszahl<\/span><\/a><span>\u00a0viel h\u00f6her als die von Silizium ist und die Wahrscheinlichkeit einer Gammastrahlenwechselwirkung erh\u00f6ht.<\/span><\/li>\n<li><span>Germanium hat eine niedrigere durchschnittliche Energie, die zur Erzeugung eines Elektron-Loch-Paares erforderlich ist, n\u00e4mlich 3,6 eV f\u00fcr Silizium und 2,9 eV f\u00fcr Germanium.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Sehr gute Energieaufl\u00f6sung<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Das FWHM f\u00fcr Germaniumdetektoren ist eine Funktion der Energie.\u00a0F\u00fcr ein 1,3-MeV-Photon betr\u00e4gt die FWHM 2,1 keV, was sehr niedrig ist.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Gro\u00dfe Kristalle<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0W\u00e4hrend Detektoren auf Siliziumbasis nicht dicker als einige Millimeter sein k\u00f6nnen, kann Germanium eine abgereicherte, empfindliche Dicke von Zentimetern aufweisen und kann daher als\u00a0<\/span><strong><span>Gesamtabsorptionsdetektor<\/span><\/strong><span>\u00a0f\u00fcr Gammastrahlen bis zu wenigen MeV verwendet werden.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<h3><span>Nachteile von HPGe-Detektoren<\/span><\/h3>\n<ul>\n<li><strong><span>K\u00fchlung<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Der Hauptnachteil von HPGe-Detektoren besteht darin, dass sie auf Temperaturen von fl\u00fcssigem Stickstoff abgek\u00fchlt werden m\u00fcssen.\u00a0Da Germanium eine relativ geringe\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/what-are-semiconductors-properties-of-semiconductors\/band-gap-energy-gap\/\"><span>Bandl\u00fccke aufweist<\/span><\/a><span>\u00a0, m\u00fcssen diese Detektoren gek\u00fchlt werden, um die thermische Erzeugung von\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/types-of-semiconductors\/majority-and-minority-carriers-in-semiconductors\/\"><span>Ladungstr\u00e4gern<\/span><\/a><span>\u00a0auf ein akzeptables Ma\u00df\u00a0zu reduzieren\u00a0.\u00a0Andernfalls zerst\u00f6rt durch Leckstrom induziertes Rauschen die Energieaufl\u00f6sung des Detektors.\u00a0Es sei daran erinnert, dass die Bandl\u00fccke (ein Abstand zwischen\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/what-are-semiconductors-properties-of-semiconductors\/conduction-and-valence-band-in-semiconductors\/\"><span>Valenz und Leitungsband<\/span><\/a><span>\u00a0) f\u00fcr Germanium sehr gering ist (Egap = 0,67 eV).\u00a0Das Abk\u00fchlen auf die Temperatur von fl\u00fcssigem Stickstoff (-195,8 \u00b0 C; -320 \u00b0 F) reduziert die thermischen Anregungen von Valenzelektronen, so dass nur eine Gammastrahlenwechselwirkung einem Elektron die Energie geben kann, die erforderlich ist, um die Bandl\u00fccke zu \u00fcberschreiten und das Leitungsband zu erreichen.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Preis<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Der Nachteil ist, dass Germaniumdetektoren viel teurer sind als\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/gaseous-ionization-detector\/ionization-chamber-ion-chamber\/\"><span>Ionisationskammern<\/span><\/a><span>\u00a0oder\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/scintillation-counter-scintillation-detector\/\"><span>Szintillationsz\u00e4hler<\/span><\/a><span>\u00a0.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<h3><span>Vorteile von Siliziumdetektoren<\/span><\/h3>\n<ul>\n<li><span>Im Vergleich zu gasf\u00f6rmigen Ionisationsdetektoren ist die Dichte eines Halbleiterdetektors sehr hoch, und geladene Teilchen mit hoher Energie k\u00f6nnen ihre Energie in einem Halbleiter mit relativ kleinen Abmessungen abgeben.<\/span><\/li>\n<li><span>Silizium hat eine hohe Dichte von 2,329 g \/ cm\u00a0<\/span><sup><span>3<\/span><\/sup><span>\u00a0und daher erm\u00f6glicht der durchschnittliche Energieverlust pro L\u00e4ngeneinheit den Bau d\u00fcnner Detektoren (z. B. 300 um), die noch messbare Signale erzeugen.\u00a0Beispielsweise betr\u00e4gt im Fall eines minimalen ionisierenden Partikels (MIP) der Energieverlust 390 eV \/ um.\u00a0Die Siliziumdetektoren sind mechanisch starr und daher sind keine speziellen St\u00fctzstrukturen erforderlich.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Detektoren auf Siliziumbasis<\/span><\/strong><span>\u00a0eignen sich sehr gut zur Verfolgung geladener Teilchen. Sie sind ein wesentlicher Bestandteil des Detektionssystems am LHC im CERN.<\/span><\/li>\n<li><span>Siliziumdetektoren k\u00f6nnen in starken Magnetfeldern eingesetzt werden.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<h3><span>Nachteile von Siliziumdetektoren<\/span><\/h3>\n<ul>\n<li><strong><span>Preis<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Der Nachteil ist, dass Siliziumdetektoren viel teurer sind als Wolkenkammern oder Drahtkammern.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Abbau<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Sie werden im Laufe der Zeit auch durch Strahlung abgebaut, dies kann jedoch dank des Lazarus-Effekts stark reduziert werden.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Hohe FWHM<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0In der Gammaspektroskopie wird Germanium bevorzugt, da seine Ordnungszahl viel h\u00f6her als die von Silizium ist und die Wahrscheinlichkeit einer Gammastrahlenwechselwirkung erh\u00f6ht.\u00a0Dar\u00fcber hinaus hat Germanium eine niedrigere durchschnittliche Energie, die zur Erzeugung eines Elektron-Loch-Paares erforderlich ist, n\u00e4mlich 3,6 eV f\u00fcr Silizium und 2,9 eV f\u00fcr Germanium.\u00a0Dies bietet letzteren auch eine bessere Energieaufl\u00f6sung.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights  lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-arrow\" data-anchor=\"References\">\n<div class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\"><\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Szintillationsdetektoren und Halbleiterdetektoren sind in Kernkraftwerken weit verbreitet. Szintillationsz\u00e4hler sind im Strahlenschutz weit verbreitet. Halbleiterdetektoren werden h\u00e4ufig f\u00fcr die Gammastrahlenspektroskopie verwendet. Strahlendosimetrie Szintillationsz\u00e4hler Ein\u00a0Szintillationsz\u00e4hler\u00a0oder\u00a0Szintillationsdetektor\u00a0ist ein Strahlungsdetektor, der den als\u00a0Szintillation\u00a0bekannten Effekt nutzt\u00a0.\u00a0Szintillation ist ein\u00a0Lichtblitz, der\u00a0in einem transparenten Material durch den Durchgang eines Teilchens (eines Elektrons, eines Alpha-Teilchens, eines Ions oder eines hochenergetischen Photons) erzeugt wird.\u00a0Szintillation tritt &#8230; <a title=\"Was ist Szintillationsdetektor vs Halbleiterdetektor &#8211; Definition\" class=\"read-more\" href=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-szintillationsdetektor-vs-halbleiterdetektor-definition\/\" aria-label=\"Mehr dazu unter Was ist Szintillationsdetektor vs Halbleiterdetektor &#8211; Definition\">Weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[48],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Was ist Szintillationsdetektor vs Halbleiterdetektor - Definition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Szintillationsdetektoren und Halbleiterdetektoren sind in Kernkraftwerken weit verbreitet. 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