{"id":13179,"date":"2019-12-21T03:17:43","date_gmt":"2019-12-21T03:17:43","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-proportionalzahler-proportionaldetektor-definition\/"},"modified":"2020-07-08T11:44:54","modified_gmt":"2020-07-08T11:44:54","slug":"was-ist-proportionalzahler-proportionaldetektor-definition","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-proportionalzahler-proportionaldetektor-definition\/","title":{"rendered":"Was ist Proportionalz\u00e4hler &#8211; Proportionaldetektor &#8211; Definition"},"content":{"rendered":"<header class=\"entry-header\">Der Proportionalz\u00e4hler, auch als Proportionaldetektor bezeichnet, ist ein elektrisches Ger\u00e4t, das verschiedene Arten von ionisierender Strahlung erfasst. Die Spannung des Detektors wird so eingestellt, dass die Bedingungen dem proportionalen Bereich entsprechen. Strahlendosimetrie<\/header>\n<div class=\"entry-content\">\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/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<p>Ein\u00a0\u00a0<strong>Proportionalz\u00e4hler<\/strong>\u00a0, auch als\u00a0<strong>Proportionaldetektor bezeichnet<\/strong>\u00a0, ist ein elektrisches Ger\u00e4t, das verschiedene Arten von ionisierender Strahlung erfasst.\u00a0Die Spannung des Detektors wird so eingestellt, dass die Bedingungen dem\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/gaseous-ionization-detector\/operating-regions-of-ionizing-detectors-detector-voltage\/proportional-region-ionization-detector\/\">proportionalen Bereich entsprechen<\/a>\u00a0.\u00a0In diesem Bereich ist die Spannung hoch genug, um die Prim\u00e4relektronen mit ausreichender Beschleunigung und Energie zu versorgen, damit sie zus\u00e4tzliche Atome des Mediums ionisieren k\u00f6nnen.\u00a0Diese gebildeten Sekund\u00e4rionen (\u00a0<strong>Gasverst\u00e4rkung<\/strong>\u00a0) werden ebenfalls beschleunigt und verursachen einen als\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/gaseous-ionization-detector\/operating-regions-of-ionizing-detectors-detector-voltage\/townsend-avalanche\/\"><strong>Townsend-Lawinen<\/strong><\/a>\u00a0bekannten Effekt\u00a0, der einen einzigen gro\u00dfen elektrischen Impuls erzeugt.\u00a0Gasproportionalz\u00e4hler arbeiten \u00fcblicherweise in hohen elektrischen Feldern in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von 10 kV \/ cm und erzielen typische<strong>Verst\u00e4rkungsfaktoren von etwa 10\u00a0<sup>5<\/sup><\/strong>\u00a0.\u00a0Da der Verst\u00e4rkungsfaktor stark von der angelegten Spannung abh\u00e4ngt, ist die gesammelte Ladung (Ausgangssignal) auch von der angelegten Spannung abh\u00e4ngig und Proportionalz\u00e4hler ben\u00f6tigen eine konstante Spannung.<\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Gaseous-Ionization-Detectors-Regions-min.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-26092 alignright lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Gaseous-Ionization-Detectors-Regions-min-300x177.png\" alt=\"Gasionisationsdetektoren - Regionen\" width=\"300\" height=\"177\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Gaseous-Ionization-Detectors-Regions-min-300x177.png\" \/><\/a><\/p>\n<p>Dies ist ein subtiler, aber wichtiger Unterschied zwischen\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/gaseous-ionization-detector\/ionization-chamber-ion-chamber\/\">Ionisationskammern<\/a>\u00a0und\u00a0<strong>Proportionalz\u00e4hlern<\/strong>\u00a0.\u00a0Eine Ionisationskammer erzeugt einen Strom, der proportional zur Anzahl der pro Sekunde gesammelten Elektronen ist.\u00a0Dieser Strom wird gemittelt und verwendet, um einen Anzeigewert in Bq oder \u03bcSv \/ h zu steuern.\u00a0<strong>Proportionalz\u00e4hler<\/strong>\u00a0funktionieren auf diese Weise nicht.\u00a0Stattdessen verst\u00e4rken sie jeden der einzelnen Ionisationsst\u00f6\u00dfe, sodass jedes Ionisationsereignis separat erfasst wird.\u00a0Sie messen daher die Anzahl der ionisierenden Ereignisse (weshalb sie als Z\u00e4hler bezeichnet werden).<\/p>\n<p>Der Prozess der Ladungsverst\u00e4rkung verbessert das\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/detectors-of-ionization-radiation\/signal-to-noise-ratio\/\">Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis<\/a>\u00a0des Detektors\u00a0erheblich\u00a0und verringert die erforderliche nachfolgende elektronische Verst\u00e4rkung.\u00a0Wenn Instrumente im Proportionalbereich betrieben\u00a0<strong>werden, muss<\/strong>\u00a0die\u00a0<strong>Spannung konstant gehalten werden<\/strong>\u00a0.\u00a0Bleibt eine Spannung konstant, \u00e4ndert sich auch der Gasverst\u00e4rkungsfaktor nicht.\u00a0Proportionalz\u00e4hler sind sehr empfindlich gegen geringe Strahlung.\u00a0Durch geeignete funktionale Anordnungen, Modifikationen und Vorspannungen kann der Proportionalz\u00e4hler verwendet werden, um Alpha-, Beta-, Gamma- oder Neutronenstrahlung in gemischten Strahlungsfeldern zu erfassen.\u00a0Au\u00dferdem k\u00f6nnen Proportionalz\u00e4hler\u00a0<strong>Partikel identifizieren<\/strong>und Energiemessung (Spektroskopie).\u00a0Die Impulsh\u00f6he reflektiert die von der einfallenden Strahlung im Detektorgas abgelagerte Energie.\u00a0Somit ist es m\u00f6glich, die gr\u00f6\u00dferen Impulse, die von\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\">Alphateilchen erzeugt werden,<\/a>\u00a0von den kleineren Impulsen zu unterscheiden, die von\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/\">Betateilchen<\/a>\u00a0oder\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/photon\/gamma-ray\/\">Gammastrahlen erzeugt werden<\/a>\u00a0.<\/p>\n<p>W\u00e4hrend Ionisationskammern im Strom- oder Impulsmodus betrieben werden k\u00f6nnen, werden im Impulsmodus fast immer Proportionalz\u00e4hler oder Geigerz\u00e4hler verwendet.\u00a0Detektoren f\u00fcr ionisierende Strahlung k\u00f6nnen sowohl zur Aktivit\u00e4tsmessung als auch zur Dosismessung eingesetzt werden.\u00a0Mit dem Wissen \u00fcber die Energie, die zur Bildung eines Ionenpaares ben\u00f6tigt wird, kann die Dosis erhalten werden.<\/p>\n<p>Argon und Helium sind die am h\u00e4ufigsten verwendeten F\u00fcllgase und erm\u00f6glichen den Nachweis von Alpha-, Beta- und Gammastrahlung.\u00a0Zum Nachweis von Neutronen sind He-3 und BF\u00a0<sub>3<\/sub>\u00a0(Bortrifluorid) die am h\u00e4ufigsten verwendeten Gase.\u00a0F\u00fcr spezielle Zwecke wurden andere Gasgemische verwendet, wie beispielsweise ein gewebe\u00e4quivalentes Gasgemisch, das aus 64,4% Methan, 32,4% Kohlendioxid und 3,2% Stickstoff besteht.<\/p>\n<p>Siehe auch:\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/gaseous-ionization-detector\/proportional-counter-proportional-detector\/advantages-and-disadvantages-of-proportional-counters\/\">Vor- und Nachteile von Proportionalz\u00e4hlern<\/a><\/p>\n<div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-plus su-spoiler-closed\">\n<div class=\"su-spoiler-content su-u-clearfix su-u-trim\"><\/div>\n<\/div>\n<h2><span>Grundprinzip der Proportionalz\u00e4hler<\/span><\/h2>\n<figure id=\"attachment_26093\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-26093\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Detector-of-Ionizing-Radiation-basic-scheme-min.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"wp-image-26093 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Detector-of-Ionizing-Radiation-basic-scheme-min.png\" alt=\"Detektor f\u00fcr ionisierende Strahlung - Grundschema\" width=\"395\" height=\"643\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Detector-of-Ionizing-Radiation-basic-scheme-min.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-26093\" class=\"wp-caption-text\"><span>Detektoren ionisierender Strahlung bestehen aus zwei Teilen, die normalerweise miteinander verbunden sind.\u00a0Der erste Teil besteht aus einem empfindlichen Material, das aus einer Verbindung besteht, die sich bei Bestrahlung ver\u00e4ndert.\u00a0Die andere Komponente ist ein Ger\u00e4t, das diese \u00c4nderungen in messbare Signale umwandelt.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><span>Der Proportionalz\u00e4hler hat eine Kathode und eine Anode, die auf einer Spannung (\u00fcber 1000 V) gehalten werden, und die Vorrichtung ist durch eine Kapazit\u00e4t gekennzeichnet, die durch die Geometrie der Elektroden bestimmt wird.\u00a0In einem Proportionalz\u00e4hler ist das F\u00fcllgas der Kammer ein Inertgas, das durch einfallende Strahlung ionisiert wird, und ein L\u00f6schgas, um sicherzustellen, dass jede Impulsentladung endet;\u00a0Eine \u00fcbliche Mischung ist 90% Argon, 10% Methan, bekannt als P-10.<\/span><\/p>\n<p><span>Wenn\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radiation\/ionizing-radiation\/\"><span>ionisierende Strahlung<\/span><\/a><span>\u00a0zwischen den Elektroden in das Gas eintritt, wird eine endliche Anzahl von Ionenpaaren gebildet.\u00a0In Luft betr\u00e4gt die durchschnittliche Energie, die zur Erzeugung eines Ions ben\u00f6tigt wird, ungef\u00e4hr 34 eV, daher erzeugt eine 1 MeV-Strahlung, die vollst\u00e4ndig im Detektor absorbiert ist, ungef\u00e4hr 3 \u00d7 10\u00a0<\/span><sup><span>4<\/span><\/sup><span>Ionenpaar.\u00a0Das Verhalten der resultierenden Ionenpaare wird durch den Potentialgradienten des elektrischen Feldes innerhalb des Gases und die Art und den Druck des F\u00fcllgases beeinflusst.\u00a0Unter dem Einfluss des elektrischen Feldes bewegen sich die positiven Ionen zur negativ geladenen Elektrode (\u00e4u\u00dferer Zylinder) und die negativen Ionen (Elektronen) zur positiven Elektrode (zentraler Draht).\u00a0Das elektrische Feld in diesem Bereich verhindert, dass sich die Ionen mit den Elektronen rekombinieren.\u00a0In unmittelbarer N\u00e4he des Anodendrahtes wird die Feldst\u00e4rke gro\u00df genug, um\u00a0<strong>Townsend-Lawinen<\/strong>\u00a0zu erzeugen<\/span><span>.\u00a0Dieser Lawinenbereich tritt nur Bruchteile eines Millimeters vom Anodendraht entfernt auf, der selbst einen sehr kleinen Durchmesser hat.\u00a0Dies dient dazu, den Multiplikationseffekt der von jedem Ionenpaar erzeugten Lawine zu nutzen.\u00a0Dies ist die Lawinenregion.\u00a0Ein wichtiges Entwurfsziel ist, dass jedes urspr\u00fcngliche ionisierende Ereignis aufgrund einfallender Strahlung nur eine Lawine erzeugt.\u00a0Gasverst\u00e4rkungsfaktoren k\u00f6nnen von Eins im Ionisationsbereich bis\u00a0<\/span><strong><span>10\u00a0<\/span><sup><span>3<\/span><\/sup><span>\u00a0oder 10\u00a0<\/span><sup><span>4<\/span><\/sup><span>\u00a0im Proportionalbereich<\/span><\/strong><span>\u00a0reichen\u00a0.\u00a0Der hohe Verst\u00e4rkungsfaktor des Proportionalz\u00e4hlers ist der Hauptvorteil gegen\u00fcber der Ionisationskammer.<\/span><\/p>\n<p><span>Die Sammlung all dieser Elektronen erzeugt eine Ladung an den Elektroden und einen elektrischen Impuls \u00fcber die Detektionsschaltung.\u00a0Jeder Impuls entspricht einer Gammastrahl- oder Partikelwechselwirkung.\u00a0Die Impulsh\u00f6he ist proportional zur Anzahl der urspr\u00fcnglich erzeugten Elektronen.\u00a0In diesem Fall wird die Impulsh\u00f6he jedoch vom Detektor erheblich verst\u00e4rkt.\u00a0Der Proportionalit\u00e4tsfaktor ist in diesem Fall der Gasverst\u00e4rkungsfaktor.\u00a0Die Anzahl der erzeugten Elektronen ist proportional zur Energie des einfallenden Teilchens.\u00a0Proportionalz\u00e4hler sind daher in der Lage, Partikel zu identifizieren und Energie zu messen (Spektroskopie).\u00a0Durch Analyse der Impulsh\u00f6he k\u00f6nnen unterschiedliche Strahlungsenergien und unterschiedliche Strahlungstypen unterschieden werden, da sie sich in der Prim\u00e4rionisation signifikant unterscheiden (Low-LET vs. High-LET).<\/span><\/p>\n<p><span>Der Aufbau der Ionisationskammer unterscheidet sich vom Proportionalz\u00e4hler.\u00a0Das flache Plattendesign wird f\u00fcr Ionisationskammern bevorzugt, oder konzentrische Zylinder k\u00f6nnen bei der Konstruktion verwendet werden, um die Integration von Impulsen zu erm\u00f6glichen, die durch die einfallende Strahlung erzeugt werden.\u00a0Proportionalz\u00e4hler und Geigerz\u00e4hler verwenden normalerweise Zylinder und Zentralelektrode.\u00a0Der Proportionalz\u00e4hler w\u00fcrde eine so genaue Steuerung des elektrischen Feldes zwischen den Elektroden erfordern, dass dies nicht praktikabel w\u00e4re.<\/span><\/p>\n<h2><span>Abschrecken &#8211; Proportionalz\u00e4hler<\/span><\/h2>\n<p><span>In einem Proportionalz\u00e4hler ist das F\u00fcllgas der Kammer ein Inertgas, das durch einfallende Strahlung ionisiert wird, und ein L\u00f6schgas, um sicherzustellen, dass jede Impulsentladung endet;\u00a0Eine \u00fcbliche Mischung ist 90% Argon, 10% Methan, bekannt als P-10.<\/span><\/p>\n<p><span>F\u00fcr jedes in der Kammer gesammelte Elektron bleibt ein positiv geladenes Gasion \u00fcbrig.\u00a0Diese Gasionen sind im Vergleich zu einem Elektron schwer und bewegen sich viel langsamer.\u00a0Freie Elektronen sind viel leichter als die positiven Ionen, daher werden sie viel schneller zur positiven Zentralelektrode gezogen als die positiven Ionen zur Kammerwand.\u00a0Die resultierende Wolke positiver Ionen in der N\u00e4he der Elektrode f\u00fchrt zu Verzerrungen bei der Gasvermehrung.\u00a0Schlie\u00dflich bewegen sich die positiven Ionen vom positiv geladenen zentralen Draht zur negativ geladenen Wand und werden durch Gewinnung eines Elektrons neutralisiert.\u00a0Dabei wird etwas Energie abgegeben, die eine zus\u00e4tzliche Ionisierung der Gasatome bewirkt.\u00a0Die durch diese Ionisation erzeugten Elektronen bewegen sich in Richtung des zentralen Drahtes und werden unterwegs multipliziert.\u00a0Dieser Ladungsimpuls steht in keinem Zusammenhang mit der zu erfassenden Strahlung und kann eine Reihe von Impulsen ausl\u00f6sen.\u00a0In der Praxis wird die Beendigung der Lawine durch den Einsatz von \u201e<\/span><strong><span>L\u00f6schtechniken<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>Die L\u00f6schgasmolek\u00fcle haben eine schw\u00e4chere Affinit\u00e4t zu Elektronen als das Kammergas;\u00a0Daher nehmen die ionisierten Atome des Kammergases leicht Elektronen aus den L\u00f6schgasmolek\u00fclen auf.\u00a0Somit erreichen die ionisierten L\u00f6schgasmolek\u00fcle anstelle des Kammergases die Kammerwand.\u00a0Die ionisierten Molek\u00fcle des L\u00f6schgases werden durch Gewinnung eines Elektrons neutralisiert, und die freigesetzte Energie bewirkt keine weitere Ionisierung, sondern eine Dissoziation des Molek\u00fcls.<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Sonderreferenz:\u00a0<\/span><\/strong><strong><span>US-Ministerium f\u00fcr Energie, Instrumantation und Kontrolle.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Band 2 vom 2. Juni 1992.<\/span><\/strong><\/p>\n<h2><span>Detektion von Alpha, Beta und Gammastrahlung mit Proportionalz\u00e4hler<\/span><\/h2>\n<p><strong><span>Proportionalz\u00e4hler<\/span><\/strong><span>\u00a0in Form von gro\u00dffl\u00e4chigen planaren Detektoren werden h\u00e4ufig zur \u00dcberpr\u00fcfung auf\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-protection\/protection-from-exposures\/radioactive-contamination\/\"><span>radioaktive Kontamination verwendet<\/span><\/a><span>auf Personal, ebenen Fl\u00e4chen, Werkzeugen und Kleidungsst\u00fccken.\u00a0Proportionalz\u00e4hler werden normalerweise zum Erfassen von Alpha- und Betateilchen verwendet und k\u00f6nnen eine Unterscheidung zwischen ihnen erm\u00f6glichen, indem eine Impulsausgabe bereitgestellt wird, die proportional zu der von jedem Teilchen in der Kammer abgelagerten Energie ist.\u00a0Sie haben eine hohe Effizienz f\u00fcr Beta, aber eine niedrigere f\u00fcr Alpha.\u00a0Damit Alpha- und Betateilchen von Proportionalz\u00e4hlern erfasst werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen sie mit einem d\u00fcnnen Fenster versehen sein.\u00a0Dieses \u201eEndfenster\u201c muss d\u00fcnn genug sein, damit die Alpha- und Betateilchen eindringen k\u00f6nnen.\u00a0Ein Fenster mit nahezu beliebiger Dicke verhindert jedoch, dass ein Alpha-Partikel in die Kammer gelangt.\u00a0Das Fenster wird in der Regel aus Glimmer mit einer Dichte von etwa gemacht 1,5 bis 2,0 mg \/ cm\u00a0<\/span><sup><span>2<\/span><\/sup><span>\u00a0niederenergetische Beta &#8211;\u00a0Teilchen (beispielsweise von erm\u00f6glichen\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-protection\/sources-of-radiation\/cosmogenic-radionuclides\/carbon-14-production-properties-decay\/\"><span>Kohlenstoff-14<\/span><\/a><span>), um den Detektor zu betreten.\u00a0Die Effizienzreduzierung f\u00fcr Alpha ist auf den D\u00e4mpfungseffekt des Endfensters zur\u00fcckzuf\u00fchren, obwohl der Abstand von der zu pr\u00fcfenden Oberfl\u00e4che ebenfalls einen signifikanten Effekt hat. Idealerweise sollte eine Alpha-Strahlungsquelle aufgrund der D\u00e4mpfung in der Luft weniger als 10 mm vom Detektor entfernt sein.<\/span><\/p>\n<p><span>Gammastrahlen haben nur sehr geringe Probleme, die Metallw\u00e4nde der Kammer zu durchdringen.\u00a0Daher k\u00f6nnen Proportionalz\u00e4hler verwendet werden, um Gammastrahlung und R\u00f6ntgenstrahlen (d\u00fcnnwandige R\u00f6hren) zu erfassen, die zusammen als Photonen bekannt sind, und hierf\u00fcr wird die fensterlose R\u00f6hre verwendet.<\/span><\/p>\n<p><span>Der Hauptnachteil bei der Verwendung von Proportionalz\u00e4hlern in tragbaren Instrumenten besteht darin, dass sie eine sehr stabile Stromversorgung und einen Verst\u00e4rker ben\u00f6tigen, um konstante Betriebsbedingungen (in der Mitte des Proportionalbereichs) zu gew\u00e4hrleisten.\u00a0Dies ist in einem tragbaren Instrument schwer vorzusehen, und deshalb werden Proportionalz\u00e4hler eher in festen oder Laborinstrumenten verwendet.<\/span><\/p>\n<h3><span>Proportionalz\u00e4hler &#8211; Spektroskopie<\/span><\/h3>\n<p><span>Im Allgemeinen sind Spektroskope Vorrichtungen zum Messen der spektralen Leistungsverteilung einer Quelle.\u00a0Die einfallende Strahlung erzeugt ein Signal, mit dem die Energie des einfallenden Partikels bestimmt werden kann.<\/span><\/p>\n<figure id=\"attachment_26104\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-26104\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Gamma-Spectroscopy-principles.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-26104 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Gamma-Spectroscopy-principles-300x210.png\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"210\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Gamma-Spectroscopy-principles-300x210.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-26104\" class=\"wp-caption-text\"><span>Quelle: wikipedia.org Lizenz: Public Domain<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><span>In\u00a0<\/span><strong><span>Proportionalz\u00e4hlern<\/span><\/strong><span>\u00a0ist die Anzahl der erzeugten Elektronen proportional zur Energie und Art des einfallenden Teilchens.\u00a0Proportionalz\u00e4hler sind daher in der Lage, Partikel zu identifizieren und Energie zu messen (Spektroskopie).\u00a0Durch Analyse der Impulsh\u00f6he k\u00f6nnen unterschiedliche Strahlungsenergien und unterschiedliche Strahlungstypen unterschieden werden, da sie sich in der Prim\u00e4rionisation signifikant unterscheiden (Low-LET vs. High-LET).\u00a0Proportionalz\u00e4hler k\u00f6nnen beispielsweise verwendet werden, um ein\u00a0<\/span><strong><span>Spektrum von Alpha-Strahlungen<\/span><\/strong><span>\u00a0oder ein\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/spectrum-beta-particles\/\"><strong>Spektrum von Beta-Partikeln<\/strong><\/a>\u00a0zu analysieren<\/span><span>.\u00a0Die Energieaufl\u00f6sung eines Proportionalz\u00e4hlers ist jedoch begrenzt, da sowohl das anf\u00e4ngliche Ionisationsereignis als auch das nachfolgende &#8222;Multiplikations&#8220; -Ereignis statistischen Schwankungen unterliegen, die durch eine Standardabweichung gekennzeichnet sind, die der Quadratwurzel der gebildeten Durchschnittszahl entspricht.<\/span><\/p>\n<p><span>Ein gro\u00dfvolumiger sph\u00e4rischer Proportionalz\u00e4hler kann f\u00fcr Neutronenmessungen verwendet werden.\u00a0Das reine N\u00a0<\/span><sub><span>2<\/span><\/sub><span>\u00a0-Gas wird f\u00fcr die thermische und\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.sciencedirect.com\/topics\/physics-and-astronomy\/fast-neutrons\"><span>schnelle Neutronendetektion untersucht<\/span><\/a><span>\u00a0und bietet einen neuen Weg f\u00fcr die Neutronenspektroskopie.\u00a0Die Neutronen werden \u00fcber die\u00a0<\/span><strong><sup><span>14<\/span><\/sup><span>\u00a0N (n, p)\u00a0<\/span><sup><span>14<\/span><\/sup><span>\u00a0C-<\/span><\/strong><span>\u00a0und\u00a0<\/span><strong><sup><span>14<\/span><\/sup><span>\u00a0N (n, \u03b1)\u00a0<\/span><sup><span>11<\/span><\/sup><span>\u00a0B-<\/span><\/strong><span>\u00a0Reaktionen nachgewiesen.<\/span><\/p>\n<p><span>Es ist zu beachten, dass f\u00fcr die Gammaspektrometrie die h\u00e4ufigsten Detektoren Natriumiodid (NaI) -Szintillationsz\u00e4hler und hochreine Germaniumdetektoren umfassen.<\/span><\/p>\n<h3><span>Mehrdraht-Proportionalkammer &#8211; MWPC<\/span><\/h3>\n<p><span>Eine\u00a0<\/span><strong><span>Mehrdraht-Proportionalkammer<\/span><\/strong><span>\u00a0ist eine Art Proportionalz\u00e4hler, der insbesondere in der Hochenergie-Teilchenphysik zum Erfassen geladener Teilchen und Photonen verwendet wird und Positionsinformationen \u00fcber ihre Flugbahn liefern kann.\u00a0Dieses Ger\u00e4t wurde von Georges Charpak und seinen Mitarbeitern entwickelt.\u00a0Diese Erfindung f\u00fchrte dazu, dass er 1992 den Nobelpreis f\u00fcr Physik erhielt. Die Mehrdrahtkammer verwendet eine Reihe von Hochspannungsdr\u00e4hten (Anode), die durch eine Kammer mit auf Erdpotential gehaltenen leitenden W\u00e4nden (Kathode) verlaufen.\u00a0Das Prinzip besteht darin, eine Ebene von Anodendr\u00e4hten mit typischen Drahtabst\u00e4nden von etwa 2 mm genau zu positionieren.\u00a0Durch Berechnen von Impulsen aus allen Dr\u00e4hten kann die Teilchenbahn gefunden werden.<\/span><\/p>\n<h3><span>Detektion von Neutronen mit Proportionalz\u00e4hler<\/span><\/h3>\n<p><span>Da die Neutronen\u00a0<\/span><strong><span>elektrisch neutrale Teilchen sind, sind<\/span><\/strong><span>\u00a0sie haupts\u00e4chlich starken Kernkr\u00e4ften ausgesetzt, nicht jedoch elektrischen Kr\u00e4ften.\u00a0Daher\u00a0<\/span><strong><span>ionisieren<\/span><\/strong><span>\u00a0Neutronen\u00a0<strong>nicht direkt<\/strong>\u00a0und m\u00fcssen normalerweise\u00a0in geladene Teilchen\u00a0<\/span><strong><span>umgewandelt<\/span><\/strong><span>\u00a0werden, bevor sie nachgewiesen werden k\u00f6nnen.\u00a0Im Allgemeinen muss jeder Neutronendetektortyp mit einem Konverter (um Neutronenstrahlung in gemeinsame nachweisbare Strahlung umzuwandeln) und einem der herk\u00f6mmlichen Strahlungsdetektoren (Szintillationsdetektor, Gasdetektor, Halbleiterdetektor usw.) ausgestattet sein.<\/span><\/p>\n<p><span>Proportionalz\u00e4hler werden h\u00e4ufig als Detektionsvorrichtung f\u00fcr geladene Teilchen verwendet.\u00a0In Kernkraftwerken\u00a0werden normalerweise\u00a0gasgef\u00fcllte (BF\u00a0<\/span><sub><span>3<\/span><\/sub><span>\u00a0) Proportionalz\u00e4hler als Quellenbereichsdetektoren verwendet.\u00a0Diese Detektoren verwenden\u00a0anstelle von Luft in der Kammer\u00a0das Gas Bortrifluorid (BF\u00a0<\/span><sub><span>3<\/span><\/sub><span>\u00a0).\u00a0Die ankommenden Neutronen produzieren Alpha-Teilchen, wenn sie mit den Boratomen im Detektorgas reagieren.\u00a0Die meisten (n, alpha) -Reaktionen von thermischen Neutronen sind\u00a0<\/span><strong><span>10B (n, alpha) 7Li-<\/span><\/strong><span>\u00a0Reaktionen, die von einer\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/photon\/gamma-ray\/\"><span>Gamma-Emission<\/span><\/a><span>\u00a0von 0,48 MeV begleitet werden\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Boron-neutron-reaction.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"aligncenter size-full wp-image-12477 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Boron-neutron-reaction.png\" alt=\"(n, alpha) -Reaktionen von 10B\" width=\"665\" height=\"99\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Boron-neutron-reaction.png\" \/><\/a><\/p>\n<p><span>Dar\u00fcber hinaus weist das Isotop\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/glossary\/boron-10\/\"><span>Bor-10<\/span><\/a><span>\u00a0einen hohen (n, alpha) Reaktionsquerschnitt entlang des gesamten\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/neutron\/neutron-energy\/\"><span>Neutronenenergiespektrums auf<\/span><\/a><span>\u00a0.\u00a0Das Alpha-Teilchen verursacht eine Ionisierung innerhalb der Kammer, und ausgesto\u00dfene Elektronen verursachen weitere sekund\u00e4re Ionisierungen.<\/span><\/p>\n<p><span>Der proportionale Z\u00e4hlerausgang hat die Form eines Impulses f\u00fcr jedes ionisierende Ereignis;\u00a0Daher gibt es eine Reihe von zuf\u00e4lligen Impulsen unterschiedlicher Gr\u00f6\u00dfe, die Neutronen- und Gamma-Ionisierungsereignisse darstellen.\u00a0Die Impulsh\u00f6he betr\u00e4gt m\u00f6glicherweise nur wenige Millivolt, was zu niedrig ist, um ohne Verst\u00e4rkung direkt verwendet zu werden.\u00a0Der Diskriminator schlie\u00dft den Durchgang von Impulsen aus, die kleiner als ein vorbestimmtes Niveau sind.\u00a0Die Funktion des Diskriminators besteht darin, Rauschen und Gamma-Impulse auszuschlie\u00dfen, deren Gr\u00f6\u00dfe geringer ist als die von Neutronenimpulsen.<\/span><\/p>\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>Der Proportionalz\u00e4hler, auch als Proportionaldetektor bezeichnet, ist ein elektrisches Ger\u00e4t, das verschiedene Arten von ionisierender Strahlung erfasst. Die Spannung des Detektors wird so eingestellt, dass die Bedingungen dem proportionalen Bereich entsprechen. Strahlendosimetrie Ein\u00a0\u00a0Proportionalz\u00e4hler\u00a0, auch als\u00a0Proportionaldetektor bezeichnet\u00a0, ist ein elektrisches Ger\u00e4t, das verschiedene Arten von ionisierender Strahlung erfasst.\u00a0Die Spannung des Detektors wird so eingestellt, dass die &#8230; <a title=\"Was ist Proportionalz\u00e4hler &#8211; Proportionaldetektor &#8211; Definition\" class=\"read-more\" href=\"http:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-proportionalzahler-proportionaldetektor-definition\/\" aria-label=\"Mehr dazu unter Was ist Proportionalz\u00e4hler &#8211; Proportionaldetektor &#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 Proportionalz\u00e4hler - Proportionaldetektor - Definition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Der Proportionalz\u00e4hler, auch als Proportionaldetektor bezeichnet, ist ein elektrisches Ger\u00e4t, das verschiedene Arten von ionisierender Strahlung erfasst. 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