Was ist der Nachweis von Alpha-, Beta- und Gammastrahlung mittels Geiger-Müller-Zähler – Definition?

Der Geigerzähler , auch als Geiger-Müller-Zähler bekannt , ist ein elektrisches Gerät, das verschiedene Arten von ionisierender Strahlung erfasst . Dieses Gerät ist nach den beiden Physikern benannt, die 1928 den Zähler erfanden. Müller war Schüler von Hans Geiger.  Der Geigerzähler wird häufig in Anwendungen wie der Strahlendosimetrie, dem Strahlenschutz , der Experimentalphysik und der Nuklearindustrie eingesetzt. Ein Geigerzähler besteht aus einer Geiger-Müller-Röhre (dem Sensorelement, das die Strahlung erfasst) und der Verarbeitungselektronik, die das Ergebnis anzeigt.

Der Geigerzähler kann ionisierende Strahlung wie Alpha-  und  Betateilchen ,  Neutronen und  Gammastrahlen  mithilfe des Ionisationseffekts erfassen , der in einer Geiger-Müller-Röhre erzeugt wird, die dem Instrument ihren Namen gibt. Die Spannung des Detektors wird so eingestellt, dass die Bedingungen der Geiger-Müller-Region entsprechen .

Nachweis von Alpha-, Beta- und Gammastrahlung mittels Geiger-Müller-Zähler

Geigerzähler werden hauptsächlich für tragbare Instrumente verwendet, da sie empfindlich sind, über eine einfache Zählschaltung verfügen und geringe Strahlungswerte erfassen können. Geigerzähler werden wahrscheinlich hauptsächlich für die Einzelpartikeldetektion eingesetzt, sie sind jedoch auch in Gammamessgeräten zu finden. Sie sind in der Lage, nahezu alle Arten von Strahlung zu erfassen, es gibt jedoch geringfügige Unterschiede in der Geiger-Müller-Röhre. Die Geiger-Müller-Röhre erzeugt jedoch eine Impulsausgabe, die für alle erfassten Strahlen gleich groß ist, so dass ein Geigerzähler mit einer Endfensterröhre nicht zwischen Alpha- und Betateilchen unterscheiden kann.

Es gibt zwei Haupttypen der Geigerrohrkonstruktion :

• Typ des Endfensters . Damit Alpha- und Betateilchen von Geigerzählern erkannt werden können, müssen sie mit einem dünnen Fenster versehen werden . Dieses „ Endfenster “ muss dünn genug sein, damit die Alpha- und Betateilchen eindringen können. Ein fast beliebig dickes Fenster verhindert jedoch, dass Alpha-Partikel in die Kammer gelangen. Das Fenster wird in der Regel von Glimmer mit einer Dichte von etwa aus 1,5 bis 2,0 mg / cm ²Damit Beta-Partikel mit niedriger Energie (z. B. aus Kohlenstoff-14) in den Detektor gelangen können. Die Effizienzminderung für Alpha ist auf den Dämpfungseffekt des Endfensters zurückzuführen, obwohl der Abstand von der zu prüfenden Oberfläche ebenfalls einen signifikanten Effekt hat. Aufgrund der Luftdämpfung sollte eine Alpha-Strahlungsquelle idealerweise weniger als 10 mm vom Detektor entfernt sein.
• Fensterloser Typ . Gammastrahlen haben kaum Probleme, die Metallwände der Kammer zu durchdringen. Daher können Geigerzähler verwendet werden, um Gammastrahlung und Röntgenstrahlen (dünnwandige Röhren) zu erfassen, die zusammen als Photonen bekannt sind, und hierfür wird die fensterlose Röhre verwendet.
  • Ein dickwandiges Rohr wird für die Detektion von Gammastrahlung oberhalb von Energien von ungefähr 25 KeV verwendet. Dieser Typ hat im Allgemeinen eine Gesamtwandstärke von ungefähr 1-2 mm Chromstahl.
  • Eine dünnwandige Röhre wird für energiearme Photonen (Röntgen- oder Gammastrahlen) und energiereiche Beta-Partikel verwendet. Der Übergang von dünnwandiger zu dickwandiger Ausführung erfolgt bei einer Energie von 300–400 keV. Über diesen Niveaus werden dickwandige Konstruktionen verwendet, und unter diesen Niveaus ist der direkte Gasionisationseffekt vorherrschend.

Manchmal wird ein „Pfannkuchen“ -Design der Geiger-Müller-Röhre bevorzugt. Dieser Detektor ist eine flache Geigerröhre mit einem dünnen Glimmerfenster größerer Fläche. Flache Geiger-Röhren wie diese werden als „Pancake“ -Röhren bezeichnet. Solche Rohre sind zum Schutz mit einem Drahtgitter versehen. Diese Konstruktion bietet einen größeren Erfassungsbereich und damit eine höhere Effizienz, um die Überprüfung zu beschleunigen. Der Druck der Atmosphäre gegen den niedrigen Druck des Füllgases begrenzt jedoch die Fenstergröße aufgrund der begrenzten Festigkeit der Fenstermembran.