Was ist Geiger-Müller-Region – Ionisationsdetektor – Definition

In der Geiger-Müller-Region ist die Spannung und damit das elektrische Feld so stark, dass Sekundärlawinen auftreten können. Diese Lawinen können durch Photonen ausgelöst und verbreitet werden, die von Atomen emittiert werden, die in der ursprünglichen Lawine angeregt wurden. Strahlendosimetrie
Detektor für ionisierende Strahlung - Geigerrohr
Detektor für ionisierende Strahlung – Geigerrohr

Die Beziehung zwischen der angelegten Spannung und der Impulshöhe in einem Detektor ist sehr komplex. Die Impulshöhe und die Anzahl der gesammelten Ionenpaare stehen in direktem Zusammenhang. Wie geschrieben wurde, können die Spannungen in Abhängigkeit von der Detektorgeometrie und dem Gastyp und -druck stark variieren. Die Abbildung zeigt schematisch die verschiedenen Spannungsbereiche für Alpha-, Beta- und Gammastrahlen. Es gibt sechs praktische Hauptbetriebsbereiche, in denen drei (Ionisations-, Proportional- und Geiger-Müller-Bereich) nützlich sind, um ionisierende Strahlung zu erfassen. Diese Anforderungen sind nachstehend aufgeführt. Die Alpha-Kurve ist aufgrund der größeren Anzahl von Ionenpaaren, die durch die anfängliche Reaktion der einfallenden Strahlung erzeugt werden, höher als die Beta-und Gamma-Kurve vom Rekombinationsbereich zum Teil des begrenzten Proportionalitätsbereichs.

Gasionisationsdetektoren - Regionen
Dieses Diagramm zeigt die Anzahl der im gasgefüllten Detektor erzeugten Ionenpaare, die je nach angelegter Spannung für konstant einfallende Strahlung variiert. Die Spannungen können in Abhängigkeit von der Detektorgeometrie und der Gasart und dem Druck stark variieren. Diese Abbildung zeigt schematisch die verschiedenen Spannungsbereiche für Alpha-, Beta- und Gammastrahlen. Es gibt sechs praktische Hauptbetriebsbereiche, in denen drei (Ionisations-, Proportional- und Geiger-Müller-Bereich) nützlich sind, um ionisierende Strahlung zu erfassen. Alphateilchen sind ionisierender als Betateilchen und als Gammastrahlen, so dass durch Alpha mehr Strom in der Ionenkammerregion erzeugt wird als durch Beta und Gamma, aber die Teilchen können nicht unterschieden werden. Alphateilchen produzieren im proportionalen Zählbereich mehr Strom als Beta. Durch die Art der Proportionalzählung ist es jedoch möglich, Alpha-, Beta- und Gammapulse zu unterscheiden. In der Geigerregion gibt es keine Unterscheidung zwischen Alpha und Beta, da ein einzelnes Ionisationsereignis im Gas zur gleichen Stromabgabe führt.
Visualisierung der Ausbreitung von Townsend-Lawinen mittels UV-Photonen. Quelle: wikpedia.org Lizenz: CC BY-SA 3.0

Geiger-Müller-Region

In der Geiger-Müller-Region ist die Spannung und damit das elektrische Feld so stark, dass Sekundärlawinen auftreten können. Diese Lawinen können durch Photonen ausgelöst und verbreitet werden, die von Atomen emittiert werden, die in der ursprünglichen Lawine angeregt wurden. Da diese Photonen nicht durch das elektrische Feld beeinflusst werden, können sie weit (z. B. seitlich zur Achse) von der Primärlawine wechselwirken, wobei die gesamte Geigerröhre am Prozess beteiligt ist. Ein starkes Signal (der Verstärkungsfaktor kann ca. 10 10 erreichen) wird durch diese Lawinen mit Form und Höhe unabhängig von der Primärionisation und der Energie des detektierten Photons erzeugt. Detektoren, die im Geiger-Müller-Gebiet betrieben werden, können sowohl Gammastrahlen als auch alle Arten geladener Teilchen detektieren, die in den Detektor eindringen können. Diese Detektoren werden als Geigerzähler bezeichnet . Der Hauptvorteil dieser Instrumente besteht darin, dass sie normalerweise keine Signalverstärker benötigen. Da sich die positiven Ionen nicht weit vom Lawinengebiet entfernen, stört eine positiv geladene Ionenwolke das elektrische Feld und beendet den Lawinenprozess. In der Praxis wird die Beendigung der Lawine durch den Einsatz von „ Quenching “ verbessertTechniken. Im Gegensatz zu Proportionalzählern kann die Energie oder auch einfallende Strahlung nicht von Geigerzählern unterschieden werden, da das Ausgangssignal unabhängig von Menge und Art der ursprünglichen Ionisation ist.

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