{"id":12642,"date":"2019-12-17T21:56:13","date_gmt":"2019-12-17T21:56:13","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-die-detektion-von-direkt-ionisierender-strahlung\/"},"modified":"2020-07-07T11:41:02","modified_gmt":"2020-07-07T11:41:02","slug":"was-ist-die-detektion-von-direkt-ionisierender-strahlung","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-die-detektion-von-direkt-ionisierender-strahlung\/","title":{"rendered":"Was ist die Detektion von direkt ionisierender Strahlung?"},"content":{"rendered":"
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Detektion direkt ionisierender Strahlung.\u00a0Geladene Teilchen (Atomkerne, Elektronen, Positronen, Protonen, Myonen usw.) k\u00f6nnen Atome durch fundamentale Wechselwirkung durch die Coulomb-Kraft direkt ionisieren.\u00a0Strahlendosimetrie<\/div>\n<\/div>\n
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Geladene Teilchen (\u00a0Atomkerne, Elektronen, Positronen, Protonen, Myonen usw.<\/strong>\u00a0) k\u00f6nnen Atome durch fundamentale Wechselwirkung durch die Coulomb-Kraft direkt ionisieren, wenn sie \u00fcber ausreichende kinetische Energie verf\u00fcgen.\u00a0Diese Teilchen m\u00fcssen sich mit relativistischen Geschwindigkeiten bewegen, um die erforderliche kinetische Energie zu erreichen.\u00a0Sogar Photonen (Gammastrahlen und R\u00f6ntgenstrahlen) k\u00f6nnen Atome durch den photoelektrischen Effekt und den Compton-Effekt direkt ionisieren (obwohl sie elektrisch neutral sind), die sekund\u00e4re (indirekte) Ionisierung ist jedoch viel bedeutender.<\/p>\n

Nachweis von Alpha-Partikeln<\/h2>\n

Die Detektion von Alphastrahlung<\/strong><\/a>\u00a0ist sehr spezifisch, da\u00a0Alphateilchen sich<\/a>\u00a0nur wenige Zentimeter in der Luft bewegen, aber alle ihre Energien auf ihren kurzen Wegen ablagern. Daher ist die \u00fcbertragene Energiemenge sehr hoch.<\/p>\n

Um die Prinzipien der Detektion von Alphastrahlung zu beschreiben, m\u00fcssen wir die\u00a0Wechselwirkung von Strahlung mit Materie<\/a>\u00a0verstehen\u00a0.\u00a0Jeder Partikeltyp wechselwirkt auf unterschiedliche Weise. Daher m\u00fcssen wir die Wechselwirkung von Alpha-Partikeln (Strahlung als Fluss dieser Partikel) separat beschreiben.<\/p>\n

Alpha-Detektion mit Halbleitern – Silizium-Streifendetektoren<\/h3>\n
\"Siliziumstreifendetektor<\/a>
Silicin Strip Detector Quelle: micronsemiconductor.co.uk<\/figcaption><\/figure>\n

Detektoren auf Siliziumbasis sind sehr gut zur Verfolgung geladener Teilchen geeignet.\u00a0Ein Siliziumstreifendetektor ist eine Anordnung von streifenf\u00f6rmig geformten Implantaten, die als Ladungssammelelektroden wirken.<\/p>\n

Siliziumstreifendetektoren<\/strong><\/a>\u00a05 x 5 cm\u00a02<\/sup>in area sind weit verbreitet und werden in Reihe (genau wie Ebenen von MWPCs) verwendet, um Flugbahnen geladener Teilchen mit Positionsgenauigkeiten in der Gr\u00f6\u00dfenordnung von mehreren \u03bcm in Querrichtung zu bestimmen.\u00a0Diese Implantate bilden auf einem niedrig dotierten, vollst\u00e4ndig verarmten Siliziumwafer eine eindimensionale Anordnung von Dioden.\u00a0Durch Verbinden jedes der metallisierten Streifen mit einem ladungsempfindlichen Verst\u00e4rker wird ein positionsempfindlicher Detektor aufgebaut.\u00a0Zweidimensionale Positionsmessungen k\u00f6nnen durch Aufbringen einer zus\u00e4tzlichen streifenartigen Dotierung auf die Waferr\u00fcckseite unter Verwendung einer doppelseitigen Technologie erreicht werden.\u00a0Solche Vorrichtungen k\u00f6nnen verwendet werden, um kleine Aufprallparameter zu messen und dadurch zu bestimmen, ob ein geladenes Teilchen aus einer Prim\u00e4rkollision stammt oder das Zerfallsprodukt eines Prim\u00e4rteilchens war, das eine kleine Strecke von der urspr\u00fcnglichen Wechselwirkung zur\u00fcckgelegt hat und dann zerfiel.<\/p>\n

Nachweis von Beta-Partikeln<\/h2>\n

Die Detektion von Beta-Strahlung<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0ist sehr spezifisch, da\u00a0\u00a0Beta-Partikel<\/a>\u00a0\u00a0eindringender sind als Alpha-Partikel.\u00a0Andererseits kann eine d\u00fcnne Aluminiumplatte sie aufhalten.<\/p>\n

Um die Prinzipien des Nachweises von Betastrahlung zu beschreiben, m\u00fcssen wir die\u00a0Wechselwirkung von Strahlung mit Materie<\/a>\u00a0verstehen\u00a0\u00a0.\u00a0Jeder Partikeltyp wechselwirkt auf unterschiedliche Weise. Daher m\u00fcssen wir die Wechselwirkung von Beta-Partikeln (Strahlung als Fluss dieser Partikel) separat beschreiben.<\/p>\n

Nachweis der Betastrahlung mittels Szintillationsz\u00e4hler<\/span><\/h3>\n

Szintillationsz\u00e4hler<\/strong><\/a>\u00a0\u00a0werden verwendet, um Strahlung in einer Vielzahl von Anwendungen zu messen, einschlie\u00dflich Handmessger\u00e4ten f\u00fcr Strahlungsmessungen, Personal- und Umgebungs\u00fcberwachung auf\u00a0\u00a0radioaktive Kontamination<\/a>\u00a0, medizinische Bildgebung, radiometrische Tests, nukleare Sicherheit und Sicherheit von Nuklearanlagen.\u00a0Sie sind weit verbreitet, weil sie kosteng\u00fcnstig und dennoch mit gutem Wirkungsgrad hergestellt werden k\u00f6nnen und sowohl die Intensit\u00e4t als auch die Energie der einfallenden Strahlung messen k\u00f6nnen.<\/p>\n

Szintillationsz\u00e4hler k\u00f6nnen verwendet werden, um\u00a0<\/span>Alpha-<\/span><\/a>\u00a0,\u00a0\u00a0<\/span>Beta-<\/span><\/a>\u00a0und\u00a0\u00a0<\/span>Gammastrahlung<\/span><\/a>\u00a0zu erfassen\u00a0\u00a0.\u00a0Sie k\u00f6nnen auch zum\u00a0\u00a0<\/span>Nachweis von Neutronen verwendet werden<\/span><\/a>\u00a0.\u00a0Zu diesem Zweck werden verschiedene Szintillatoren verwendet.<\/span><\/p>\n