{"id":13193,"date":"2019-12-21T04:09:05","date_gmt":"2019-12-21T04:09:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-die-detektion-von-alpha-beta-gamma-neutronenstrahlung-mittels-ionisationskammer-definition\/"},"modified":"2020-07-08T11:46:10","modified_gmt":"2020-07-08T11:46:10","slug":"was-ist-die-detektion-von-alpha-beta-gamma-neutronenstrahlung-mittels-ionisationskammer-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-die-detektion-von-alpha-beta-gamma-neutronenstrahlung-mittels-ionisationskammer-definition\/","title":{"rendered":"Was ist die Detektion von Alpha, Beta, Gamma, Neutronenstrahlung mittels Ionisationskammer &#8211; Definition?"},"content":{"rendered":"<header class=\"entry-header\">\n<div class=\"entry-meta\">Detektion von Alpha, Beta, Gamma, Neutronenstrahlung mittels Ionisationskammer. Damit Alpha- und Betateilchen von Ionisationskammern erfasst werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen sie mit einem d\u00fcnnen Fenster versehen sein. Strahlendosimetrie<\/div>\n<\/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<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=\"285\" height=\"464\" 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\">Detektoren f\u00fcr ionisierende Strahlung bestehen aus zwei Teilen, die normalerweise miteinander verbunden sind.\u00a0Der erste Teil besteht aus einem empfindlichen Material, das aus einer Verbindung besteht, die bei Bestrahlung Ver\u00e4nderungen erf\u00e4hrt.\u00a0Die andere Komponente ist ein Ger\u00e4t, das diese \u00c4nderungen in messbare Signale umwandelt.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Die\u00a0<strong>Ionisationskammer<\/strong>\u00a0, auch\u00a0<strong>Ionenkammer genannt<\/strong>\u00a0, ist ein elektrisches Ger\u00e4t, das verschiedene Arten von\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radiation\/ionizing-radiation\/\">ionisierender Strahlung<\/a>\u00a0erfasst\u00a0.\u00a0Die Spannung des Detektors wird so eingestellt, dass die Bedingungen dem\u00a0<strong>Ionisationsbereich<\/strong>\u00a0entsprechen\u00a0.\u00a0Die Spannung ist nicht hoch genug, um eine Gasverst\u00e4rkung (Sekund\u00e4rionisation) zu erzeugen.\u00a0Detektoren im Ionisationsbereich arbeiten mit einer geringen elektrischen Feldst\u00e4rke, die so gew\u00e4hlt ist, dass keine Gasvermehrung stattfindet.\u00a0Die gesammelte Ladung (Ausgangssignal) ist unabh\u00e4ngig von der angelegten Spannung und ist f\u00fcr einzelne minimalionisierende Partikel in der Regel recht klein und erfordert spezielle rauscharme Verst\u00e4rker, um eine effiziente Betriebsleistung zu erzielen.\u00a0<strong>Ionisationskammern<\/strong>\u00a0sind bevorzugt<strong>f\u00fcr hohe Strahlendosisleistungen,<\/strong>\u00a0weil sie keine &#8222;Totzeit&#8220; haben, ein Ph\u00e4nomen, das die Genauigkeit der Geiger-M\u00fcller-R\u00f6hre bei hohen Dosisleistungen beeintr\u00e4chtigt.\u00a0Dies liegt an der Tatsache, dass das Betriebsmedium keine inh\u00e4rente Signalverst\u00e4rkung aufweist und diese Arten von Z\u00e4hlern daher nicht viel Zeit ben\u00f6tigen, um sich von gro\u00dfen Str\u00f6men zu erholen.\u00a0Da es keine Verst\u00e4rkung gibt, bieten sie au\u00dferdem eine hervorragende Energieaufl\u00f6sung, die haupts\u00e4chlich durch elektronisches Rauschen begrenzt wird.<\/p>\n<p>Ionisationskammern k\u00f6nnen im\u00a0<strong>Strom- oder Impulsmodus betrieben werden<\/strong>\u00a0.\u00a0Proportionalz\u00e4hler oder Geigerz\u00e4hler werden dagegen fast immer im Pulsbetrieb eingesetzt.\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<h2>Detektion von Alpha-Strahlung mittels Ionisationskammer<\/h2>\n<p>Damit\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\">Alpha-<\/a>\u00a0und\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/\">Betateilchen<\/a>\u00a0von Ionisationskammern erfasst werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen sie mit einem\u00a0<strong>d\u00fcnnen Fenster versehen sein<\/strong>\u00a0.\u00a0Dieses \u201eEndfenster\u201c muss d\u00fcnn genug sein, damit die Alpha- und Betateilchen eindringen k\u00f6nnen.\u00a0Ein fast beliebig dickes Fenster verhindert jedoch, dass Alpha-Partikel in die Kammer gelangen.\u00a02,0 mg \/ cm &#8211; Das Fenster wird in der Regel von Glimmer mit einer Dichte von etwa 1,5 hergestellt\u00a0<sup>2<\/sup>\u00a0.\u00a0Dies bedeutet jedoch nicht, dass Alpha-Strahlung nicht von einer Ionisationskammer erfasst werden kann.<\/p>\n<p>In einigen Rauchmeldern k\u00f6nnen Sie beispielsweise k\u00fcnstliche Radionuklide wie\u00a0<strong>Americium-241 antreffen,<\/strong>\u00a0das eine Quelle f\u00fcr Alpha-Partikel ist.\u00a0Der Rauchmelder hat zwei Ionisationskammern, von denen eine zur Luft hin offen ist, und eine Referenzkammer, in die keine Partikel eindringen k\u00f6nnen.\u00a0Die radioaktive Quelle gibt Alpha-Partikel in beide Kammern ab, die einige Luftmolek\u00fcle ionisieren.\u00a0Die Freiluftkammer erm\u00f6glicht das Eindringen von Rauchpartikeln in das empfindliche Volumen und die \u00c4nderung der D\u00e4mpfung von Alpha-Partikeln.\u00a0Wenn Rauchpartikel in die Luftkammer eindringen, lagern sich einige der Ionen an die Partikel an und stehen nicht f\u00fcr den Strom in dieser Kammer zur Verf\u00fcgung.\u00a0Eine elektronische Schaltung erkennt, dass sich eine Stromdifferenz zwischen der offenen und der versiegelten Kammer entwickelt hat, und gibt Alarm.<\/p>\n<h2>Nachweis von Betastrahlung mittels Ionisationskammer<\/h2>\n<p>Damit\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\">Alpha-<\/a>\u00a0und\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/\">Betateilchen<\/a>\u00a0von Ionisationskammern 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 fast beliebig dickes Fenster verhindert jedoch, dass Alpha-Partikel in die Kammer gelangen.\u00a02,0 mg \/ cm &#8211; Das Fenster wird in der Regel von Glimmer mit einer Dichte von etwa 1,5 hergestellt\u00a0<sup>2<\/sup>\u00a0.<\/p>\n<p>Die Ionisationskammer kann beispielsweise zur Messung von Tritium in der Luft verwendet werden.\u00a0Diese Ger\u00e4te werden als Tritium-In-Air-Monitore bezeichnet.\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/glossary\/tritium\/\"><strong>Tritium<\/strong><\/a>\u00a0ist ein radioaktives Isotop, sendet jedoch eine sehr schwache Form von Strahlung aus, ein energiearmes\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/\">Beta-Teilchen<\/a>\u00a0, das einem Elektron \u00e4hnlich ist.\u00a0Es ist ein reiner Beta-Emitter (dh Beta-Emitter ohne begleitende\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/photon\/gamma-ray\/\">Gammastrahlung<\/a>\u00a0).\u00a0Die kinetische Energie des Elektrons variiert mit durchschnittlich 5,7 keV, w\u00e4hrend die verbleibende Energie vom nahezu nicht nachweisbaren Elektronen-\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/antineutrino\/\">Antineutrino abgeleitet wird<\/a>.\u00a0Eine so geringe Elektronenenergie f\u00fchrt dazu, dass das Elektron nicht in die Haut eindringen kann oder gar nicht weit in der Luft wandert.\u00a0Beta-Partikel aus Tritium k\u00f6nnen nur ca. 6,0 mm Luft durchdringen.\u00a0Es ist praktisch unm\u00f6glich, einen Detektor zu entwerfen, in dessen W\u00e4nde diese Betateilchen eindringen k\u00f6nnen.\u00a0Stattdessen pumpt der Tritium-in-Air-Monitor die mit Tritium kontaminierte Luft direkt durch eine Ionisierungskammer, so dass die gesamte Energie der Beta-Partikel sinnvoll in die Erzeugung von Ionenpaaren innerhalb der Kammer umgewandelt werden kann.<\/p>\n<h2>Detektion von Gammastrahlung mittels Ionisationskammer<\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/photon\/gamma-ray\/\">Gammastrahlen<\/a>\u00a0haben kaum Probleme, die Metallw\u00e4nde der Kammer zu durchdringen.\u00a0Daher k\u00f6nnen Ionisationskammern verwendet werden, um Gammastrahlung und R\u00f6ntgenstrahlen zu erfassen, die zusammen als Photonen bekannt sind, und f\u00fcr diese wird die fensterlose R\u00f6hre verwendet.\u00a0Ionisationskammern sprechen \u00fcber einen weiten Bereich von Energien gleichm\u00e4\u00dfig auf Strahlung an und sind das bevorzugte Mittel zur Messung hoher Gammastrahlungspegel.\u00a0Einige Probleme werden durch die Tatsache verursacht, dass Alphateilchen mehr ionisieren als Betateilchen und als Gammastrahlen, so dass durch Alpha mehr Strom in der Ionisationskammerregion erzeugt wird als durch Beta und Gamma.\u00a0Gammastrahlen geben deutlich weniger Energie an den Detektor ab als andere Partikel.<\/p>\n<p>Der Wirkungsgrad der Kammer kann durch die Verwendung eines Hochdruckgases weiter erh\u00f6ht werden.\u00a0Typischerweise kann ein Druck von 8 bis 10 Atmosph\u00e4ren verwendet werden und verschiedene Edelgase werden eingesetzt.\u00a0Beispielsweise sind Hochdruck-Xenon (HPXe) -Ionisationskammern ideal f\u00fcr den Einsatz in unkontrollierten Umgebungen, da sich herausgestellt hat, dass die Reaktion eines Detektors \u00fcber gro\u00dfe Temperaturbereiche (20\u2013170 \u00b0 C) gleichm\u00e4\u00dfig ist.\u00a0Der h\u00f6here Druck f\u00fchrt zu einer gr\u00f6\u00dferen Gasdichte und damit zu einer gr\u00f6\u00dferen Wahrscheinlichkeit einer Kollision mit dem F\u00fcllgas und der Erzeugung von Ionenpaaren durch einfallende Gammastrahlung.\u00a0Aufgrund der erh\u00f6hten Wandst\u00e4rke, die erforderlich ist, um diesem hohen Druck standzuhalten, kann nur Gammastrahlung nachgewiesen werden.\u00a0Diese Detektoren werden in Vermessungsinstrumenten und zur Umwelt\u00fcberwachung eingesetzt.<\/p>\n<h2>Detektion von Neutronen mittels Ionisationskammer<\/h2>\n<p><span>Da die Neutronen\u00a0<\/span><strong><span>elektrisch neutrale Teilchen sind, sind<\/span><\/strong><span>\u00a0sie haupts\u00e4chlich\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-interactions-fundamental-forces\/strong-interaction-strong-force\/\"><span>starken Kernkr\u00e4ften ausgesetzt<\/span><\/a><span>\u00a0, 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>Ionisationskammern werden h\u00e4ufig als Detektionsvorrichtung f\u00fcr geladene Teilchen verwendet.\u00a0Wenn beispielsweise die Innenfl\u00e4che der Ionisationskammer mit einer d\u00fcnnen Borschicht beschichtet ist, kann die (n, alpha) -Reaktion stattfinden.\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 Bor-10 einen 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>Ein anderes Verfahren zum Nachweis von Neutronen unter Verwendung einer Ionisationskammer besteht darin, das Gas-\u00a0<\/span><strong><span>Bortrifluorid<\/span><\/strong><span>\u00a0(BF\u00a0<\/span><sub><span>3<\/span><\/sub><span>\u00a0) anstelle von Luft in der Kammer zu verwenden.\u00a0Die ankommenden Neutronen produzieren Alpha-Teilchen, wenn sie mit den Boratomen im Detektorgas reagieren.\u00a0Beide Methoden k\u00f6nnen zum Nachweis von Neutronen im Kernreaktor verwendet werden.\u00a0Es ist zu beachten, dass BF\u00a0<\/span><sub><span>3<\/span><\/sub><span>\u00a0-Z\u00e4hler normalerweise im Proportionalbereich betrieben werden.<\/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>Detektion von Alpha, Beta, Gamma, Neutronenstrahlung mittels Ionisationskammer. Damit Alpha- und Betateilchen von Ionisationskammern erfasst werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen sie mit einem d\u00fcnnen Fenster versehen sein. 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