{"id":13212,"date":"2019-12-21T17:06:54","date_gmt":"2019-12-21T17:06:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-die-anwendung-von-proportionalzahlern-definition\/"},"modified":"2020-07-08T11:58:17","modified_gmt":"2020-07-08T11:58:17","slug":"was-ist-die-anwendung-von-proportionalzahlern-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-die-anwendung-von-proportionalzahlern-definition\/","title":{"rendered":"Was ist die Anwendung von Proportionalz\u00e4hlern – Definition"},"content":{"rendered":"
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Proportionalz\u00e4hler k\u00f6nnen sowohl zur Aktivit\u00e4tsmessung als auch zur Dosismessung eingesetzt werden.\u00a0Proportionalz\u00e4hler sind in der Lage, Partikel zu identifizieren und Energie zu messen (Spektroskopie).\u00a0Anwendung von Proportionalz\u00e4hlern<\/div>\n<\/div>\n
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Ein\u00a0\u00a0Proportionalz\u00e4hler<\/strong>\u00a0, auch als\u00a0Proportionaldetektor 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\u00a0proportionalen 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 (\u00a0Gasverst\u00e4rkung<\/strong>\u00a0) werden ebenfalls beschleunigt und verursachen einen als\u00a0Townsend-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 typischeVerst\u00e4rkungsfaktoren von etwa 10\u00a05<\/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

\"Gasionisationsdetektoren<\/a><\/p>\n

Dies ist ein subtiler, aber wichtiger Unterschied zwischen\u00a0Ionisationskammern<\/a>\u00a0und\u00a0Proportionalz\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.\u00a0Proportionalz\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

Der Prozess der Ladungsverst\u00e4rkung verbessert das\u00a0Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis<\/a>\u00a0des Detektors\u00a0erheblich\u00a0und verringert die erforderliche nachfolgende elektronische Verst\u00e4rkung.\u00a0Wenn Instrumente im Proportionalbereich betrieben\u00a0werden, muss<\/strong>\u00a0die\u00a0Spannung 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\u00a0Partikel 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\u00a0Alphateilchen erzeugt werden,<\/a>\u00a0von den kleineren Impulsen zu unterscheiden, die von\u00a0Betateilchen<\/a>\u00a0oder\u00a0Gammastrahlen erzeugt werden<\/a>\u00a0.<\/p>\n

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

Anwendung von Proportionalz\u00e4hlern<\/h2>\n

Nachweis von Alpha-, Beta- und Gammastrahlung mittels Proportionalz\u00e4hler<\/h3>\n

Proportionalz\u00e4hler<\/strong>\u00a0in Form von gro\u00dffl\u00e4chigen Fl\u00e4chendetektoren werden in gro\u00dfem Umfang zur \u00dcberpr\u00fcfung auf\u00a0radioaktive Kontamination eingesetzt<\/a>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 ein Impulsausgang bereitgestellt wird, der proportional zu der von jedem Teilchen in der Kammer abgelagerten Energie ist.\u00a0Sie haben einen hohen Wirkungsgrad f\u00fcr Beta, aber einen niedrigeren f\u00fcr Alpha.\u00a0Damit Alpha- und Betateilchen von Proportionalz\u00e4hlern erfasst werden k\u00f6nnen, m\u00fcssen sie mit einem d\u00fcnnen Fenster versehen werden.\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.\u00a0Das Fenster wird in der Regel aus Glimmer mit einer Dichte von etwa gemacht 1,5 bis 2,0 mg \/ cm\u00a02<\/sup>\u00a0niederenergetische Beta –\u00a0Teilchen (beispielsweise von erm\u00f6glichen\u00a0Kohlenstoff-14<\/a>), um in den Detektor einzutreten.\u00a0Die Effizienzminderung 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. Aufgrund der Luftd\u00e4mpfung sollte eine Alpha-Strahlungsquelle idealerweise weniger als 10 mm vom Detektor entfernt sein.<\/p>\n

Gammastrahlen haben kaum 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 f\u00fcr diese wird die fensterlose R\u00f6hre verwendet.<\/p>\n

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 schwierig bereitzustellen, und aus diesem Grund werden Proportionalz\u00e4hler eher in ortsfesten Instrumenten oder Laborinstrumenten verwendet.<\/p>\n

Proportionalz\u00e4hler – Spektroskopie<\/h3>\n

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

\"\"<\/a>
Quelle: wikipedia.org Lizenz: Public Domain<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

In\u00a0<\/span>Proportionalz\u00e4hlern<\/span><\/strong>\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>Spektrum von Alpha-Strahlungen<\/span><\/strong>\u00a0oder ein\u00a0Spektrum von Beta-Partikeln<\/strong><\/a>\u00a0zu analysieren<\/span>.\u00a0Die Energieaufl\u00f6sung eines Proportionalz\u00e4hlers ist jedoch begrenzt, da sowohl das anf\u00e4ngliche Ionisationsereignis als auch das nachfolgende „Multiplikations“ -Ereignis statistischen Schwankungen unterliegen, die durch eine Standardabweichung gekennzeichnet sind, die der Quadratwurzel der gebildeten Durchschnittszahl entspricht.<\/span><\/p>\n

Ein gro\u00dfvolumiger sph\u00e4rischer Proportionalz\u00e4hler kann f\u00fcr Neutronenmessungen verwendet werden.\u00a0Das reine N\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0-Gas wird f\u00fcr die thermische und\u00a0<\/span>schnelle Neutronendetektion untersucht<\/span><\/a>\u00a0und bietet einen neuen Weg f\u00fcr die Neutronenspektroskopie.\u00a0Die Neutronen werden \u00fcber die\u00a0<\/span>14<\/span><\/sup>\u00a0N (n, p)\u00a0<\/span>14<\/span><\/sup>\u00a0C-<\/span><\/strong>\u00a0und\u00a0<\/span>14<\/span><\/sup>\u00a0N (n, \u03b1)\u00a0<\/span>11<\/span><\/sup>\u00a0B-<\/span><\/strong>\u00a0Reaktionen nachgewiesen.<\/span><\/p>\n

Es ist zu beachten, dass f\u00fcr die Gammaspektrometrie die h\u00e4ufigsten Detektoren Natriumiodid (NaI) -Szintillationsz\u00e4hler und hochreine Germaniumdetektoren umfassen.<\/span><\/p>\n

Mehrdraht-Proportionalkammer – MWPC<\/span><\/h3>\n

Eine\u00a0<\/span>Mehrdraht-Proportionalkammer<\/span><\/strong>\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

Detektion von Neutronen mit Proportionalz\u00e4hler<\/span><\/h3>\n

Da die Neutronen\u00a0<\/span>elektrisch neutrale Teilchen sind, sind<\/span><\/strong>\u00a0sie haupts\u00e4chlich starken Kernkr\u00e4ften ausgesetzt, nicht jedoch elektrischen Kr\u00e4ften.\u00a0Daher\u00a0<\/span>ionisieren<\/span><\/strong>\u00a0Neutronen\u00a0nicht direkt<\/strong>\u00a0und m\u00fcssen normalerweise\u00a0in geladene Teilchen\u00a0<\/span>umgewandelt<\/span><\/strong>\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

Proportionalz\u00e4hler werden h\u00e4ufig als Detektionsvorrichtung f\u00fcr geladene Teilchen verwendet.\u00a0In Kernkraftwerken\u00a0werden normalerweise\u00a0gasgef\u00fcllte (BF\u00a0<\/span>3<\/span><\/sub>\u00a0) Proportionalz\u00e4hler als Quellenbereichsdetektoren verwendet.\u00a0Diese Detektoren verwenden\u00a0anstelle von Luft in der Kammer\u00a0das Gas Bortrifluorid (BF\u00a0<\/span>3<\/span><\/sub>\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>10B (n, alpha) 7Li-<\/span><\/strong>\u00a0Reaktionen, die von einer\u00a0<\/span>Gamma-Emission<\/span><\/a>\u00a0von 0,48 MeV begleitet werden\u00a0.<\/span><\/p>\n

\"(n,<\/a><\/p>\n

Dar\u00fcber hinaus weist das Isotop\u00a0<\/span>Bor-10<\/span><\/a>\u00a0einen hohen (n, alpha) Reaktionsquerschnitt entlang des gesamten\u00a0<\/span>Neutronenenergiespektrums auf<\/span><\/a>\u00a0.\u00a0Das Alpha-Teilchen verursacht eine Ionisierung innerhalb der Kammer, und ausgesto\u00dfene Elektronen verursachen weitere sekund\u00e4re Ionisierungen.<\/span><\/p>\n

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>\n

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","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Proportionalz\u00e4hler k\u00f6nnen sowohl zur Aktivit\u00e4tsmessung als auch zur Dosismessung eingesetzt werden.\u00a0Proportionalz\u00e4hler sind in der Lage, Partikel zu identifizieren und Energie zu messen (Spektroskopie).\u00a0Anwendung von Proportionalz\u00e4hlern 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 Bedingungen dem\u00a0proportionalen Bereich entsprechen\u00a0.\u00a0In diesem Bereich ist … 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":"\nWas ist die Anwendung von Proportionalz\u00e4hlern - Definition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Proportionalz\u00e4hler k\u00f6nnen sowohl zur Aktivit\u00e4tsmessung als auch zur Dosismessung eingesetzt werden. 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