Mar 12 2019
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Der Müller-Geigerzähler ist das am weitesten verbreitete Instrument zum Nachweis ionisierender Strahlung: Alpha, Beta und Gamma, nuklearen Ursprungs.

Contatore Geiger MINIGEIGER con Pancake

Die Funktionsweise des Geigerzählers basiert auf dem Prinzip der Geiger-Müller-Röhre, die 1913 von Hans Wilhelm Geiger erfunden und später von Walther Müller verbessert wurde.

Der Geigerzähler verwendet das Teilchendetektorrohr: Geiger Müller, der nach wie vor der am weitesten verbreitete Sensor zur Messung von Radioaktivität ist: Alpha, Beta und Gamma. .

Müller Geigerzähler werden mit unterschiedlichen Effizienzparametern gebaut, Sensibilität und Präzision zu sehr unterschiedlichen Kosten. Aber ihre primäre Funktion ist immer die gleiche, das heißt, die Anzahl der radioaktiven Teilchen zu zählen, die sie in einem bestimmten Zeitintervall passieren.

Zum Beispiel unsere Geigerzähler der Serie “Guardian Ray Smart 7317 und Minigeiger 7317 “, verwenden ausschließlich Hochleistungsrohre von Geiger Müller”.

Die Geigerröhre fungiert als Ionendriftkammer.

tubo contatore geiger muller

Der Geigerzähler arbeitet nach dem physikalischen Prinzip der Müller-Geigerröhre, die als Ionendriftkammer gedacht ist. Der Arbeitspunkt ist bewusst auf einen relativ hohen Spannungswert eingestellt, Dies ist jedoch etwas geringer als das, was die vollständige Ionisation des Gases verursachen würde.

Daher wurden günstige Bedingungen geschaffen, so dass auch eine weitere Ionisation, die durch den Durchgang ionisierender Strahlung in das Gas hervorgerufen wird, nicht mehr von der Energie abhängen muss, die von derselben freigesetzt wird.

Infolgedessen ist das resultierende elektrische Feld, dem das Gas ausgesetzt ist, so stark, dass selbst die sekundären Ionisationen, die durch den Durchgang radioaktiver Teilchen entstehen, weitere Ionisationen erzeugen.

Dieses Phänomen wird von der Physik als “Vermehrung von Lawinen”, und manifestiert sich mit einem daraus resultierenden elektrischen Impuls aufgrund der plötzlichen Zustandsänderung des Gases, das aus einem perfekten Isolator für einen kurzen Augenblick zum Leiter elektrischer Ladungen wird..

Funktionsprinzip des Geigermüllerzählers

Das in der Geigerröhre enthaltene Gasgemisch wird ionisiert, indem es an die Elektroden derselben Sonde angelegt wird, eine elektrische Spannung, die hoch genug ist, um einen Vorentladungszustand zu erzeugen.

Infolgedessen wird der Ionisationsgrad etwas unter dem kritischen Wert liegen, was stattdessen die kontinuierliche Leitung seines internen Gases mit einer selbsterhaltenden elektrischen Entladung bewirken würde.

Sind hingegen die entsprechenden Bedingungen erfüllt, kann das in der Geigerröhre selbst enthaltene Gas den elektrischen Strom nur für kurze Augenblicke leiten, von dem Moment an, in dem es von ionisierender Strahlung getroffen wird.

Damit die Entladung in das Gas durch eine vorbereitete Mündung ausgelöst werden kann, kann sie sehr schnell gelöscht werden, Dies wird mit Halogenen und Alkoholdämpfen gemischt, die zur Funktion beitragen “Sequenzierung”.

An die Geigerröhre wird ein hohes elektrisches Feld angelegt

Die sogenannte Vorspannungsspannung wird nicht direkt an das Geigerrohr angelegt, aber ein Widerstand mit sehr hohem ohmschen Wert wird in Reihe geschaltet, in der Größenordnung von mehreren Megaohm.

Dieser Widerstand wird im Wesentlichen verwendet, um das Erlöschen der elektrischen Entladung im Gas zu fördern, nachdem es von einem ionisierenden Teilchen durchquert wurde.

In der Geiger-Müller-Röhre befinden sich also zwei Elektroden, Die resultierende Kathode ist in der Regel mit dem Minuspol der Batterie und damit mit der metallischen oder metallisierten Wand der Röhre verbunden.

Stattdessen ist die Anode ein zentraler Kollektor, Elektrisch von der Rohrwand isoliert und mit einer positiven Gleichspannung in der Größenordnung von 400 – 800 V.

Auf der anderen Seite ist der Wert der angelegten Spannung, die erforderlich ist, um die lineare Ansprechzone der Röhre zu erreichen (Platou), Dabei kommt es nicht nur auf die dimensionalen Eigenschaften des Geigerrohrs an, sondern auch auf die physikalischen Eigenschaften des Gases.

Diese Spannung muss unbedingt etwas niedriger sein als diejenige, die eine kontinuierliche Leitung verursachen würde, und damit die elektrische Entladung im Gas durch den Lawineneffekt.

Daher wird das auf diese Weise im Inneren der Detektionsvorrichtung erzeugte elektrische Feld “Hallo” eine Lawinenentladung von elektrischem Strom auszulösen, sobald sich auch nur ein einziges Ionenpaar im Gas bildet, durch die Einwirkung der auftreffenden Strahlung.

Die tatsächliche Empfindlichkeit, hängt direkt von der angelegten Spannung ab, auch von der Größe, Je größer die Röhre ist, Je größer die aktive Oberfläche ist, die in der Lage ist, ionisierende Strahlung mit größerer Konstanz zu empfangen und somit zu zählen.

Jedes Mal, wenn ein energiegeladenes Teilchen hindurchdringt und das in der Müller-Geigerröhre vorhandene Gas ionisiert,Infolgedessen wird für einige Mikrosekunden eine mikroelektrische Entladung ausgelöst, die dazu führt, dass ein kleiner Strom zwischen den beiden Stromanschlüssen fließt.

Die Versorgungsspannung wird angelegt, indem ein hochwertiger Widerstand in Reihe mit der Stromversorgungsschaltung des Sensors geschaltet wird.

So kommt es, dass zwischen den Anschlüssen der Geigerröhre aufgrund des Spannungsabfalls aufgrund der elektrischen Entladung im Gas ein negativer Impuls mit einer Amplitude von etwa 5/10 Volt mit einer Dauer von erzeugt wird ( von etwa 50 bis 100 Mikrosekunden).

Die Ionisation der Gasmoleküle, die durch ein mögliches ionisierendes Teilchen erzeugt wird, das es passieren würde, würde zu dem bereits signifikanten elektrischen Feld hinzukommen, das mit der hohen Potentialdifferenz verbunden ist, die an die Anschlüsse des Geigerzählerrohrs angelegt wird

Der resultierende Impuls hängt nicht von der Energie ab, die das auftreffende Teilchen abgibt, und damit durch die Anzahl der produzierten Ionenpaare.

Tatsächlich, wenn dieser durch die Messleitung geht und auf das Gas trifft, Eines der Moleküle davon ionisiert, Erzeugung eines Ionen-Elektron-Paares. Aber in diesen Geräten ist die gesammelte Ladung unabhängig von der primären Ionisation.

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