Bestimmung der Impulsrate mit einem Zählrohr


 
Ionisationskammern können auch als Zählrohre gebaut werden (z. B. Geiger-Müller-Zählrohr). Ein verschlossenes Metallrohr oder ein Glasrohr mit innen aufgedampftem Metallbelag bildet die Kathode, ein dünner, im Innern axial angebrachter Draht die Anode. Damit Strahlungsteilchen in das Innere gelangen können, ist die Rohrwand sehr dünn oder es gibt ein besonders dünnes Strahleneintrittsfenster. Gammaquanten können dagegen auch ein Metallrohr durchdringen und dabei Elektronen aus den Atomhüllen abtrennen. Das Ionisationsvermögen von Quanten ist energieabhängig und etwa 100-mal kleiner als das von Alpha- oder Betateilchen.

Als Gasfüllung verwendet man Gemische aus Edelgasen mit Zusätzen von Alkoholdampf oder Halogenen bei Unterdruck. Die Spannung beträgt 500 bis 600 V.

Ionen, die im Innern des Rohres durch Strahlung entstanden sind, werden durch die Spannung so stark beschleunigt, dass lawinenartig weitere Ionisationen entstehen. Ein Ionenpaar kann dabei bis zu 108 Elektronen bzw. Ionen erzeugen. Es entsteht also ein recht kräftiger Stromstoß, der am Widerstand einen Spannungsabfall verursacht. Er wird elektronisch weiterverarbeitet und durch ein Zählgerät registriert. Dadurch ist es möglich, die Teilchenzahl zu zählen.

Solange im Zählrohr eine Entladung stattfindet, kann kein weiteres Teilchen registriert werden. Die Zeit, die vergeht, bis das Zählrohr nach der Registrierung eines Teilchens wieder arbeitsbereit ist, wird Totzeit genannt (positive Ionen müssen zur Kathode wandern, Spannung zwischen Kathode und Anode muss sich wieder aufbauen). Bei hochwertigen Zählrohren ist die Totzeit < 10-4 s.

Die Anzahl der Stromimpulse, die mit einem Zählrohr registriert werden, wird Impulsrate genannt.

Zur Überwachung großer Flächen (Hände, Schuhsohlen, Kleidung, Tischflächen usw.) werden Zählrohre mit z. T. sehr großen Strahleneintrittsfenstern verwendet. Es sind meist großflächige Durchflusszählrohre. Der Zählraum besteht aus einem flachen Körper von etwa 15 mm Höhe. Er ist auf der einen Seite mit einem Strahleneintrittsfenster aus metallbedampfter, sehr dünner Kunststofffolie abgeschlossen.

 


Durch die Durchflusszählrohre strömt Methan oder ein Argon-Methan-Gemisch. Die Anzahl der pro Zeiteinheit registrierten Teilchen oder Gammaquanten liegt desto höher, je größer das Strahleneintrittsfenster ist. Durchflusszähler lassen sich auch zu größeren Einheiten zusammenschalten.