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| Bei der Bestimmung der Gesamtaktivität kann man
nicht angeben, welche Radionuklide die Strahlung verursacht haben.
Da die einzelnen Radionuklide aber für den Menschen unterschiedlich
gefährlich sind, muss man sie aus Gründen des Strahlenschutzes
einzeln bestimmen. Durch chemische Analysen lassen sich die Radionuklide
nicht ermitteln, weil es sich in der Regel um extrem kleine Mengen
(milliardstel Gramm) handelt und weil radioaktive und nicht radioaktive
Nuklide eines Elements sich chemisch identisch verhalten. |
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Die einzelnen Radionuklide senden aber (von wenigen Ausnahmen abgesehen)
bei der Kernumwandlung Gammaquanten mit ganz charakteristischen Energien
aus. Wenn man also ihre Energie bestimmt, weiß man, welches
Radionuklid in dem untersuchten Stoff vorhanden ist. Dazu sucht man
zu den ermittelten Energiewerten in einer Tabelle die dazugehörigen
Radionuklide auf. |
| Zur Bestimmung der Gammaenergie kann z. B. ein Szintillationszähler
oder ein Halbleiterdetektor verwendet werden. |
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Der Halbleiterdetektor besteht im Prinzip aus einer Halbleiterdiode,
die in Sperrrichtung betrieben wird. Dringt ein Gammaquant in die
Sperrschicht, werden in ihr Elektronen-Loch-Paare erzeugt. Bei Silizium
beträgt die Energie dafür 3,23 eV, bei Germanium 2,84 eV.
Der dadurch hervorgerufene geringe Strom in Sperrrichtung führt
an einem Arbeitswiderstand zu einem Spannungsabfall, der sich elektronisch
weiter verarbeiten lässt.
Jedes Gammaquant erzeugt einen Spannungsimpuls, der gezählt werden
kann. Die Amplitude des Spannungsimpulses ist proportional zur Energie,
die das Quant an das Halbleitermaterial abgegeben hat. Wird die gesamte
Energie eines Gammaquants im Halbleitermaterial aufgezehrt, ist die
Höhe des Spannungsimpulses der Energie des Quants proportional.
Zur Unterscheidung der Energie der Gammaquanten müssen also die
Spannungsimpulse nach ihrer Höhe "elektronisch sortiert"
werden. Das geschieht mithilfe eines Computers.
Damit in Halbleiterdetektoren durch die Umgebungswärme nicht
unkontrolliert Elektronen-Loch-Paare entstehen, muss der Kristall
mit flüssigem Stickstoff gekühlt werden. Zur Herabsetzung
der natürlichen Umgebungsstrahlung wird außerdem eine 5
cm dicke Bleiabschirmung eingesetzt. Halbleiterdetektoren, mit denen
Alpha- und Betateilchen nachgewiesen werden sollen, müssen eine
Sperrschicht dicht unter der Oberfläche des Kristalls besitzen. |
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