In einem Geiger-Müller-Zählrohr wird ein Edelgas verwendet, um die Detektion von ionisierender Strahlung zu ermöglichen. Edelgase wie Argon oder Neon sind ideal, weil sie unter normalen... [mehr]
Wie funktioniert das Geiger-Müller-Zählrohr?
AntwortDas Geiger-Müller-Zählrohr ist ein Gerät zur Messung ionisierender Strahlung, wie sie von radioaktiven Materialien oder Röntgenstrahlen ausgeht. Es funktioniert nach dem Prinzip der Ionisation. Hier sind die grundlegenden Schritte, wie es funktioniert: 1. **Aufbau**: Das Zählrohr besteht aus einem gasgefüllten Zylinder, der mit zwei Elektroden ausgestattet ist: einer Anode (positiv) und einer Kathode (negativ). Das Gas im Zählrohr ist oft ein Edelgas, wie Argon, das mit einem kleinen Anteil eines Quenchgases (z.B. Isobutan) gemischt ist. 2. **Ionisation**: Wenn ionisierende Strahlung (z.B. Alpha-, Beta- oder Gamma-Strahlen) in das Zählrohr eindringt, kann sie mit den Gasatomen im Inneren des Rohrs kollidieren und Elektronen aus diesen Atomen herausschlagen. Dies führt zur Bildung von positiven Ionen und freien Elektronen. 3. **Avalanche-Effekt**: Die freien Elektronen werden durch das angelegte elektrische Feld zwischen Anode und Kathode beschleunigt. Diese Elektronen können weitere Gasatome ionisieren, was zu einer Kettenreaktion führt, die als Avalanche bezeichnet wird. Dadurch entstehen viele Elektronen und Ionen. 4. **Signalverstärkung**: Die erzeugten Elektronen erreichen die Anode und erzeugen einen elektrischen Impuls. Dieser Impuls wird verstärkt und kann dann gezählt werden. 5. **Quenching**: Um zu verhindern, dass das Zählrohr kontinuierlich leuchtet (was als kontinuierliche Entladung bezeichnet wird), wird das Quenchgas verwendet. Es hilft, die Ionisation nach der ersten Kollision zu stoppen, sodass das Zählrohr wieder in seinen ursprünglichen Zustand zurückkehren kann. 6. **Zählung**: Die elektrischen Impulse, die durch die Ionisation erzeugt werden, werden gezählt und können in Form von Klicks oder auf einem Zähler angezeigt werden. Die Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit gibt an, wie viel ionisierende Strahlung das Zählrohr erreicht hat. Das Geiger-Müller-Zählrohr ist ein weit verbreitetes und effektives Instrument zur Strahlungsmessung in verschiedenen Anwendungen, von der Umweltüberwachung bis zur medizinischen Diagnostik.
