3.2 – Proportionalzähler

 

Ein Proportionalzähler ist ein Messgerät zur Zählen von Partikel oder ionisierender Strahlung und zum Messen deren Energie. Das Gerät beruht auf einer Gas-Ionisationskammer und funktioniert ähnlich wieder Geiger-Müller-Zähler.

Der Unterschied zwischen Geiger-Müller-Zähler (Auslösezähler) und Proportionalzähler besteht darin, dass ersterer im sogenannten Auslösebereich (auch: Sättigungsbereich) betrieben wird, d. h. die Saugspannung so groß ist, dass unabhängig von der Energie des anfänglichen Ereignisses ein Strompuls immer der gleichen Höhe ausgelöst wird. Beim Proportionalzähler liegt eine etwas geringere Spannung an (“Proportionalbereich”), deshalb hängt die Anzahl der erzeugten Ladungsträger und somit die Höhe des Strompulses von der Energie der Strahlung ab, sie ist proportional dazu.

Ein Geiger-Müller-Zähler kann also nur feststellen, dass ein ionisierendes Teilchen eingefallen ist, ein Proportionalzähler kann zusätzlich noch die Energie bestimmen, die das Teilchen im Gas des Zählers abgegeben hat. Dieser Vorteil des Proportionalzählers wird zu einem gewissen Nachteil, wenn relativ niederenergetische Photonen detektiert werden sollen, da aufgrund der Proportionalität die Höhe des Strompulses klein wird und schlechter zu messen ist. Für solche niederenergetischen Photonen sowie für Teilchenstrahlung (Alpha- und Betastrahlung) ist man also in den meisten Fällen auf das Geiger-Müller-Zähler angewiesen.

Aufbau:

proportionalzahler-rohr-geiger-muller

Der Draht in der Mitte ist die Anode, der Außenzylinder ist auf Masse geschaltet (Kathode). Es kommt zu einer hohen Beschleunigung und damit zu einer Ladungsverstärkung:

proportionalzahler-auslosebereich-geiger-muller

Vorteil dieses Verfahrens ist, dass es keinen thermischen Rauschbeitrag gibt.

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