- Proportionalzähler
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Ein Proportionalzähler ist ein Detektor für ionisierende Strahlung.
Aufbau und Funktionsweise
Aufbau und Funktion sind ähnlich zum Geiger-Müller-Zähler, es handelt sich um eine mit Gas gefüllte Kammer, in der die Strahlung durch Ionisation Ladungsträger erzeugt, die durch eine elektrische Spannung abgesaugt werden. Aus messtechnischen Gründen ist diese Saugspannung so hoch, dass die erzeugten Ladungsträger genügend Energie gewinnen, um ihrerseits weitere Atome zu ionisieren.[1] Es kommt zu einer Gasverstärkung und an den Elektroden kommt genügend Ladung an, um als Strompuls gemessen zu werden.
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 den Geiger-Müller-Zähler angewiesen, oder man verwendet ein gänzlich anderes Detektorsystem, wie z. B. Halbleiterdetektor, Szintillationszähler oder Mikrokalorimeter.
Nutzung
Im Homestake-Experiment wurden Proportionalzähler eingesetzt, um einzelne Beta-Zerfälle einer gasförmigen Probe sicher von Ereignissen durch die Hintergrundstrahlung unterscheiden zu können.[2]
Einzelnachweise
- ↑ Ulrich Finckh und Ernst Leitner: Zählrohr. Abgerufen am 7. Februar 2011.
- ↑ B. T. Cleveland et al: Measurement of the Solar Electron Neutrino Flux with the Homestake Chlorine Detector. In: Astrophysical Journal. 496, 1998, S. 505-526. doi:10.1086/305343.
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