- Ionisationskammer
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Ionisationskammer im experimentellen Einsatz
Die Ionisationskammer (engl. ionization chamber, Abk. IC) ist ein Strahlungs- und Teilchendetektor, der zur Messung von Alpha-, Beta- und Gammastrahlung sowie zur Messung von Ionenstrahlen eingesetzt werden kann. Die Ionisationskammer gehört zur Reihe gasbefüllter Detektoren, wie Proportionaldetektor und Geiger-Müller Zählrohr, die sich hinsichtlich der angelegten Hochspannung und der daraus ergebenden unterschiedlichen Wirkungsweise unterscheiden.
Inhaltsverzeichnis
Aufbau
Schema einer IonisationskammerDie Ionisationskammer besteht aus einer Kammer, in der sich ein Kondensator zur Erzeugung eines elektrischen Feldes befindet. Die Anode und Kathode sind, um über den gesamten Bereich einen möglichst gleichmäßigen Nachweis zu ermöglichen, entweder zentrisch aufgebaut (zylindrisch, halbkugelförmig, kugelförmig) oder planparallel. Zwischen Anode und Kathode befindet sich ein Zählgas (z.B. Luft), in dem beim Einfall von Strahlung durch Ionisation Ladungsträger erzeugt werden.
Wirkungsweise
An der Ionisationskammer liegt zwischen Anode und Kathode eine Hochspannung, die ein elektrisches Feld zwischen den Polen erzeugt. Diese Spannung wird Sättigungsspannung genannt, weil aus ihr der Sättigungsstrom resultiert, bei dem die Lebenszeit aller Teilchen schon größer als die Flugdauer zu der jeweiligen Elektrode ist. Ionisierende Strahlung tritt in die Ionisationskammer ein. Im Innern kommt es zu Wechselwirkungen mit dem Füllgas. Dabei wird dieses Gas ionisiert, das heißt, es werden Elektronen aus der Atomhülle herausgelöst. Die angelegte Hochspannung sorgt dafür, dass es zu keiner bzw. nur zu geringer Rekombination kommt. Die Elektronen erreichen daher die Sammelanode und werden als Stromimpuls messbar.
Je nach verwendetem Füllgas werden pro Ionisation 30 bis 40 eV der Energie der Strahlung absorbiert. Handelt es sich z.B. um monoenergetische Strahlung mit einer Energie von 1 MeV, so ist die Energie eines einzelnen Teilchens dieser Strahlung nach ca. 30.000 Ionisationen vollständig absorbiert. Somit kann man mit diesem Detektor die absorbierte Dosis oder die pro Zeiteinheit absorbierte Dosis, die Dosisleistung messen.
Verwendung
Eine Ionisationskammer wird beispielsweise im Hamburger Synchrotronstrahlungslabor (HASYLAB) im DESY in den Aufbau von Experimenten mit Synchrotronstrahlen eingebaut, um den nur wenige Nanometer großen Strahl zu "scannen". Nur so kann festgestellt werden wie die Blenden für den Versuch eingestellt werden müssen.
In der Bauform des Füllhalterdosimeters benutzt man die Ionisationskammer als Dosimeter, also als Messgerät zur Messung der Strahlendosis im Rahmen des Strahlenschutzes.
Messgröße und Messbereich
Für die unter 'Verwendung' beschriebene Kammer im HASYLAB gilt:
0,0001 mSv/h - 0,01 Sv/h (Ortsdosisleistung)
0,1 mGy/h - 0,01 mGy/h (Energiedosisleistung)
Siehe auch
Literatur
- Glenn F. Knoll: Radiation detection and measurement. Wiley New York 1979, ISBN 0-471-49545-X.
Weblinks
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