Gasgefüllte Teilchendetektoren dienen zum Nachweis von ionisierender Strahlung oder einzelner Teilchen, wie beispielsweise der radioaktiven -Strahlung. Dabei werden die vom nachzuweisenden Teilchen erzeugten Ionen gemessen.

Aufbau von gasgefüllten Teilchendetektoren

Ein gasgefüllter Detektor besteht aus einer Kammer, die mit einem Edelgas gefüllt ist. In dieser Kammer wird an zwei Elektroden eine Hochspannung angelegt, die ein elektrisches Feld erzeugt. Durchquert ein geladenes Teilchen diese Kammer, so werden die Atome des Füllgases ionisiert; durch das elektrische Feld in der Kammer wandern die Ionen und die ausgelösten Elektronen zu den verschiedenen Elektroden. Dadurch fließt zwischen den Elektroden ein Strom, der gemessen wird.

Gasverstärkung und Arten von gasgefüllten Detektoren

Wird eine ausreichend hohe Spannung angelegt, so kommt es zur Gasverstärkung. Dabei werden die vom nachzuweisenden Teilchen ausgelösten Elektronen (Primärionisation) soweit beschleunigt, dass sie selbst wiederum Atome des Füllgases ionisieren können (Sekundärionisation). Dadurch wird der an den Elektroden gemessene Strom verstärkt.

Je nach angelegter Spannung unterscheidet sich auch die Gasverstärkung grundsätzlich. Je höher dabei die angelegte Spannung ist, desto größer wird die Anzahl der durch Sekundärionisation erzeugten Elektronen. Dadurch ergeben sich verschiedene Einsatzmöglichkeiten für Teilchendetektoren, die in unterschiedlichen Spannungsbereichen arbeiten:

• Ionisationskammern: dienen zur Messung der durchschnittlichen Energie, die ein Teilchen beim Durchqueren der Kammer abgibt
• Proportionalzählrohre: arbeiten mit einer höheren Zählrohrspannung als Ionisationskammern, dienen zum Nachweis und zur Energiemessung einzelner Teilchen
• Geiger-Müller Zähler: arbeiten mit sehr hoher Zählrohrspannung, dienen zum Nachweis einzelner Teilchen ohne Energiemessung; auch Nachweis einzelner Teilchen möglich

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