Ionisationskammer
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Die Ionisationskammer 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 ihrer angelegten Hochspannung und der daraus ergebenden unterschiedlichen Wirkungsweise unterscheiden.
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[Bearbeiten] Aufbau
Die 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, zentrisch aufgebaut (zylindrisch, halbkugelförmig, kugelförmig). In der Mitte bzw. auf der Achse des Zylinders befindet sich die Sammelanode. Die Kathode ist, wie Zwiebelschalen, darum herum angeordnet. Zwischen Anode und Kathode befindet sich ein Zählgas, das die eigentlichen Ladungsträger beim Einfall von Strahlung erzeugt.
[Bearbeiten] 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. Gammastrahlung tritt in die Ionisationskammer ein. Im Innern kommt es zu Wechselwirkungen mit dem Füllgas. Dabei wird dieses Gas ionisiert, das heißt, es werden Elektronen vollständig aus der Atomhülle herausgelöst. Die angelegte Hochspannung sorgt dafür, dass es zu keiner Rekombination kommt und die Elektronen die Sammelanode erreichen. Je nach verwendetem Füllgas werden pro Ionisation 30 bis 40 eV an Energie von der Gammastrahlung absorbiert. Hat die Strahlung zum Beispiel eine Energie von 1 MeV ist der Gammastrahl nach ca. 30000 Ionisationen vollständig absorbiert. Somit kann man mit diesem Detektor die absorbierte Strahlenenergie Dosis oder die pro Zeiteinheit absorbierte Strahlenenergie Dosisleistung messen.
[Bearbeiten] Verwendung
Die Ionisationskammer wird im Hamburger Synchrotronstrahlungslabor (HASYLAB) im DESY in den Aufbau von Experimenten mit Synchrotronstahlen eingebaut, um den nur wenige Nanometer großen Strahl zu "scannen". Nur so kann festgestellt werden wie die Blenden für den Versuch eingestellt werden müssen. Außerdem benutzt man die Ionisierung zur Personenüberwachung (Ortsdosisleistungsüberwachung) und zur Überwachung der Energiedosis nach schweren Störfällen oder Unfällen in kerntechnischen Anlagen.
[Bearbeiten] Messgröße und Messbereich
1E-7 Sv/h - 1E2 Sv/h (Ortsdosisleistung)
1E-4 Gy/h - 1E5 Gy/h (Energiedosisleistung)
[Bearbeiten] Siehe auch
[Bearbeiten] Literatur
- Glenn F. Knoll: Radiation detection and measurement. Wiley New York 1979, ISBN 0-471-49545-X.
