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Zählrohr


Siehe auch


Basiwissen


Ein Zählrohr, zum Beispiel ein Geigerzähler, dient zur quantitativen Messung von radioaktiver Strahlung. Die Grundidee ist, dass radioaktive Teilchen entweder selbst ionisiert sind (elektrisch geladen) oder aber durch Stöße Gasteilchen ionisieren können. Die ionisierten Teilchen werden über eine elektrische Spannung in einen elektrischen Strom verwandelt. Die Stromstärke I erlaubt dann Rückschlüsse auf die Menge eingefallener Strahlung.

Einfachste Variante, Gammastrahlung


Die einfachsten Zählrohre bestehen aus einem an beiden Seiten verschlossenen zylindrischen Metallrohr, das die Kathode darstellt. Die Anode, ein Draht von z. B. 0,1 mm Durchmesser, befindet sich in der Achse des Zylinders und wird an einem Ende durch einen Isolator (Glas) aus dem Zählrohr herausgeführt. Der Rohrdurchmesser beträgt einige Zentimeter. Solche Zählrohre sind zur Detektion von Gammastrahlung geeignet, da diese das Metallrohr durchdringt.

Mit Fenster: Alpha- und Betastrahlung


Sollen neben Gamma- auch Alpha- und Betastrahlung detektiert werden sollen, darf das Zählrohr an einem Ende nur mit einer massearmen Folie (z. B. Glimmer oder spezielle Plastikfolie) verschlossen sein (Fensterzählrohr). Die Folie muss dem Druckunterschied zur Außenluft standhalten, aber die Teilchen in das Zählrohr gelangen lassen.

Mit Bortrifluorid: langsame Neutronen


Für langsame, insbesondere für thermische Neutronen eignet sich das Gas Bortrifluorid (BF3). In dieser Verbindung hat das Bor eine gewisse Wahrscheinlichkeit die Neutronen einzufangen. Daraufhin zerfällt der Borkern in elektrisch geladene Bruchstücke, unter anderem Alphateilchen. Diese können dann im Zählrohr detektiert werden.

Mit Metan oder Wasserstoff: schnelle Neutronen


Zur Energiemessung an schnellen Neutronen (etwa 0,1 bis 6 MeV) wird als Zählgas Wasserstoff oder Methan von einigen Bar Überdruck verwendet. Aus dem damit gemessenen Energiespektrum der Rückstoßprotonen aus der elastischen Streuung lässt sich auf das Neutronenspektrum schließen.