Kapitel 7.4: Nachweismethoden für ionisierende Strahlung - PTB
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<strong>7.4</strong>.2 Nachweis mittels Ionisation in Gasen 427<br />
Im Bereich der selbständigen Entladung 6 steigt die Höhe der Ladungsimpulse mit der<br />
Spannung weiter an und Sekundärprozesse, die das „Weiterbrennen" der Entladung bewirken,<br />
werden zunehmend wahrscheinlicher. Da hierdurch das Zählrohr zerstört werden kann, sind diese<br />
Zählrohrspannungen zu vermeiden.<br />
Die Form des Ladungsimpulses wird anfänglich durch die Ladungssammelzeiten<br />
<strong>für</strong> die Ionen bestimmt. Der Anstieg ist <strong>für</strong> Proportionalzählrohre und <strong>für</strong> Auslösezählrohre<br />
praktisch gleich, die größere Raumladung bei Auslösezählrohren hat noch keinen<br />
Einfluß. Da die Stoßmultiplikation innerhalb eines Abstandes weniger freier Weglängen<br />
vom Zähldraht erfolgt, ist der Beitrag der Elektronen zum Gesamtimpuls gering<br />
(< 10%). Trotz der geringen Beweglichkeit der positiven Ionen erhält man einen<br />
schnellen Impulsanstieg, da die Ionen bei der hohen Feldstärke in Anodennähe in kurzer<br />
Zeit eine große Potentialdifferenz durchlaufen. Der weitere Verlauf wird durch die<br />
Zeitkonstante des externen Meßkreises bestimmt. Zum Nachweis wird der steile Anstieg<br />
des Impulses ausgenutzt. Als Differentiationszeitkonstante im Linearverstärker wählt<br />
man ca. 10 ^s.<br />
Totzeit (s. Fig. 7.38) ist bei Auslösezählrohren die Zeitspanne nach dem Beginn des<br />
Impulses, während der das Zählrohr durch die vorangegangene Ionisation auf weitere<br />
einfallende <strong>Strahlung</strong> nicht anspricht. Die Erholzeit ist die Zeit, nach der die<br />
Impulshöhe wieder ihre volle Höhe annehmen kann. Unter der Auflösungszeit<br />
versteht man die Zeit, nach welcher ein der vorangegangenen Ionisation folgender<br />
Impuls die Ansprechschwelle des Nachweisgerätes erreicht. Diese Zeit gehört nicht zu<br />
den eigentlichen Zählrohrdaten, weil sie von der jeweiligen Schaltung des Nachweisgerätes<br />
abhängt.<br />
/% als<br />
.erholt" geltend<br />
U, Uk U, Ui ü<br />
Fig. 7 .38 Zeitlicher Verlauf der Impulse eines Auslösezählrohres<br />
Erläuterung der Begriffe Totzeit, Auflösungszeit<br />
und Erholzeit<br />
Fig. 7.39 Gemessene Impulsraten n in Abhängigkeit<br />
von der Zählrohrspannung U eines Auslösezählrohres<br />
(Zählrohrcharakteristik)<br />
£/o ist die Startspannung, Uj, die empfohlene<br />
Betriebsspannung <strong>für</strong> das Zählrohr, die<br />
Indizes A und E stehen <strong>für</strong> Anfang und<br />
Ende des Plateaus<br />
Die Kenn- und Betriebsdaten eines Auslösezählrohres (Zählrohrcharakteristik) sind<br />
'n Fig. 7.39 dargestellt. Um ein Zählrohr zu prüfen und die günstigste Betriebsspannung<br />
zu ermitteln, nimmt man bei konstanter <strong>Strahlung</strong>sleistung die Anzahl n der in einer<br />
vorgegebenen Zeit t abgegebenen Impulse in Abhängigkeit von der Spannung U auf.<br />
^an erhält eine als Charakteristik des Zählrohres bezeichnete Kurve. Unterhalb einer<br />
durch die Ansprechschwelle des Zählgerätes gegebenen Spannung werden keine Impulse