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Glaszählrohr mit Halogenfüllung Die Erfindung betrifft ein Glaszählrohr
mit Halogenfüllung, welches eine schichtförmige Katode besitzt. Der Katodenanschluß
des Katodenbelages ist dabei so ausgeführt, daß kein totes Volumen für den Katodenkontakt
benötigt wird und zugleich eine Erhöhung der Empfindlichkeit des Zählrohres für
#-Quanten möglich ist.
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Bei den üblichen Glaszählrohren mit Halogenfüllung, bei denen eine
Schicht, beispielsweise aus Zinndioxyd, als wirksame Katodenfläche dient, befindet
sich der Zuführungskontakt außerhalb der wirksamen Katodenzone, die der Anode gegenüberliegt.
Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß einerseits Spitzen am Kontakt zu unerwünschten
Feldstärken-Erhöhungen im Entladungsraum des Zählrohres führen, andererseits daß
bestimmte phy-
sikalische Eigenschaften des Kontaktwerkstoffes, wie z. B.
eine niedrige Austrittsarbeit, zu einer Verschlechterung der Zählrohreigenschaften
führen. Der Nachteil dieser Konstruktion ist das durch den Katodenanschluß entstehende
beträchtliche tote Volumen, da im Zählrohr neben dem Entladungsraum ein Raum für
das Unterbringen des Katodenkontaktes vorgesehen werden muß. Dieser Raum muß so
groß sein, daß eine Oxydation des Kontaktes beim Verschmelzen des Zählrohres ausgeschlossen
wird. Das entstehende tote Volumen beeinflußt wesentlich die Eigenschaften des Zählrohres,
da in .diesem Bereich entstehende Entladungslawinen, die auf Grund ihrer geringen
Ladungsmenge selbst nicht ,elektronisch wahrgenommen wurden, über Resonanzfotonen
Entladungen im eigentlichen Entladungsraum auslösen können. Da die Größe der Lawinen
und damit die Wahrscheinlichkeit einer Zündung im Entladungsraum stark feldstärke-
und damit spannungs- und temperaturabhängig ist, kommt es zu einer wesentlichen
Verschlechterung der Zählrohreigenschaften, insbesondere der sogenannten Zählcharakteristik
oder Plateaukennlinie. Dadurch ist es bei den bekannten Schichtkatodenanordnungen
nicht möglich, gleichwertige Eigenschaften gegenüber Zählrohren zu erhalten, deren
Katode aus Metall besteht und zugleich Außenmantel des gasgefüllten Entladungsraumes
ist.
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Ferner sind Zählrohre bekannt, bei denen die Katode aus einer Drahtwendel
gebildet wird. Zählrohre mit derartigen Katoden neigen, wenn die Wendel mit der
Glaswand in Verbindung steht, zur Bildung von Fehlentladungen, besonders bei mechanischen
Beanspruchungen. Wird die Katodenwendel so angebracht, daß sie die Glaswand nicht
berühren kann, so entsteht zwischen ihr und der Glaswand ein Volumen, dessen Feldstärke
durch den Durchgriff des Feldes durch die Wendel, durch Glasaufladungen und die
zwischen Katodenwendel und Anode liegende Betriebsspannung bedingt ist. Daraus resultieren
ungünstige Plateaueigenschaften.
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Bei einer weiteren bekannten Anordnung wird in eine Metallkatode eine
Metallwendel eingesetzt. Diese hat jedoch die Aufgabe, das dünnwandige, betastrahlendurchlässige
Katodenrohr, das zugleich Katode und Zählrohrhülle bildet, gegen den äußeren Luftdruck
zu versteifen. Die Spannungszuführung zur Katode erfolgt bei dieser Anordnung von
außen. Ihre Anwendung ist auf die mechanische Versteifung von Metallkatoden beschränkt.
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Zweck der Erfindung ist eine Verbesserung der Zählcharakteristik und
eine Verringerung ihrer Temperaturabhängigkeit.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in einem Glaszählrohr die
Zählrohrkatode und den Katodenkontakt so auszubilden, daß kein totes Volumen entsteht.
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Diese Aufgabe wird bei einem Glaszählrohr mit Halogenfüllung und einem
auf die Glaswand aufgebrachten und durch eine federnde Zuleitung kontaktierten,
elektrisch leitenden Katodenbelag erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der federnde
Katodenkontakt zugleich einen Teil der wirksamen Katodenfläche bildet.
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Als geeigneter Werkstoff für den Katodenkontakt hat sich Wolframdraht
erwiesen, da Wolfram eine genügend hohe chemische Beständigkeit besitzt, andererseits
auf Grund seiner physikalischen Eigenschaften aber gut als Katodenmaterial geeignet
ist.
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Eine einfache Konstruktionsform des Katodenkontaktes für rohrförmige
Katoden bildet eine Kontaktwendel, die konzentrisch auf dem Katodenbelag
aufliegt
und dadurch an mehreren Punkten zugleich den notwendigen Kontakt gewährleistet.
Die Steigung einer solchen Kontaktwendel kann das Mehrfache ihres Durchmessers betragen,
falls sie nicht auf Grund der sich durch ihren Einbau ergebenden Vergrößerung der
Katodenoberfläche zu einer Erhöhung der Zählrohrempfindlichkeit für y-Quanten verwendet
werden soll. In diesem Fall ergibt sich ein Maximum der Empfindlichkeit, wenn die
Steigung das Zwei- bis Vierfache des Durchmessers des als Federmaterial benutzten
Drahtes beträgt.
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Neben dieser Empfindlichkeitssteigerung erhält man als weiteren Vorteil
dieser Konstruktionsart die wesentliche Verbesserung der Plateaueigenschaften, ferner
wird der Einfluß der Arbeitstemperatur auf die Eigenschaften des Zählrohres wesentlich
verringert.
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Weiterhin kann die Energieabhängigkeit der Quantenansprechwahrscheinlichkeit
auf Grund der erhöhten mittleren Ordnungszahl des Katodenmaterials so beeinflußt
werden, daß sich derartige Zählrohre besonders in Verbindung mit einem entsprechend
ausgebildeten Absorber für die Dosirnetrie von y-Strahlung eignen.
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Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen erläutert
werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigt Fig. 1 ein Zählrohr vorzugsweise
für fl-Strahlungs-Messung, Fig. 2 ein Zählrohr vorzugsweise für 7-Strahlungs-Messung.
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In der F i g. 1 drückt ein Katodenkontakt 1, beispielsweise
eine Kontaktwendel aus Wolframdraht, deren Steigung etwa gleich ihrem Durchmesser
ist, auf einen auf die Oberfläche des Glaskolbens 3 aufgebrachten Katodenbelag2,
der beispielsweise eine etwa 0,5 #tra starke Zinnoxydschicht ist. Das Katodenpotential
wird dem Katodenkontakt 1 und damit dem Katodenbelag 2 über einen mit dem
Katodenkontakt 1 in Verbindung stehenden eingeschmolzenen Metallring 4 zugeführt.
Das in F i g. 2 wiedergegebene Ausführungsbeispiel entspricht dem der F i
g. 1, jedoch handelt es sich um einen auch für die 1-Dosimetrie geeigneten
Zählrohrtyp, bei dem eine verbesserte Energieabhängigkeit der Quantenansprechwahrscheinlichkeit
gefordert wird. Die Steigung der Kontaktwendel beträgt das Vierfache des Drahtdurchmessers.
Neben der Verbesserung des Energieganges ergibt sich für 60 Co eine Zunahme der
Empfindlichkeit pro Längeneinheit der Katode von 35 % gegenüber der Ausführungsform
in F i g. 1.