DE2002573A1 - Strahlungszaehlrohr - Google Patents

Description

DlsL-'n^, R. a.£STZ son. Dipl.-ing. K. LAMRRSCHT

Dr.-ing). R. BcETZ jr. München 22, Steinsdorfstr. 10

21.1.1970

Ali SEKHAVAT, 9bis, rue de I¹Abbe Pouehard

SAINT-MANDE (Prankreich)

Strahlungszählrohr

Die Erfindung betrifft ein Strahlungszählrohr, insbesondere ein Geiger-Müller-Zählrohr.

Ein Geiger-Müller-Zählrohr besteht im allgemeinen aus zwei Elektroden, die im Innern eines Kolbens oder Gefäßes angeordnet sind, das ein Gas oder eine Gasmischung einschließt, und zwischen denen eine beträchtliche Potentialdifferenz unterhalten wird, z. B, von 500 oder 1000 V. Diese beiden Elektroden sind die Kathode, die durch ein Rohr gebildet ist, und die Anode, die ein dünner Draht auf der Achse des Rohrs ist. Ein Widerstand mit hohem Widerstandswert ist in Serie mit der Anode geschaltet. Wenn ein Teilohen, mit ausreichender Energie den durch die Katho de begrenzten Raum durchfliegt, wird das Gas ionisiert, so daß Elektronen zur Anode und positive Ionen zur Kathode

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wandern. Auf diese Weise tritt ein elektrischer Impuls an den Anschlüssen des Widerstands auf. Wenn die zwischen den Elektroden erzeugte Potentialdifferenz einen bestimmten Wert überschreitet, können die Elektronen unter dem Einfluß des elektrischen Felds im Zwischenelektrodenraum eine solche Energie gewinnen, daß sie von neuem Gasmoleküle ionisieren können. Dieser Vorgang läuft lawinenartig ab, und die Zahl der durch die Elektroden empfangenen elektrischen Elementarladungen ist daher wesentlich größer als die durch das ionisierende Teilchen selbst erzeugte

^ Zahl. Wenn die Potentialdifferenz den als Geiger-Schwellenwert bekannten Wert überschreitet, wird die Anzahl der elektrischen Elementarladungen, die nach dem Durchgang eines ionisierenden Teilchens empfangen werden, im wesentlichen konstant und unabhängig von der Energie des Teilchens. Es existiert daher ein Plateau in der Kurve, die die Anzahl der empfangenen Ladungen in Abhängigkeit von der an den Elektroden angelegten Potentialdifferenz angibt. Der Zähler arbeitet dann als Geiger-Zähler. Es sei darauf hingewiesen, daß nach dem Auftreten des elektrischen Impulses eine sogenannte "Totzeit" des Zählrohrs vorhanden ist, während der das Rohr kein neues Teilchen feststellt. Man kann die Leistungsfähigkeit eines Geiger-

M Müller-Zählrohrs als die Wahrscheinlichkeit definieren,

mit der ein den Zwischenelektrodenraum durchlaufendes ionisierendes Teilchen dort eine Ionisation des Gases hervorruft.

An ein derartiges Rohr werden folgende Hauptforderungen gestelitt

niedrige aohwellenspanmmg, ebenes und langes Plateau,

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Totzeit,
große Leistungsfähigkeit, große Impulshöhe.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Zählrohr anzugeben, das diesen Anforderungen besser als bisher genügt.

Bin Strahlung»zählrohr mit einem Kolben, der für die ssu messende Strahlung durchlässig ist und in seinem Innern eine erste Elektrode oder Kathode, die ein Zählvolumen begrenzt, und eine zweite Elektrode oder Anode enthält, die im Innern des Zählvolumens angeordnet ist, ist gemäß -der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß die Anode aus . mehreren Elementen besteht, die im Zählvolumen verteilt sind.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert, in deren Fig. 1a, 1b| 2a, 2b und 3a, 3b drei Ausführungsbeispiele des Zählrohrs* gemäß der Erfindung abgebildet sind. ,

Das in Fig. la und Ib abgebildete Zählrohr (Schnittansicht entlang AA* in Fig. la) weist im Innern «ines zylindriechen Kolbens 1, der mit Gas gefüllt und für die zu messende Strahlung durchlässig ist, einerseits eine erste, rohrföreige Elektrode 2, die die Kathode bildet und koaxial im Gefäß 1 durch Zentriereinrichtungen 3 gehalten wird, und andererseits eine zweite Elektrode auf, die die Anode bildet und aus einem Mitteldraht k_t der auf der Achse der Kathode angeordnet ist, sowie aus vier weiteren gleichen Drähten 5 besteht, die gleichmäßig auf einer Zylinderfläche mit der gleichen Achse wie die Kathode verteilt sind)

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sie liegen eich daher jeweils zu zweit auf zwei aufeinander senkrechten Durohmessern,gegenüber* Öle Tier starren Drähte 5 sind an einem Ende durch eine Lötstelle «it dea Mitteldraht k verbunden, während ihr anderes Ende frei ist« Der Mitteldraht k wird auf der Aohse der Kathede 2 durch Befestigung am Boden einer Isolierkappe 6, beispielsweise aus Glas, gehalten, die in eines Isolierhalter f befestigt ist, der seinerseits an Ende der Kathode befestigt ist· Diese ist über ihr anderes Ende an einen Leiter β angeschlossen, der durch eine Isolierdurchführung 9 den Grundteil des Kolbens 1 durchquert und an den der negative Pel einer Hoohspannungsquelle angeschlossen wird· Aa gleichen Ende erstreckt sich der Mitteldraht k ebenfall· durch die Isolierdurchführung 9, die diesen auf der Achse der Kathede hält, und er ist an einen Leiter 10 angeschlossen, Mit de« der positive Pol der Hoohepannungsquelle verbunden wird· Das Füllgas ia Kolben kann irgendein Gas oder Gasgenlseh •ein, wie es gewöhnlich in Geiger-Müller-Zählrohren mater übliches Druck verwendet wird·

Xs ist ohne weiteres ersichtlich, daß eine derartige Anordnung nicht nur dazu dient, beträchtlich die nutzbare Länge der Anode zu erhöhen, sondern auch durch eine Verteilung der Anode in de« durch die Kathode begrenzten Ratus die Leistungsfähigkeit bei» Saaaeln der Elektronen zu verbessern«

In der folgenden Tabelle sind die Parameter angegeben, die unter den gleichen Bedingungen für ein bekanntes Kehr und für ein erfindungsgeaä0ee Mehr BiIt fünf Anedendrähten eraittelt wurden. Die beiden Kehre hatten die gleichen Abaeesungen, sie waren alt dea gleichen Ga* bei dea gleichen Druck gefüllt, und ihre Elektroden waren aus dea gleichen Metall.

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BAD ORIGINAL

Schwelle Plateau Tot- LeistungsrImpuls ■

zeit fähigkeit höhe yus gegenüber

Bekanntes
Zählrohr

Erfindungsgemäßes 284 V
Zählrohr

160 ν 150 260 v 90

3 a

5 V

18

Man sieht unmittelbar* daß das erfindungsgemäße Zählrohr eine beträchtliche Verbesserung der Zählrohrparameter mit sich bringt. Bei gleicher Strahlungsquelle (Kobait-60-Quelle) kann man folgendes sehenj

Eine bedeutende Verringerung der Schwelle, so daß die Arbeitespannung verringert werden kann, was vorteilhafterweiee die Verwendung von Halogenen im Füllgasgemisch des Rohres erlaubt}

eine Verringerung der Totseit{

eine höhere Leistungsfähigkeit gegenüber <f } diese Leistungsfähigkeit wird in der Plateaumitte gemessen l und

eine beträchtlich vergrößerte Impulshöhe.

Die Zahl der Anodendrähte braucht selbstverständlich keinen bestimmten Wert anzunehmen·¹Es ist nur wichtig» daß ^: die Anodendrähte gleichmäßig im durch die Kathode begrenzten Raum verteilt sind. · , ,

Das in Fig« 2a und 2b abgebildete Zählrohr untereohei- det sich vom Zählrohr von Fig. 1a und 1b nur durch die. Form'

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und die Anordnung der Anode) gemeinsam· Bauelement· haben die gleichen Bezugezahlen. Die Anode besteht in diesem Fall aus einem ersten Draht 11 auf der Achse der rohrförmigen Kathode 2 und einem zweiten Draht 12, der als Sohraubenlinie mit konstanter Ganghöhe konzentrisch zur Kathode gewickelt ist. Diese beiden Drähte sind durch «in· Lötstelle an ihren beiden Snden verbunden, während ihre Zentrierung wie beim vorhergehenden Aueführungsbeispiel duroh die Kappe 6 und den Halter 7 einerseits und eine Isolierdurchführung 9 andererseits vorgenommen wird.

Das in Fig. 3a und 3b abgebildete Zählrohr unterscheidet sich von den eben beschriebenen zwei Zählrohren nur durch den Aufbau seiner Anode) mit den vorhergehenden Ausführungsbeispielen übereinstimmende Bauteile sind mit den gleichen Bezugsteilen versehen. Die Anode besitzt hier vier Arme 13, die parallel zur Achse der Kathode 2 verlaufen und in diametralen Ebenen von dieser entsprechend zwei aufeinander senkrechten Durohmessern ausgerichtet sind. Die Zahl der die Anode bildenden Arme kann beliebig sein, sie sollen jedoch in allen Fällen auf Radien der Kathode liegen. Wie vorher gewährleisten die Kappe 6 und die Isolierdurchführung 9 die Halterung der Anode auf der Achs· der Kathode.

Die Anoden von Fig. 2a, b und 3a, b sind viel robuster als der aus mehreren parallelen Drähten bestehende Anodenaufbau von Fig. 1a, 1b, dessen Draht· nur an einem Ende gehaltert sind. Außerdem ist der Anstieg des Plateaus bedeutend kleiner, und di· durch einen Impuls empfangene Ladung ist viel geringer.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   IWStrahlungSBählrohr mit einen Kolben, der für die "Bu messeade Strahlung, durchlässig ist und in seinem Innern eine erste Elektrode oder Kathode, die ein Zählvolumen begrenst, and eine zweite Elektrode oder Anode enthält, die la Xaneradee Zählvolumens angeordnet ist» da d u r ο h g · k e a η β e 1 ο h η e t , daß die Anode aus mehrerea Bieae»ten besteht, die im Zählvolumen verteilt sind.

   t· Ifthlrohr naoh AnBprueh 1, dadurch gekennseichnet, 4a6 4ie Anede einen Draht (^) auf der Achse der rohrförmigea Katkede (2) und Mehrere parallele Drähte (5) Bufweist, die gleiehmaBig auf einer Zylinderfläch· alt der gleichen Achse wie die Kathode angeordnet sind (Fig. 1a_t b).

   3» Zählrohr nach Anspruoh 2, daduroh gekennseichnet, 4ae vier auf der Zylinderfläch· verteilte Drähte (5) banden eind (Fig. 1a, b)·

   %· Zählrohr naoh Anepruoh 1, daduroh gekennseichnet, daB die Anode einen Draht (11) auf der Achse der rohrför-Biigen Kathode (2) und einen Draht (12) aufweist, der eine _ B«p Kfctkede konsentrisohe Schraubenlinie besohreibt (Fig. -W

   5· Itthlrekr aaek Anepr«eh 1, daduroh gekennselohnet, «as die Aae4e ein aiied ait Biehreren Areen (13) IBt₉ die IBi «BBemtllehen parallel Bur Achse der rohrfttmigen Katho-•le (t) verlauf en «ad Je veils in einer Derehsieeeerebene der V Kathode entlang derea Radien ausgerichtet sind (Fig. 3a, b).

   BAt) ORIGiMAL

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