DE3307032C2 - Proportional-Detektor für ionisierende Strahlung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Proportional-Detektor für ionisierende Strahlung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartige Detektor ist aus der Veröffentlichung "Nuclear Instruments and Methods", Bd. 103, 1972, S. 315-372 bekannt.

Zuerst toll unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 das Arbeitsprinzip der Haupttypen solcher Proportional-Detek­ toren für ionisierende Strahlungen erläutert werden.

Im allgemeinen sind Proportional-Zähler, die sehr häufig verwendete Detektoren insbesondere bei Messungen in der Fundamental-Physik sind, Ionisierungskammern, die mit ionisierbare Gas gefüllt sind, in denen die Amplitude des während des Durchganges durch ein ionisierendes Mittel abgegriffenen elektrischen Signales proportional zu der Anzahl der durch das Mittel in dem Volumen der Kammer er­ zeugten Ionen oder in gleicher Weise proportional zur in diesem Volumen durch dieses Mittel verloren gegangenen Energie ist. Diese Energie läßt sich direkt von der Ampli­ tude des Impulses ableiten.

Derartige Zähler haben im allgemeinen eine negative zy­ lindrische Kammer und einen positiven koaxialen Leiter mit kleinem Durchmesser, wenn es sich um einen eindimensio­ nalen Zähler handelt. Wenn man annimmt, daß ein einziges Ionenpaar in dem Volumen der Kammer durch ein Auftreffen des ionisierenden Teilchens erzeugt wird, bewegt sich das positive Ion langsam zum negativen Zylinder, während das wesentlich leichtere Elektron schnell den den Leiter umgebenen Bereich erreicht, in dem das elektrische Feld sehr stark ist. Das so beschleunigte Elektron setzt durch Stöße neue Elektronen frei, die ihrerseits beschleunigt werden und in dem wiederum neue erzeugt werden, wobei dieser Ablauf immer so weiter geht. Hierbei handelt es sich um das all­ gemeine Ionenlawinenprinzip. Hieraus resultiert, daß sich auf dem Leiter ein Impuls bildet, den man an den beiden Enden desselben in seiner Lage im Raum so genau wie mög­ lich erfaßt.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist die Ioni­ sierungskammer durch einen leitenden Zylinder 1 begrenzt, der sich auf einem erhöhten negativen Potential bezüglich eines koaxialen Leiters 2 befindet, der mit Masse verbun­ den ist. Dieser Leiter 2 hat einen Eigenwiderstand und wird in den meisten Fällen von einem Quarzdraht gebildet, der mit einem Graphitüberzug ummantelt ist. Unter der Ein­ wirkung eines auftreffenden ionisierenden Teilchens 3 wird ein Impuls 4 an einem Punkt des Leiters 2 erzeugt, und dieser breitet sich ausgehend von diesem Punkt zu den beiden Enden des Zählers aus, an denen man die Anstiegs­ zeiten T₁ und T₂ der entsprechenden Welle erfaßt. Bei dieser Ausbreitungsart, die einer Verzögerungsleitung mit konstanter Verteilung RC entspricht (R ist der unitäre Widerstand des Leiters 2 und C die unitäre Kapazität des koaxialen Leiters 2 in der Kammer 1), erkennt man, daß die Anstiegszeiten T₁ und T₂ porportional zum Abstand zwischen dem Erzeugungs- bzw. dem Entstehungspunkt des Impulses 4 auf dem Leiter 2 und dem zugeordneten Austritts­ ende des gleichen Leiters 2 ist, das aus der Kammer 1 austritt, wenn die Zeitkonstante RC ausreichend hoch ist. Indem man T₁ und T₂ vergleicht, kommt man zu einer Be­ stimmung der genauen Position der Entstehung des Impulses 4, d. h. am Ende des Auftreffens des Teilchens 3. Ein sol­ cher Zähler ist beispielsweise in der FR-PS 1 590 045 be­ schrieben und er hat wenigstens die beiden nachstehend an­ gegebenen Nachteile: Zum einen ist er sehr zerbrechlich beim Auftreffen eines direkten ionisierenden Strahlenbün­ dels, wie der Strahlen X beispielsweise, was darauf zurück­ zuführen ist, daß diese Lawinen von großer Bedeutung hin­ sichtlich der Anzahl und der Intensität sind, so daß sich die Graphit hülle, die dem Leiter 2 einen Widerstand ver­ leiht, sehr schnell zerstört wird, wodurch der Zähler un­ brauchbar wird. Ferner impliziert die Arbeitsweise, daß der die Kammer bildende Zylinder 1 an einer Hochspannung bezüglich der Masse liegen muß, was für den Experimentator stark hinderlich ist.

Bei einer anderen Ausführungsform eines in Fig. 2 gezeigten Proportionalzählers besteht, der die Anode 2 der Leiter bildende Draht aus einem einfachen gespannten Metalldraht und an diesem liegt eine Hochspannung an, während die me­ tallische Kammer 1 sich auf Massepotential befindet. Bei diesem Zählertyp wird die Erzeugung eines Impulses 4 unter der Einwirkung einer auftreffenden ionisierenden Strahlung 3 mit Hilfe einer Serie von gesonderten kapazitiven Kollektoren 5 erfaßt, die mit einer nicht-leitenden Lei­ tung 6 verbunden sind, die sich außerhalb der Ionisierungs­ kammer 1 befindet. Unter diesen Bedingungen erfolgt die Ausbreitung des Impulses 4, der auf der Anode 2 erzeugt worden ist, durch eine Verzögerungsleitung mit konstan­ ter Verteilung LC, die ermöglicht, daß an den beiden En­ den des Zählers identische Impulse 7 abgegriffen werden, da die Verzögerungsleitung keine das Signal dämpfende Wider­ standselemente hat. Bei dieser Ausführungsform ergibt sich somit, daß es ausreicht, die Ankunftszeiten der Im­ pulse 7 an den Enden der Kammer 1 zu vergleichen, um die Entstehungsstelle des Impulses 4 auf dem Leiter 2 zu be­ stimmen. Ein solcher bekannter Zähler hat einen gewissen Vorteil gegenüber dem in Fig. 1 gezeigten Zähler, der darin zu sehen ist, daß die Signalverarbeitung im Hinblick auf die Normierung bzw. Eichung der Impulse einfacher ist. Der Leiter 2 ist ferner ein einfacher Metalldraht, der nicht die Zerbrechlichkeit des Leiters bei dem Zähler nach Fig. 1 hat und das Gehäuse 1 befindet sich auf Massepotential, so daß sich hieraus für den Benutzer keine größeren Schwierigkeiten ergeben.

Bei beiden vorstehend erläuterten Typen von Proportional­ zählern ergibt sich aber eine Anwendungsschwierigkeit, wenn man sie nicht nur als einfache lineare Zähler, son­ dern als Zähler verwenden will, die fähig sind, die An­ kunft eines Teilchens oder einer ionisierenden elektro­ magnetischen Strahlung auf einer zweidimensionalen Fläche zu erfaßen. Um dieses Ziel praktisch zu erreichen, ist man gezwungen, ein Bündel aus parallelen Leitern 2a, 2b, 2c... (Fig. 3) zu verwenden, wobei man an den Enden 8 und 9 jedes Leiters Signale abnimmt, die man individuell gemäß den Eigenschaften des Zählers verarbeitet, wie dies zuvor im Zusammenhang mit den beiden vorstehenden Bei­ spielen erläutert worden ist. Somit läßt sich die Schwie­ rigkeit der Verwirklichung erkennen, da man n Verzögerungs­ leitungen mit n elektronischen Leseeinrichtungen für die Informationen verwenden muß, um eine Orts- bzw. Lagebestim­ mung in zwei Dimensionen eines Impulses 4 zu realisieren, der an einem Punkt des Leiterbündels 2 auftritt, wenn die Vorrichtung nach Fig. 3 n parallele Leiter hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Proportional-De­ tektor für ionisierende Strahlungen zu schaffen, der bei verbesserter Empfindlichkeit und Auflösung einfacher herstellbar und sicherer handhabbar ist.

Diese Aufgabe wird durch den Proportionaldetektor nach Anspruch 1 gelöst.

Insbesondere bedeutet dies, daß der Proportional- Detektor gemäß der Erfindung die Vorteile der nach dem Stand der Technik beschriebenen Zähler hat, die im Zu­ sammenhang mit den Fig. 1 und 2 erläutert worden sind, und zwar in dem Sinne, daß er einen Widerstandskollektor und eine Verzögerungsleitung des Typs RC verwendet, sowie sich das Prinzip der Informationsübertragung zum Kollektor unter elektrostatischem Einfluß zu Nutze macht, wodurch ermöglicht wird, einen solchen Kollektor in zwei Dimen­ sionen durchgehend auszubilden, und daß sich die Resultate mit Hilfe von wenigstens zwei elektronischen Lesesystemen ermitteln lassen, die Informationen an der Peripherie des Kollektors längs der Symmetrieachsen des Bündels von Ano­ denleitern lesen. Ferner wird beim Detektor nach der Er­ findung der Vorteil beibehalten, daß die Hochspannung an der Anode anliegt und die Kathode an Masse liegt, wie bei den nach Fig. 2 bekannten Detektoren. Bei diesen gleichen Detektoren verwendet man metallische Anodenleiterdrähte ohne eine zerbrechliche Graphitummantelung, da der Wider­ stand der verwendeten Verzögerungsleitung für die Über­ tragung der Impulse jener der Oberfläche des Kollektors ist.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Zeitkonstante RC der Ver­ zögerungsleitung unter Zuschaltung einer eventuell ver­ änderbaren Kapazität vergrößert, die in Serie zwischen dem Widerstandskollektor und der Masse der Kathode ge­ schaltet ist. Wie man im Zusammenhang mit der Erläuterung der Proportional-Detektoren nach dem Stand der Technik, die im Zusammenhang mit der Fig. 1 beschrieben worden sind, gesehen hat, ist die Anstiegszeit der Impulse eine Funktion der Zeitkonstante RC der Verzögerungsleitung des Systems und man ist daran interessiert, daß diese Zeit­ konstante wenigstens einen vorbestimmten Schwellenwert durchläuft, um das Lesen der Impulse zu erleichtern. Durch das Vorhandensein dieser veränderbaren Kapazität (sei es durch die Oberfläche oder durch den Abstand zwischen der Kathode und der komplementären Elektrode) läßt sich genau der für die Konstante RC gewünschte Maximalwert bestimmen.

Gemäß einer anderen Weiterbildung des Detektors nach der Erfindung kann der Widerstandskollek­ tor in zwei gesonderte identische Detektoren zerlegt. werden, die nach einer Drehung um 90° im Raum überlagert werden, wobei jeder Kollektor auf zwei gegenüberliegenden Seiten leitende Bänder für den Abgriff der elektrischen Information aufweist. Der erste Kollektor trägt diese Bänder auf den Seiten, die in Y-Koordinatenrichtung wei­ sen, und diese werden dazu benutzt, die Informationen auf der X-Koordinate zu lesen und der zweite Kollektor trägt diese Bänder auf den Seiten, die in X-Koordinatenrichtung weisen, und diese werden verwendet, um die Informationen auf der Y-Koordinate zu lesen.

Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform ist wenigstens einer der zuvor angegebenen Widerstandskollektoren durch das Eintrittsfenster des Zählers realisiert, das hierzu als Widerstand ausgebildet ist. In bestimmten Fällen kann man vorsehen, daß die beiden Kollektoren jeweils einem der beiden Eintrittsfenster des Detektors zugeordnet sind, die eine Fläche entsprechend zwei parallelen Flächen des die Kathode bildenden Gehäuses haben.

Der wesentliche Vorteil dieser Aufteilung bzw. Zerlegung des Widerstandskollektors liegt darin, daß sich die ge­ samten Randeffekte und Störeffekte beim Lesen der elektri­ schen Informationen X und Y unterdrücken lassen, die un­ vermeidbar sind, da diese Informationen auf Punkten abge­ griffen werden, die sich in der Mitte der jeweiligen Ränder eines einzigen Kollektors befinden. Bei zwei ge­ sonderten Kollektoren, von denen jeder gesondert für das Lesen einer der Koordinaten X oder Y des Auftreffpunktes einer durch Influenz bewirkten Ladung bestimmt ist, ge­ währleisten die seitlich vorgesehenen leitenden Bänder eine Strömung der Ladung entsprechend den Stromlinien immer senkrecht zur gemeinsamen Richtung der beiden parallelen Bänder der quadratischen oder rechteckigen Kollektorplatte. Somit erreicht man ein unabhängiges Lesen der Koordinate des Erzeugungspunktes einer durch Influenz bewirkten Ladung.

Der Zähler nach der Erfindung kann eine ebene oder eine gekrümmte, insbesondere eine zylindrische Symmetrie haben. Es reicht hierbei einfach aus, daß das Bündel von Anodenleitern in dem Raum eine regelmäßige Fläche in der gleichen Weise wie die Kathode einerseits und die Wider­ standsabschirmung andererseits definiert, wobei der jeweilige Abstand zwischen den verschiedenen Elementen konstant bleibt. Der Widerstandskollektor kann auf ir­ gendeine bekannte Art und Weise gefertigt werden und ins­ besondere durch Ablagerung von Kohlenstoff oder Wolfram auf einer Kunststoffolie. Bei dieser Herstellungweise erhält man einen Widerstandskollektor mit einem ausrei­ chend hohen Widerstand, um eine gegebene Zeitkonstante RC zu erreichen, was äußerst schwierig ist, und daher ist die komplementäre veränderbare Kapazität von Bedeutung, die ermöglicht, die verteilte Kapazität C der Ver­ zögerungsleitung zu vergrößern, um die Zeitkonstante auf den gewünschten Wert einzustellen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von zwei Beispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher er­ läutert. Darin zeigt:

Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht eines Proportional-Detektors nach der Erfin­ dung in auseinandergezogener Darstellung,

Fig. 5 Ansichten von bestimmten Elementen eines Detektors nach der Erfindung in einer Symme­ trie eines Zylinders,

Fig. 6 eine gesonderte Ansicht der beiden ge­ sonderten Kollektoren, bei einer Zerle­ gung des Widerstandskollektors,

Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel eines Detektors nach der Erfindung, der einen zerlegten Widerstandsdetektor hat, der sich in dem Gehäuse des Geräts befindet, und

Fig. 8 eine Querschnittsansicht eines Detektors mit zwei gesonderten Kollektoren für den Anwendungsfall, daß einer der beiden durch das Eintrittsfenster des Gehäuses der Vorrichtung gebildet wird.

In Fig. 4 ist ein Gehäuse 1 gezeigt, das die Kathode bil­ det und das mit einem Fenster 10 versehen ist, wobei die Kathode 1 mit Masse verbunden ist. Das Fenster 10 sollte auf jeden Fall leitend sein (um die Kontinuität des elektrischen Feldes in dem Detektor zu gewährleisten) und es sollte für die zu ermittelnden ionisierenden Strah­ lungen durchlässig sein. Es kann beispielsweise aus Beryllium oder Aluminium mit geringer Stärke (100 µm) bestehen und es ist im elektrischen Kontakt mit dem Ge­ häuse 1. Im Innern der Kathode 1 befindet sich eine Reihe von parallelen Leiterdrähten 2, die eine Art Bündel oder einen Verband bilden, wobei jeder Leiterdraht 2 parallel zur Leitung 11 geschaltet und mit dem positiven Anschluß einer Hochspannungsquelle verbunden ist. Das Bündel von Leiterdrähten 2 bildet somit die Anode des Proportional­ zählers. Zwischen dem Leiterbündel 2 und der Kathode 1 befindet sich erfindungsgemäß eingebaut der Widerstands­ kollektor 12, dessen Oberfläche leitend, durchgehend und im Hinblick auf seinen elektrischen Widerstand isotrop ist. Der Kollektor 12 ist über einen Polarisierungs-Wider­ stand 22 mit Masse verbunden, der die Anlegung eines Nullpotentials beim Fehlen eines Signals ermöglicht. Die verteilte Kapazität der so gebildeten Verzögerungs­ leitung RC wird in gewünschtem und veränderbarem Maße dank der leitenden Elektrode 13 vergrößert, die ebenfalls an Masse liegt und zwischen dem Widerstandskollektor 12 und der Kathode 1 angeordnet ist. Die entsprechend dem Einfluß auf das Bündel von Leitern 2 durch den Wider­ standskollektor 12 erhaltenen elektrischen Signale werden übertragen und in vier Punkten X₁, X₂ und Y₁, Y₂ analy­ siert, die auf den Symmetrieachsen des Bündels von Anoden­ leitern 2 liegen. Versuche zeigen, daß das Lesen dieser Informationen auch dann möglich ist, wenn nur zwei Elek­ troden X und Y eingeschlossen sind, die auf der Mitte der beiden Seiten liegen, die dem Widerstandskollektor 12 benachbart sind, wobei eine systematische Korrektur er­ forderlich ist, die man mit Hilfe eines Rechners ermit­ teln kann, und die notwendig ist, um die Symmetrie des Lesesystems wiederherzustellen. Anders ausgedrückt be­ deutet dies, daß dies mit Hilfe von wenigstens zwei Spannungsabgriffen an der Peripherie des Kollektors mög­ lich ist, wenn diese Abgriffe an zwei Punkten erfolgen, die auf der Symmetrieachse des Leiterbündels der Anode liegen. Selbstverständlich ist das Lesen genauer, d. h. daß das Lesen mit einem wesentlich kleineren systemati­ schen Fehler behaftet ist, wenn man vier Spannungsabgriffe anstelle von zwei vorsieht, wie dies in Fig. 4 darge­ stellt ist.

Der in Fig. 4 gezeigte Zähler ist in elektrischem Sinne ein solcher Typ eines Zählers, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, wobei eine Verzögerungsleitung mit einer Zeit­ konstante RC verwendet wird, und die Gewinnung der elektrischen Resultate, die an den Punkten X₁, X₂ und Y₁ und Y₂ gelesen werden, erfolgt auf dieselbe Weise wie dies im Zusammenhang mit dem Zähler nach Fig. 1 erläutert worden ist. Die Verarbeitung der so in X und Y erhaltenen elektrischen Informationen macht folglich nur eine Zwei­ parameteranalyse des eindimensionalen Systems erforderlich. Bei der praktischen Anwendung der Ausführungsform nach Fig. 4 erhält man eine Auflösung in Y-Richtung parallel zu den Leitern 2 in der Größenordnung von 0,2 mm bei einem linearen Detektor von 100 mm. Die Auflösung in X-Richtung senkrecht zu den Anodenleitern 2 hängt von dem Abstand dieser Leiter ab, der bei einer im Laboratorium erstellten Ausführungsform 0,6 mm betrug. Versuche haben vor allem gezeigt, daß die Auflösung in Abhängigkeit von dem Abstand der Leiter besser wird, denn ein zwischen zwei benachbarten Leitern sich befindender Impuls wird dennoch erfaßt, der nach dem Prinzip "Mittelpunkt der elektrischen Gravität" der Ladungen reagiert, die auf zwei aufeinanderfolgenden Leitern vorhanden sind.

Anhand dieses Prototyps läßt sich feststellen, daß die Detektorzelle ihre Proportionaleigenschaft bis zu einer Aktivität von 400000 Stößen bzw. Impulsen pro Sekunde für eine durch das Fenster 10 beaufschlagte Fläche von 100 cm² beibehält.

Wie bei allen verwendeten Detektoren hängt die Ansprech­ empfindlichkeit der Zelle von verschiedenen Strahlenarten (Röntgen-, Gammstrahlen usw.) mit der Beschaffenheit des verwendeten Gases, mit dem Druck, unter dem es in dem Raum 1 eingeschlossen ist, der die Kathode bildet, sowie mit der Dicke der von der Strahlung zu durchquerenden Gasschicht oder den auftreffenden ionisierenden Teilchen zusammen. Das Anwendungsgebiet eines solchen Proportional- Strahlungsdetektors ist jenes der zweidimensionalen De­ tektoren, wie beispielsweise zum Erhalten eines Bildes, ausgehend von Röntgenstrahlen in Laboratorien, die Dif­ fusion sowie die Fraktion der Röntgenstrahlen. Auf medi­ zinischem Gebiet kann man Detektorflächen dieses Typs verwenden, um Röntgenaufnahmen mit sehr geringen Be­ strahlungsdosen für den Patienten zu erhalten sowie zur zweidimensionalen Chromatographie, ausgehend von radio­ aktiven Molekülen. Schließlich können verschiedene Stoffe durch Übertragung mit Hilfe der Detektoren nach der Erfindung geregelt und gesteuert werden, die einem Röntgenstrahlenfluß ausgesetzt sind.

In Fig. 5 ist ein schematisches Beispiel einer Verwirk­ lichungsweise des Proportional-Detektors nach der Er­ findung gezeigt, wobei die Symmetrie der Anodenleiter 2, des Widerstandskollektors 12 und der Kathode 1 zylindrisch ist. Die Arbeitsweise einer solchen Ausführungsform stimmt mit jener des Detektors nach Fig. 4 insoweit überein, daß die Flächen der drei das Leiterbündel bildenden Ele­ mente, der Widerstandskollektor und die Kathode "parallel" sind und einen konstanten Abstand haben. Selbstverständ­ lich kann man in Abhängigkeit von speziellen Bedarfs­ fällen andere geometrische Ausformungen empfehlen, um ei­ nen zweidimensionalen Proportional-Detektor nach der Erfindung zu erhalten.

In Fig. 6 sind schematisch die beiden Widerstandskollek­ toren 12a und 12b Seite an Seite gezeigt, die sich nach der Erfindung durch Zerlegen des Kollektors 12 in Fig. 4 ergeben.

Jeder Widerstandskollektor 12a und 12b mit quadratischer oder rechteckiger Form ist auf zwei seiner gegenüberlie­ genden Seiten mit Leiterbändern, wie 14 und 15 versehen, die parallel zur Achse OY des Achsensystems XOY für den Kollektor 12a sowie 16 und 17, die parallel zur Achse OX des Achsensystems XOY für den Kollektor 12b sind. Wie in Wirklichkeit in den Fig. 7 und 8 gezeigt, sind die beiden Widerstandskollektoren in dem Raum mit der in Fig. 6 gezeigten Ausrichtung übereinander angeordnet, was bedeutet, daß die beiden Kollektoren 12a und 12b, die identisch ausgebildet sind, in dem Raum nach einer Drehung um 90° um ihren Mittelpunkt übereinandergelagert sind.

Der erste Kollektor 12a ist mit zwei Elektroden 18 und 19 verbunden, die auf den leitenden Bändern 14 und 15 be­ festigt sind, die das Abgreifen der Informationen X₁ und X₂ auf der Abszisse des Punktes ermöglichen, an dem ein elektrischer Impuls des Detektors durch Influenz eine Ladung Q erzeugt. Der zweite Kollektor 12b ist mit zwei Elektroden 20 und 21 verbunden, die auf den leitenden Bändern 16 und 17 befestigt sind, und die das Abgreifen der Informationen Y₁ und Y₂ auf der Ordinate des Punktes ermöglichen, an dem die gleiche Ladung Q auftritt.

Das Unterteilen des Kollektors 12 in zwei Kollektoren 12a und 12b, die in ihren Rändern mit leitenden Bändern 14, 15, 16 und 17 versehen sind, ermöglicht das Erhalten eines elektrischen Feldes, das auf jeder der beiden gleichmäs­ sig ist und gewährleistet die Bildung von Stromleitungen (in Fig. 6 in gebrochenen Linien eingetragen), die pa­ rallel zu den Achsen OX und OY an jedem durch Influenz bewirkten Erzeugungspunkt einer Ladung Q an irgendeinem Punkt der Kollektoren sind. Als Vorteil ergibt sich hier­ bei insbesondere, daß die Randeffekte, die Störeffekte, die beim Lesen in einem einheitlichen Kollektor 12 un­ vermeidbar sind und vollständig unterdrückt werden, da die elektrischen Informationen X₁, X₂ und Y₁, Y₂ be­ züglich des Erreichens der zugeordneten Impulsflanke an dem Erzeugungspunkt Q (X, Y) einer Ladung durch Influenz mit Hilfe der Seiten des Kollektors abgenommen werden. In Fig. 7 sind dieselben Elemente wie in Fig. 4 gezeigt und der Widerstandskollektor 12 ist in zwei gesonderte und überlagerte Kollektoren 12a und 12b zerlegt, von denen jeder beim Lesen der Informationen X₁ X₂ oder Y₁ Y₂ bezüglich einer der Koordinaten des Erzeugungs­ punktes einer durch Influenz bewirkten Ladung Q auf dem Kollektor beaufschlagt wird.

Fig. 8 schließlich zeigt eine interessante abgewandelte Ausführungsform des Zählers nach Fig. 7, bei der einer der Widerstandskollektoren 12b mit dem Eintrittsfenster 10 des Gehäuses 1 zusammenfällt. Bei dieser Ausführungs­ form haben die beiden Kollektoren 12a und 12b ihre Widerstandsflächen Fläche zu Fläche in Richtung auf das Innere des Gehäuses 1 gedreht. Isolierrahmen 23 und 24 halten einerseits den Kollektor 12b und andererseits die Ebene der Anodenleiter 2 an Ort und Stelle. Die Ausgänge 20 und 21 des Kollektors 12b liefern Informationen Y₁ und Y₂ auf der Ordinate Y der auf dem Kollektor erzeugten La­ dung Q und der Ausgang 18 des Kollektors 12a, der nur in Fig. 8 sichtbar ist, liefert die Information X₁. Po­ larisationswiderstände 22 und 25 sind zwischen der Masse und den Ausgängen X₁ und Y₁ derart vorgesehen, daß beim Fehlen von Impulsen in dem Detektor die Kollektoren 12a und 12b auf dem Potential der Masse sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 8 bildet der Wider­ standskollektor 12b gleichzeitig das Fenster 10 des Zählers und er kann beispielsweise aus Kunststoff be­ stehen, wobei seine Innenfläche mit Graphit und seine Außenfläche mit Metall überzogen ist.

Claims (7)

1. Proportional-Detektor für ionisierende Strahlung zur Ortsbestimmung der registrierten ionisierenden Strahlung in zwei Dimensionen, mit

• 1. einem Gehäuse, das mit einem Meßgas gefüllt ist,
• 2. einer Kathodenanordnung (1), die zumindest von zwei einander gegenüber­ liegenden Hauptwänden des Gehäuses gebildet wird,
• 3. einer in dem Gehäuse parallel zu den beiden Hauptwänden angeordneten Anodenanordnung (2), die aus einer Mehrzahl paralleler, elektrisch miteinander verbundener Leitungsdrähte besteht,
• 4. einer Hochspannungseinrichtung (HT), deren Pluspol mit der Anodenanord­ nung (2) und deren Minuspol mit der Kathodenanordnung (1) elektrisch ver­ bunden ist, und
• 5. einer sich in zwei Dimensionen (X, Y) erstreckenden, eine RC-Verzögerungs­ leitung bildenden Widerstandselektrodenanordnung, die in dem Gehäuse auf zumindest einer Seite der Anodenanordnung (2) parallel zu der Anodenanord­ nung (2) angeordnet ist, durch einen ohmschen Widerstand (22; 25) elektrisch mit Masse verbunden ist und am Rande mit zumindest zwei Abgreifstellen (X₁, X₂, Y₁, Y₂) für Impulse versehen ist, die in der Widerstandselektrodenanord­ nung durch von der registrierten ionisierenden Strahlung ausgelöste Ionenlawi­ nen erzeugt werden und hinsichtlich der X- und der Y-Koordinaten der regi­ strierten ionisierenden Strahlung auswertbar sind,

dadurch gekennzeichnet, daß

• 1. das die Kathodenanordnung (1) bildende gesamte Gehäuse auf Massepo­ tential gelegt ist,
• 2. die Widerstandselektrodenanordnung als ein oder zwei durchgehend flächige Widerstands­ kollektorelektroden (12; 12a, 12b) ausgebildet ist, die jeweils aus einer Kunststoffolie mit einer Widerstandsablagerung auf der der Anodenanordnung (2) zugewandten Seite und einer elektrisch mit Masse verbundenen Metallablagerung auf der anderen Seite bestehen,
• 3. die Impulsabgreifstellen (X₁, X₂, Y₁, Y₂) am Rande der ein oder zwei Widerstandskollektor­ elektroden (12; 12a, 12b) entspechend den auf die ein oder zwei Widerstandskollektorelektroden (12; 12a, 12b) projizierten Symmetrieachsen der Anodenanordnung (2) angeordnet sind und
• 4. die X- und die Y-Koordinaten der registrierten ionisierenden Strahlung aus der Anstiegszeit der an den Impulsabgreifstellen (X₁, X₂, Y₁, Y₂) der ein oder zwei Wider­ standskollektorelektroden (12; 12a, 12b) verfügbaren Impulse ableitbar sind.

2. Detektor nach Anspruch 1, in welchem die Konstante RC der Verzögerungslei­ tung durch Zuschalten einer veränderbar Kapazität (13) vergrößerbar ist, die zwischen den ein oder zwei Widerstandskollektorelektroden (12; 12a, 12b) und der Ka­ thode (1) angeordnet ist.

3. Detektor nach einem der Ansprüche 1 und 2, in welchem jede Widerstandskol­ lektorelektrode (12; 12a, 12b) rechteckig ausgebildet ist.

4. Detektor nach einem der Ansprüche 1 und 2, dessen Symmetrie zylindrisch ist.

5. Detektor nach Anspruch 1, bei dem die Widerstandsablagerung aus einer Kohlenstoffauflage auf der Kunststoffolie besteht.

6. Detektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, bei dem zwei gesonderte gleiche Widerstandskollektorelektroden (12a, 12b) vorgesehen sind, die im Raum übereinandergelagert und um 90° gegeneinander gedreht sind, wobei
jede Widerstandskollektorelektrode (12a, 12b) auf zwei gegenüberliegenden Seiten leitende Bän­ der (14, 15, 16, 17) für den Abgriff der elektrischen Informationen aufweist,
die eine Widerstandskollektorelektrode (12a) die Bänder (14, 15) auf jenen Seiten trägt, die in Richtung der Y-Koordinate weisen, und die zum Lesen der Informationen auf der X-Koordinate bestimmt sind, und
die andere Widerstanskollektorelektrode (12b) die Bänder (16, 17) auf jenen Seiten trägt, die in Richtung der X-Koordinate weisen, und zum Lesen der Informationen auf der Y-Koordinate bestimmt ist.

7. Detektor nach Anspruch 6, bei dem wenigstens eine der Widerstandskol­ lektorelektroden zugleich das Strahlungs-Eintrittsfenster (10) des Detektors bildet.