DE419222C - Verfahren zur Zaehlung der durch Strahlung hervorgerufenen Elementarprozesse mit Hilfe einer Zaehlkammer - Google Patents

Description

Die bekannten Einrichtungen zum Zählen von α-, β- oder Kathodenstrahlteilchen sind noch sehr unvollkommen. Bei der unter atmosphärischem Luftdruck stehenden Geigerschen Zählkammer erhält man, trotzdem die eine Elektrode eine scharfe Spitze ist, bei Spannungen von 1200 bis 1500 Volt nur einen schwachen Spitzenstrom, so daß die Zählung nur mit feinen Instrumenten möglich ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren, das schon bei geringer Spannung (z. B. 200 Volt) eine mit verhältnismäßig großer Stromstärke einsetzende leuchtende Entladung liefert, so daß ein Aufzeichnen oder Zählen der Entladungen mit groben Meßinstrumenten möglich ist. Zu diesem Zwecke wird eine mit verdünntem Edelgas gefüllte Entladungsröhre unter ,Vorschaltung eines hohen Widerstandes, der in an sich bekannter Weise mit einer Kapazität, z. B. in Form eines zu ihm oder zur Röhre selbst parallel geschalteten Kondensators zusammenwirkt, an eine Spannung angelegt, die gerade noch nicht zum Zünden der Entladung ausreicht, jedoch, sobald durch den Eintritt einer korpuskularen Strahlung (α-, β- oder Kathodenstrahlen) oder einer Wellenstrahlung (y-Strahlen, Röntgenstrahlen, ultraviolettes oder sichtbares Licht) in der Röhre eine Ionisation hervorgerufen wird, eine Entladung erzeugt, die aber unter der Wirkung des hohen Widerstandes und der Kapazität sofort wieder erlischt.

Dieser Vorgang wird durch· jedes einzelne in die Röhre eintretende Teilchen eines α-, β- oder Kathodenstrahles hervorgerufen, so daß das Aufblitzen der Röhre bzw. die damit

zusammenhängenden Stromstöße ein Mittel geben, die Strahlteilchen zu zählen. Im Gegensatz zur Geigerschen Zählkammer braucht dabei nicht die eine Elektrode eine scharfe Spitze zu sein, vielmehr kann man beliebig geformte, z. B. auch platten- oder zylinderförmige Elektroden verwenden.

Da die Kapazität und der Vorschaltwiderstand ein promptes Erlöschen der Entladung ίο nach Aufhören der ionisierenden Wirkung hervorrufen, kann die Stromstärke während der leuchtenden Entladung sehr viel höher sein als bei der bekannten Zählkammer, weil eben die Entladung immer nur ganz kurze Zeit andauert, so daß der starke Strom nicht zu einer Beschädigung der Zählkammer führen kann. Es muß nur bei hohen Stromstärken (kleinem Vorschaltwiderstand) die Kapazität entsprechend höher gewählt werden. Die Beschädigung der Entladungsröhre wird vermieden durch die Edelgasfüllung und die nicht spitze Form der Elektroden. Bei den bekannten Zählkammern, bei denen die eine Elektrode eine scharfe Spitze ist, muß die Stromstärke so niedrig gehalten werden, daß eine sichtbare leuchtende Entladung überhaupt nicht zustande kommt.

Die Abbildung veranschaulicht schematisch eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung. An eine Stromquelle von geeigneter Spannung (etwa 200 Volt) sind in Reihe ein hoher Widerstand α (ίο⁷ Ohm), eine Entladungsröhre b mit Edelgasfüllung und ein Meß- oder Registriergerät e geschaltet. Die aus Glas, Quarz oder einem anderen geeigneten Material angefertigte Entladungsröhre enthält zwei z. B. plattenförmige Elektroden. Parallel zum Widerstand α liegt ein kleiner Drehkondensator d (Kapazität ο bis 300 cm).

Tritt in die Entladungsröhre eine kontinuierliche Wellenstrahlung ein, so werden in der Gasfüllung, vorwiegend aber an den Elektroden, diskontinuierlich Elektronen freigemacht. Diese rufen eine Ionisation des Gasinhalts der Röhre und damit eine Zündung der Entladung hervor. Da die Zahl der ausgelösten Elektronen proportional der Intensität der Wellenstrahlung ist, ergibt die festgestellte Zahl der Zündungen in der Zeiteinheit ein Maß für die Intensität der Wellenstrahlung.

Für die Untersuchung durchdringender Wellenstrahlen ist es gleichgültig, wie die Strahlung die Entladungsröhre durchsetzt, wenn nur die Elektroden getroffen werden. Handelt es sich dagegen um die Messung wenig durchdringender Welienstrahlen (z. B.

! ultraviolettes Licht), so muß man durch Ver-I wendung eines geeigneten Materials für die Wandung oder durch Anordnung entsprechender Fenster dafür sorgen, daß die Strahlung in die Zählkammer gelangt; vor ^: allem aber muß die Strahlung die negative j Elektrode der Zählkammer treffen, weil die 6f {. ausgelösten Elektronen so langsam sind, daß sie erst durch das elektrische Feld zwischen den Elektroden genügend beschleunigt werden, um die Ionisation hervorzurufen.

Soll sichtbares Licht zur Wirkung kornmen, so muß außerdem die negative Elektrode aus einem Material (z. B. Natrium) bestehen, das im Sichtbaren lichtelektrisch empfindlich ist.

Im Gegensatz zur gewöhnlichen lichtelektrischen Zelle wird gemäß der Erfindung nicht die Stärke des Ionisationsstromes gemessen, sondern die Zahl der Stromstöße in der Zeiteinheit, die der Intensität der Wellenstrahlung proportional ist. Diese Wirkung wird dadurch erzielt, daß die Stromstärke bei den einzelnen Zündungen dank den angewendeten Mitteln so hoch gewählt werden kann, daß unempfindliche Meßinstrumente von geringer Trägheit Verwendung finden können. ⁸S Auf diese Weise können noch Elektronen getrennt gezählt werden, die in einem Abstand von ¹Z₁₀₀ Sekunde aufeinander folgen.

Außerdem können außerordentlich geringe Intensitäten gemessen werden, etwa entsprechend 1 Elektron in 2 Sekunden, was mit der lichtelektrischen Zelle in der bisher benutzten Schaltung nur mit äußerst empfindlichen Meßgeräten möglich war.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Verfahren zur Zählung der durch Strahlung hervorgerufenen Elementarprozesse mit Hilfe einer Zählkammer, dadurch gekennzeichnet, daß diese Zählkammer als eine mit verdünntem Edelgas gefüllte Entladungsröhre ausgebildet ist, an die unter Vorschalten eines hohen Widerstandes und unter Verwendung einer vorzugsweise dem Widerstand oder der Entladungsröhre parallel geschalteten Kapazität eine zum Zünden der Entladung gerade noch nicht ausreichende Spannung angelegt wird, so daß bei nc jedem durch die Strahlung ausgelösten Elementarprozeß eine leuchtende Entladung mit beträchtlicher Stromstärke einsetzt, die aber durch Wirkung des hohen Widerstandes und der Kapazität sofort wieder erlischt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.