DE890247C

DE890247C - Vorrichtung zur Messung von geladenen Elementarteilchen und der Intensitaet von Gamma- und Roentgenstrahlen

Info

Publication number: DE890247C
Application number: DED9230A
Authority: DE
Original assignee: Total Foerstner and Co
Current assignee: Total Foerstner and Co
Priority date: 1951-05-26
Filing date: 1951-05-26
Publication date: 1953-09-17

Description

Vorrichtung zur Messung von geladenen Elementarteilchen und der Intensität von Gamma- und Röntgenstrahlen Es ist bekannt, daß man radioaktive und Röntgenstrahlen beispielsweise mit der Ionisationskammer, dem IGeigerschen Zählrohr und dem Geigerschen Spitzenzähler nachweisen kann. Die Ionisationskammer läßt sich dabei ohne große Verstärkung des Ionisationsstromes nur bei relativ hohen Intensitäten verwenden. Von dem Geigerschen Spitzenzähler ist man im letzten Jahrzehnt praktisch vollständig abgekommen, weil bei den bisher gebräuchlichen Gasfüllungen der Spitzenzähler nicht sehr stabil arbeiten konnte. Aus diesem Grunde wurde das zuverlässigere Zählrohr benutzt. Für gewisse Aufgaben besitzt jedoch das Zählrohr erhebliche Nachteile. Das Meßvolumen kann nicht beliebig klein gemacht werden, wie es für die Messung hoher Intensitäten wünschenswert ist. Außerdem erfordert es ziemlich hohe Betriebsspannungen in der Größenordnung von rooo V, wenn es längere Zeit stabil und zuverlässig arbeiten soll.
Kommt es darauf an, sehr hohe Beta-, Gammastrahlen- oder Röntgenintensitäten zu messen, benötigt man aber gerade kleine Meßvolumina, sofern man auf die Feststellung von Einzelimpulsen pro Beta- oder Gammastrahl bzw. pro Strahlenpaket Wert legt. Gleichzeitig ist es unter Umständen erwünscht, die Meßeinrichtung mit möglichst niederer Spannung zu betreiben.
Diese beiden Aufgaben lassen sich durch die Verwendung von Spitzenzählern lösen, wenn zugleich durch geeignete Konstruktion dieser Zähler dafür gesorgt wird, daß sie auch die nötige Betriebssicherheit besitzen. Das läßt sich erreichen i. entweder durch einen im abgeschlossenen Raum arbeitenden Zähler mit selbstlöschender Gas- und Dampffüllung oder 2. durch einen Spitzenzähler im abgeschlossenen Gasraum mit Edelgasfüllung, wobei die Löschung durch eines der bekannten künstlichen Verfahren mit Hilfe eines Elektronenverstärkers bewirkt wird.
Die Erfindung besteht nun in der Entwicklung einer Vorrichtung zur Zählung von geladenen Elementarteilchen sowie zur Messung von -Gamma-und Röntgenstrahlen nach dem Prinzip eines Zählrohres, wobei als (Elektroden z. B. eine Spitze von definiertem Krümmungsradius gegen eine Platte oder eine Spitze von definiertem Krümmungsradius innerhalb einer Hohlkugel od. ä. in Gasmischungen mit selbstlöschenden 'Eigenschaften oder in Gasen ohne selbstlöschende Eigenschaften verwandt werden. Mit einer solchen Vorrichtung gelingt es, sehr kleine Meßvolumina mit definiertem Ausmiaß bei niedriger Betriebsspannung und geringstem Stromverbrauch (Verwendung einer Voltaschen Säule) zu erzielen.
Die niedrige Betriebsspannung der Vorrichtung ergibt sich automatisch dadurch, daß bei geeignet gewähltem kleinem Abstand der Elektroden (Abb. i) die erforderliche bzw. gewünschte Feldstärke erzielt wird. Zugleich wird damit das verwendbare Meßvolumen je nach dem Elektrodenabstand von Bruchteilen eines Kubikmillimeters bis zu mehreren Kubikmillimetern bzw. bis zu Kubikzentimetern variierbar.
Durch geeignete Schaltungen mit Batterie und Hochohmwiderstand (Abb.2 bis q.) kann nun erreicht werden, daß sich beim Durchgang eines Elektrons durch das Meßvolumen zwischen Spitze und Platte eine schnell wieder abreißende Entladung ausbildet. Diese Entladung kann der Beobachtung zugänglich gemacht werden, indem man i. unmittelbar den Entladungsvorgang zwischen den Elektroden als funkenähnliche. Leuchterscheinung mit bloßem Auge oder unter Zuhilfenahme von optischen Hilfsmitteln sichtbar macht oder registriert, z. B. mit Hilfe einer Fotozelle (Abb.2), 2. den bei der Entladung sich ausbildenden Spannungsstoß direkt oder über einen geeigneten Verstärkermechanismus einem Lautsprecher (Hörkapsel) zuführt, der die Impulse dann unmittelbar hörbar macht (Abb. 3 a), 3. den Spannungsimpuls über einen geeigneten Verstärkermechanismus durch das Aufleuchten einer Glimmlampe sichtbar macht (Abb. 3b), q.. Ansprechstufen verwendet nach Abb. 3 c, 5. den bei der Entladung sich ausbildenden Spannungsstoß am Hochohmwiderstand einem geeigneten Glimmröhrenverstärker mit kalter Kathode oder Hochvakuumröhrernverstärker zuführt (Abb. q.) und den Meßvorgang mit Hilfe von Zählwerken oder bekannten Summation.sschaltungenbzw. Kondensator- und sonstigen Untersetzerstufen registriert.

Claims

PATENTANSPRCCHE:. i. Vorrichtung zur Messung von geladenen Elementarteilchen und der Intensität von Gamma- und Röntgenstrahlen mit Hilfe zweier Elektroden, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Elektrode von einer Metallplatte oder gekrümmten Fläche und die andere von einer sehr kleinen Metallkugel gebildet ist, die sich je nach dem gewünschten Zählvolumen und den Betriebsbedingungen in einem Abstand von einigen Millimetern bis zu Bruchteilen eines Millimeters gegenüberstehen, und daß beide Elektroden sich hochisoliert gegeneinander in einem nach außen vakuumdicht abgeschlossenen (Gasvolumen befinden.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllgas aus einer geeignet gewählten Mischung eines Edelgases oder anderen Trägergases mit dem Dampf einer die Selbstlöschung bewirkenden organischen Verbindung (z. B. Äthyl- oder Methylalkohol) besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllgas aus einer selbstlöschenden Mischung von leichten 'und schweren Edelgasen allein besteht. q.. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllgas aus einem chemisch reinen Einzelgas besteht, das keine selbstlöschenden Eigenschaften besitzt. 5. Vorrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß ihr Meßvolumen sichtbar angeordnet ist (z. B. Elektrodenanordnung im abgeschmolzenen Glasgefäß oder Sichtglas auf Metallhülle, in der sich die Meßanordnung befindet). 6. Vorrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung der Entladung im Meßvolumen durch ihren Lichteffekt unmittelbar visuell oder sonstwie optisch beobachtbar ist (Lupe oder auch Fotozelle). 7. Vorrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung der Entladung auf elektrischem Wege feststellbar ist, indem der Spannungsstoß an einem Ableitwiderstand, einem Verstärker mit Zählwerk und eventuell zwischengeschaltetem Untersetzer zugeführt wird. B. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärker HochvakuumrÖhrenverstärker oder Glimmröhrenverstärker mit kalter Kathode (Glimmrelais), als Untersetzer Elektronenröhren, Glimmröhren oder Kondensatoruntersetzer dienen. g. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8; dadurch gekennzeichnet, daß die Auslösung der Entladung direkt oder über einen geeigneten Anpassungstrafo einem Lautsprecher zugeführt und damit hörbar gemacht wird. io. Vorrichtung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit einer sehr kleinen Batterie (z. B. Voltascher Säule) und einem Hochohmwiderstand zwecks Schaffung eines kleinen handlichen Taschengerätes gekoppelt ist, das zum Nachweis großer Intensitäten radioaktiver und Röntgenstrahlen versendet werden kann. ii. Vorrichtung nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Elektroden in einem abgeschlossenen Gasvolumen mit Überdruck befinden. 12. Vorrichtung nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Elektroden in einem nicht abgeschlossenen Gasvolumen befinden. 13. Vorrichtung nach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Ansprechstufen verwandt werden, in der Weise, daß bei verschiedenen Intensitäten die einzelnen Stufen nacheinander ansprechen, indem durch Verwendung geeigneter Anzeigevorrichtungen die jeweilige Intensität automatisch angezeigt wird.