DE938927C

DE938927C - Radiation indicator

Info

Publication number: DE938927C
Application number: DET2945A
Authority: DE
Inventors: Donald George Corkhill Hare; Gerhard Herzog
Original assignee: Texaco Development Corp
Current assignee: Texaco Development Corp
Priority date: 1941-09-27
Filing date: 1950-09-30
Publication date: 1956-02-09

Description

Strahlungsanzeiger Die Erfindung betrifft dns Anzeigen und Messen von Strahlungen und insbesondere eine Vorrichtung des Zählrohrtyps zum Messen der Stärke von Strahlungen, wie z. B. Gammastrahlen.Radiation Indicators The invention relates to indicating and measuring of radiations and in particular a device of the counter tube type for measuring the Strength of radiation such as B. Gamma rays.

Für Stärkemessungen von Strahlungen, wie z. B. Gammastrahlen, benutzt man häufig das Geiger-Müllersche Zählrohr. Das übliche Geiger-Müllersche Zählrohr besteht gewöhnlich aus einem Metallzylinder als Kathode, der in eine Glashülle oder einen Glasbehälter eingeschmolzen ist und durch dessen Mitte ein feiner, die Anode bildender Draht angeordnet ist. Die Hülle enthält gewöhnlich ein geeignetes Gas unter unteratmosphärischem Druck, und die Vorrichtung ist mit einem elektrischen Stromkreis derart verbunden, daß der Anodendraht gegenüber der zylindrischen Kathode unter einem positiven Potential gehalten wird. Im Regelfall ist der Potentialunterschied zwischen Kathode und Anode fast, aber doch nicht ganz hoch genug, um zu einer Entladung zu führen. Wenn jedoch ein Teilchen oder Strahl, der das Gas zu ionisieren vermag, in den Anzeiger hineingerät, wird das Gas ionisiert, und es tritt eine Entladung ein. Die Leistung der Vorrichtung wird gewöhnlich zu einem geeigneten Verstärker geleitet und dann zu einem Schreibgerät, das die Anzahl von Entladungen des Zählrohres aufzuzeichnen vermag. Diese Art von Strahlungsstärkemeßinstrument ist in- vielen Fällen nützlich, aber zum Anzeigen des Vorhandenseins von Gammastrahlen ist seine Leistung recht gering.For measurements of the strength of radiation, such as B. gamma rays are used one often uses the Geiger-Müller counter tube. The usual Geiger-Müller counter tube usually consists of a metal cylinder as a cathode, which is enclosed in a glass envelope or a glass container is melted down and through its center a fine one, the anode forming wire is arranged. The envelope usually contains a suitable gas under subatmospheric pressure, and the device is with an electric Circuit connected in such a way that the anode wire opposite the cylindrical cathode is kept below a positive potential. As a rule, the potential difference is between cathode and anode almost, but not quite high enough to cause a discharge respectively. However, if a particle or beam capable of ionizing the gas, If it gets into the indicator, the gas is ionized and a discharge occurs a. The power of the device usually turns into a suitable amplifier and then to a writing instrument that counts the number of discharges of the counter tube able to record. This type of radiation intensity meter is in- useful in many cases, but is useful for indicating the presence of gamma rays its performance is quite low.

Das Hauptziel der vorliegenden Erfindung. ist eine Vorrichtung vom Zählrohrtyp, deren Leistung viel höher ist als die des üblichen Zählrohres..The main object of the present invention. is a device from Type of counter tube whose performance is much higher than that of the usual counter tube ..

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung, die kräftig genug gebaut ist, daß man sie bei verhältnismäßig starken Beanspruchungen, wie z. B. zum Tiefenmessen von Brunnen und Bohrlöchern verwenden kann, wo sie durch das Loch viele hunderte Meter tief herabgelassen werden müssen; sie ist betriebssicher und erfordert keine komplizierte und teure Zusatz= ausrüstung.Another object of the invention is to provide a device which is built strong enough that it can be used under relatively heavy loads, such as B. can be used to measure the depth of wells and boreholes where they go through the hole must be lowered many hundreds of meters; it is operationally safe and does not require any complicated and expensive additional equipment.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Entladungsvorrichtung zur Verwendung als Strahlungsanzeiger, bei der erfindungsgemäß mehrere in einem kleinen Abstand übereinanderliegende, miteinander zu einer Kathode verbundene dünne Metallbleche, die jeweils ein oder mehrere Löcher besitzen, einen oder mehrere sich durch diese Löcher erstreckende Anodendrähte aufweisen. Diese Anodendrähte sind etwa quer zur Haupterstreckung der Bleche und so angeordnet, daß zwischen jedem Draht und den Metallblechen ein nicht homogenes elektrostatisches Feld erzeugt wird. Bei dieser Anordnung der Kathode wird z. B. einfallenden Gammastrahlen eine weit größere Oberfläche geboten, als in. den üblichen Zählern, wodurch die Erzeugung von Elektronen durch diese Strahlen erleichtert wird.The present invention relates to an electrical discharge device for use as a radiation indicator in which, according to the invention, several in one small distance superimposed, interconnected to form a cathode thin Metal sheets, each having one or more holes, one or more each other have anode wires extending through these holes. These anode wires are approximately transversely to the main extent of the sheets and arranged so that between each Wire and the metal sheets a non-homogeneous electrostatic field is generated. With this arrangement of the cathode z. B. incident gamma rays a far larger surface offered than in. the usual counters, whereby the generation of electrons is facilitated by these rays.

Es ist zwar schon bekanntgeworden, in Zählrohrgeräten zum Messen kurzwelliger Strahlungen das Rohrinnere in mehrere in gemeinsamer Gasfüllung voneinander -unabhängig arbeitende, elektrisch parallel und vorzugsweise unmittelbar -zusammengeschaltete Zählkammern zu unterteilen. Hierbei werden jedoch zur Unterteilung scheibenähnliche Teile benutzt, die keine Kathodenplatten sind, sondern lediglich Zwischenwände aus elektrisch isolierendem Werkstoff zu dem Zweck der Unterteilung des Rohres, um so sein Auflösungsvermögen zu erhöhen.It has already become known, in counter tube devices for measuring short-wave Radiations the inside of the pipe in several in common gas filling -independent of each other working, electrically parallel and preferably directly interconnected Subdivide counting chambers. Here, however, disk-like ones are used for subdivision Used parts that are not cathode plates, just partitions electrically insulating material for the purpose of dividing the pipe so as to to increase its resolving power.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, Zählrohre in der Weise Taufzubauen, daß man parallele, in geringem Abstand voneinander angeordnete platten- oder scheibenförmige Elektroden anordnete, zwischen denen quer zur Rohrachse Anodendrähte gespannt werden sollten. Gegenüber diesen Anordnungen zeichnen sich diejenigen nach vorliegender Erfindung durch besonders große Leistungsfähigkeit aus, die noch durch die Möglichkeit erhöht wird, durch besondere Maßnahmen die Empfindlichkeit zu steigern und die Lebensdauer zu erhöhen. Bei den vorliegenden Entladungsvorrichtungen ist die Wuhrscheinlichkeit des Auftretens der Strahlung besonders hoch und nähert sich fooo/o, und gleichzeitig wird eine sehr gute Durchdringung erreicht. Die Wirkung der neuen Vorrichtung ist etwa ebenso stark wie diejenige von gewöhnlichen Zählrohren erheblich größeren Durchmessers. Zweckmäßig . wird das Strahlungsanzeigegerät dieser Art in einem Gehäuse eingeschmolzen, in dem Kathoden- und Anodenteile liegen und an eine Hochspannungsquelle angeschlossen werden können. Diese Röhren können mit einer. Gasfüllung versehen werden, die aus einem Gemisch von wasserfreiem Ammoniak und einem Edelgas (Argon, Neon und/oder-Krypton) besteht.It has also been proposed to build counter tubes in the manner that you have parallel, at a small distance from each other arranged plate or disk-shaped Arranged electrodes, between which anode wires are stretched transversely to the tube axis should. Compared to these arrangements, those according to the present one stand out Invention characterized by particularly high performance, which is still due to the possibility is increased, through special measures to increase the sensitivity and the service life to increase. With the present discharge devices, the probability is the occurrence of radiation is particularly high and approaches fooo / o, and at the same time very good penetration is achieved. The effect of the new device is about as strong as that of ordinary counter tubes of considerably larger diameter. Appropriate. if the radiation indicator of this type is melted down in a housing, in which cathode and anode parts are located and connected to a high voltage source can be. These tubes can be used with a. Gas filling are provided, which from a mixture of anhydrous ammonia and a noble gas (argon, neon and / or krypton) consists.

Die genannte Vorrichtung wird meist in einem Metallgehäuse untergebracht, das bei der letztgenannten, besonders vorteilhaften Ausführungsform das erwähnte Gasgemisch bei einem Druck von etwas unter Atmosphärendruck aufnimmt. Wie weiter unten noch näher erklärt werden wird, hat ein mit einem solchen Gasgemisch gefülltes Zählrohr vom Geiger-Müller- oder .einem anderen Typ eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer, und wenn die Füllung bei der weiter unten beschriebenen, erfindungsgemäß verbesserten Zählrohrform verwendet wird, ist das entstehende Instrument auch viel leistungsfähiger als die bis jetzt verwendeten.The device mentioned is usually housed in a metal housing, that of the last-mentioned, particularly advantageous embodiment mentioned Gas mixture takes up at a pressure of slightly below atmospheric pressure. How on will be explained in more detail below, has a filled with such a gas mixture Geiger-Müller or another type of counter tube with a practically unlimited lifespan, and if the filling is improved according to the invention in the case of that described below When the counter tube shape is used, the resulting instrument is also much more powerful than those used so far.

Um die Erfindung besser verständlich zu machen, wird sie im folgenden unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben.In order that the invention may be better understood, it is described below with reference to the drawings.

Fig. i ist eine schematische Darstellung eines Geiger-Zählrohres üblicher Bauart; Fig.2 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung; Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt und Fig.4 ein Grundriß der Ausführungsform der Fig. z; Fig. 5 ist eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung; Fig. 6 und 7 sind schematische Ansichten zweier anderer Kathodenformen;.Fig. I is a schematic representation of a Geiger counter tube more conventional Design type; Fig.2 is a schematic representation of another embodiment of the Invention; Fig. 3 is a vertical section and Fig. 4 is a plan view of the embodiment the Fig. z; Fig. 5 is a schematic representation of another embodiment the invention; Figures 6 and 7 are schematic views of two other forms of cathode;

Fig.8 ist eine Ansicht (teilweise im Schnitt) einer weiteren Ausführungsform; Fig. 9 ist eine schematische Ansicht einer Ausführungsform, bei der die Platten mit einem lichtempfindlichen Material überzogen sind; Fig. fo ist eine teils schematische, teils perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kathodenplatten konisch geformt -sind; Fig. 1 i ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der die Platten wie gewellte Scheiben ausgebildet sind; Fig. 12 ist eine schematische Ansicht eines Schnittes durch einige der in Fig. i i gezeigten Platten; Fig. 13 ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, bei der die Kathodenplatten aus Ringen bestehen; Fig. 14 ist ein perspektivischer Schnitt durch einige der in Fig. 13 gezeigten Platten oder Ringe; Fig. 15 ist eine Kurve, die die Druck-Anfangsspannung-Kennlinien eines Zählrohres zeigt, wie es in den Fig. 2, 3 und 4 gezeigt, und das mit Argon und wasserfreiem Ammoniak in verschiedenen Mengenverhältnissen gefüllt ist; Fig. 16 ist eine schematische Skizze des Apparates zum Mischen der Gase und Füllen der Zählrohre, und Fig. 17, 18 und i9 sind Kurven, die die Ergebnisse zeigen, die man bei Verwendung von Gemischen von Argon, Krypton oder Neon und Ammoniak in verschiedenen Prozentsätzen erhält.Fig. 8 is a view (partly in section) of another embodiment; Fig. 9 is a schematic view of an embodiment in which the plates are coated with a photosensitive material; Fig. Fo is a partly schematic, partly perspective view of another embodiment of the invention in which the cathode plates are conical in shape; Fig. 1 i is a perspective view another embodiment of the invention in which the plates are like corrugated disks are trained; Fig. 12 is a schematic view of a section through some of the plates shown in Fig. i i; Fig. 13 is a perspective view of a Another embodiment of the invention in which the cathode plates consist of rings; FIG. 14 is a perspective section through some of the panels shown in FIG or rings; Fig. 15 is a graph showing the initial print voltage characteristics of a Counter tube shows, as shown in Figs. 2, 3 and 4, and that with argon and anhydrous Ammonia is filled in different proportions; Fig. 16 is a schematic Sketch of the apparatus for mixing the gases and filling the counter tubes, and Fig. 17, 18 and i9 are graphs showing the results obtained using Mixtures of argon, krypton or neon and ammonia in different percentages receives.

Das in Fig. i dargestellte übliche Geigersche Zählrohr besteht aus einem dünnwandigen Metallrohr io mit einem sehr dünnen, die Anode 12 bildenden Draht, der in der Achsenrichtung gespannt und von dem die Kathode bildenden Metallrohr isoliert ist. Diese Elektroden sind in einem Gehäuse 1q. eingeschlossen, gewöhnlich einem Glasrohr, das ein geeignetes Gas, z. B. Argon, bei einem ziemlich niedrigen Druck von etwa 5o bis ioo mm Hg enthält. Der zentrale Draht i2 wird gegenüber dem Zylinder unter positiver Spannung gehalten, und ein ziemlich hoher Widerstand Rist in den Stromkreis eingeschaltet. Normalerweise ist die Potentialdifferenz zwischen der Kathode io und dem Draht i2 fast, aber doch nicht ganz, hoch genug, daß eine Entladung stattfindet. Wenn ein Teilchen, das das Gas zu ionisieren vermag, durch den Zylinder io hindurchgeht, tritt eine Entladung ein, und zwar mit einem Stromfluß von einigen Mikroampere. Dies führt zu einem starken Spannungsabfall in R, und die Entladung hört nach einer sehr kurzen Zeitspanne auf. Durch geeignete Verstärkung des plötzlichen Spannungsabfalles in R, wie z. B. durch eine Verstärkervorrichtung 16, kann eine mechanische Aufzeichnungsvorrichtung 18 oder ein anderes Gerät zur Aufzeichnung der Entladung des Zählrohres betätigt werden. Bei geeigneter Behandlung der Oberfläche des Zylinders io und geeigneter Wahl des Gases oder der Gase zur Füllung des Zählrohres hört die Entladung schneller und verläßlicher auf. Wenn die Entladung aufgehört hat, ist das Zählrohr wieder bereit zur Aufzeichnung des Durchganges eines ionisierenden Teilchens.The usual Geiger counter tube shown in Fig. I consists of a thin-walled metal tube with a very thin wire forming the anode 12, which is stretched in the axial direction and from the metal tube forming the cathode is isolated. These electrodes are in a housing 1q. included, usually a glass tube containing a suitable gas, e.g. B. Argon, at a fairly low level Contains pressure of about 50 to 100 mm Hg. The central wire i2 is opposite the Cylinder held under positive voltage, and a fairly high resistance Rist switched into the circuit. Usually the potential difference is between the cathode io and the wire i2 almost, but not quite, high enough that one Discharge takes place. When a particle that is able to ionize the gas passes through passes through the cylinder io, a discharge occurs with a flow of current of a few microamps. This leads to a large voltage drop in R, and the Discharge stops after a very short period of time. Through appropriate reinforcement the sudden voltage drop in R, such as B. by an amplifier device 16, can be a mechanical recording device 18 or other device for Record the discharge of the counter tube. With appropriate treatment the surface of the cylinder io and a suitable choice of gas or gases for When the counter tube is filled, the discharge stops faster and more reliably. If the When the discharge has stopped, the counter tube is ready again to record the passage an ionizing particle.

Wegen der großen Ionisierung pro Einheit der Bahnlänge von Strahlungen wie der kosmischen oder Betastrahlen ist, selbst bei der verhältnismäßig geringen Dichte des Gases in dem Zähler, die Leistung des üblichen Zählrohres für solche Strahlen sehr nahe an loo°/o. Jedoch ist die Wahrscheinlichkeit, daß ein Gammastrahl die Ionisierung in dem Gas verursacht, sehr gering, und praktisch alle Zählungen auf Grund des Durchganges von Gammastrahlen sind rauf die Elektronen zurückzuführen, die von der Kathodenwand io durch Einwirkung des Gammastrahles auf die Atome des Kathodenmaterials ausgeschleudert werden. Die Wahrscheinlichkeit, daß ein solches Zusammenwirken sattfindet, nimmt natürlich mit steigender Kathodenwandstärke zu, aber da in dem Kathodenmaterial der Bereich eines von dem Gammastrahl Energie empfangenden Elektrons selten größer ist als ein oder zwei Zehntel eines Millimeters, wird damit nichts gewonnen, daß man die Wand io stärker als etwa das Doppelte der mittleren Eindringungstiefe der Teilchen ausführt. Bei dieser Stärke wird etwa einer von hundert Gammastrahlen, die durch die Kathode hindurchgehen, ein Elektron abschleudern und so den Zähler auslösen oder entladen. Diese Leistungswahrscheinlichkeit hängt etwas von dem als Kathode io verwendeten Material und von der Größe der ausgesetzten Oberfläche ab, aber alle diese Faktoren verursachen keinerlei Änderung um mehr als einen Faktor von etwa zwei, gegenüber der Leistung eines einfachen Zählrohres mit der optimalen Wandstärke. Es muß betont werden, daß die Leistung von der Zählrohrgröße praktisch unabhängig ist, da ein sehr kleines Zählrohr beinahe dieselbe optimale Leistung hat wie ein sehr großes.Because of the large ionization per unit of path length of radiations like the cosmic or beta rays, even the comparatively small ones Density of the gas in the meter, the performance of the usual counter tube for such Rays very close to loo ° / o. However, the likelihood is that a gamma ray causing ionization in the gas, very little, and practically all of the counts due to the passage of gamma rays, the electrons can be traced back to that of the cathode wall io by the action of the gamma ray on the atoms of the Cathode material are ejected. The likelihood of such a Interaction takes place, naturally increases with increasing cathode wall thickness, but since in the cathode material the area of one of the gamma rays receiving energy Electrons are seldom larger than one or two tenths of a millimeter, so will nothing gained by making the wall io stronger than about twice the middle one Performs penetration depth of the particles. This strength becomes about one in a hundred Gamma rays that pass through the cathode eject an electron and so trigger or discharge the counter. This probability of performance depends somewhat on the material used as cathode and on the size of the exposed surface but all of these factors do not cause any more than one factor change of about two, compared to the performance of a simple counter tube with the optimal one Wall thickness. It must be emphasized that the performance of the counter tube size is practical is independent because a very small counter tube has almost the same optimal performance has like a very big one.

Die Leistung eines Zählrohres kann definiert werden als- Verhältnis der Anzahl von Zählungen zur Anzahl von Strahlen, die durch den Kathodenbereich hindurchgehen. Für ein paralleles Gammastrahlenbündel kann man natürlich dieses Verhältnis dadurch erhöhen, daß man mehrere, hintereinander und parallel geschaltete Zählrohre verwendet. Wenn man N Zählrohre mit je einer Leistung E hat, so wäre die Leistung der Kombination fast N - E. Ein paralleles Gammastrahlenbündel ist jedoch eine praktische Unmöglichkeit und kommt in der Natur nicht vor.The performance of a counter tube can be defined as a ratio the number of counts of the number of rays passing through the cathode area go through. For a parallel beam of gamma rays one can of course do this Increase the ratio by connecting several, one behind the other and in parallel Counter tubes used. If you have N counting tubes, each with an output E, that would be The performance of the combination is almost N - E. However, a parallel gamma ray beam is a practical impossibility and does not occur in nature.

Ein anderer naheliegender Weg zur Erzielung einer höheren Leistung in einem gegebenen Zählrohrvolumen ist der, das einzelne große Zählrohr durch ein Bündel kleiner Zählrohre zu ersetzen, wobei die Rohre elektrisch so miteinander verbunden sind, daß sie die Kathode bilden, während die Drähte elektrisch miteinander verbunden die Anode bilden. Wenn jedoch der Querschnitt des zur Verfügung stehenden Zählrohrvolumens sehr groß ist, erzielt man keinen sehr großen Leistungsgewinn, falls man nicht eine große Anzahl sehr kleiner Zählrohre verwendet. Für einen Querschnitt von 7,5 cm im Durchmesser könnten z. B. sieben Zählrohre von je 2,5 cm Durchmesser verwendet werden, die eine Leistungssteigerung um einen Faktor von sieben Dritteln ergeben würden. Um eine Leistungssteigerung um einen Faktor von io zu erzielen, wäre es nötig, über einhundertzwanzig Zählrohre zu verwenden, von denen jedes kleiner als o;6 cm im Durchmesser wäre. Es ist bei einer so großen Zahl dünnwandiger Rohre außerordentlich schwer, die nötige Betriebseinheitlichkeit zu gewährleisten, und mit der wachsenden Länge des Zählrohres erhöhen sich natürlich auch rasch die auftretenden Schwierigkeiten.Another obvious way to get better performance in a given counter tube volume is that, the single large counter tube through one Replace bundles of small counting tubes, the tubes being electrically connected to each other are connected to form the cathode, while the wires are electrically connected to each other connected to form the anode. However, if the cross-section of the available Counter tube volume is very large, one does not achieve a very large gain in performance, unless a large number of very small counter tubes are used. For a cross section 7.5 cm in diameter could e.g. B. seven counting tubes, each 2.5 cm in diameter used, which increases performance by a factor of seven thirds would result. To achieve an increase in performance by a factor of io, it would be necessary to use over one hundred and twenty counter tubes, each smaller than would be o; 6 cm in diameter. It is with such a large number of thin-walled tubes extremely difficult to ensure the necessary operational uniformity, and with the increasing length of the counter tube, of course, the number that occur also increase rapidly Trouble.

Man sollte meinen, daß ein Zählrohr aus dicht beieinander angeordneten parallelen Platten, von denen abwechselnd die eine Anode und die folgende Kathode ist, ähnlich der Bauart des üblichen Luftkondensators, eine sehr leistungsfähigeVorrichtung wäre. Solche Zählrohre wurden in der Literatur besprochen und auch tatsächlich ausprobiert, aber Erfolge damit wurden niemals verzeichnet oder berichtet. Für eine derartige Bauweise ist das Feld wahrscheinlich durchweg zu einheitlich, und eine Kaskaden-(Stufen-) oder Multiplikationsionisierung findet nicht statt. Bei der in den Fig. 2, 3 und q. gezeigten Ausführungsform der Erfindung ist das üblicheZählerkathodenrohr elektrisch durch sauber in einer Linie liegende Plattenlöcher 22 ersetzt, die in mehreren Platten 24 vorgesehen sind; die Figuren zeigen, daß letztere praktisch parallel zueinander und getrennt voneinander angeordnet sind. Die Platten 24 sind elektrisch so miteinander verbunden, daß sie die Kathode. bilden, während die durch die Löcher 22 gehenden Drähte 26 so miteinander verbunden sind, daß sie die Anode bilden. Daß das normale Kathodenrohr durch die Plattenlöcher ersetzt werden kann, ist augenscheinlich, wenn man. in Betracht zieht, daß, wenn kein Platz zwischen den Platten gelassen wird, dieses Zählrohr zu einer Gruppe üblicher Zählrohre mit sehr dicken Wänden wird. Es ist auch einleuchtend, daß bei im Vergleich mit dem Durchmesser der Löcher 22 kleinem Abstand nur ein sehr geringer elektrischer Unterschied zwischen ihm und dem üblichen Zählrohr sein wird. Es hat sich-jedoch tatsächlich herausgestellt, daß das Zählrohr zufriedenstellend arbeitet, wenn nur eine Platte vorhanden ist. Die elektrischen Eigenschaften eines solchen mit mehreren Platten arbeitenden Zählers sind denen. eines üblichen Zählrohres sehr ähnlich;-dessen Durchmesser gleich dem der Plattenlöcher und dessen Gasfüllung die gleiche ist. Vom Leistungsstandpunkt aus stellt jedoch diese neue Art Zählrohr eine erhebliche Verbesserung gegenüber dem üblichen Zählrohr dar, wie aus Fig. 12 und der nachfolgenden Beschreibung hervorgeht.One would think that a counter tube would be made up close together parallel plates, of which one anode and the following cathode alternate is a very powerful device, similar to the type of conventional air condenser were. Such counter tubes have been discussed in the literature and actually tried out, but success with it has never been recorded or reported. For such a In terms of construction, the field is probably too uniform throughout, and a cascade (step) or multiplication ionization does not take place. When in Figs. 2, 3 and q. As shown in the embodiment of the invention, the usual meter cathode tube is electrical replaced by plate holes 22 that are neatly in line, the are provided in a plurality of plates 24; the figures show that the latter is practical are arranged parallel to one another and separately from one another. The plates 24 are electrically connected together so that they are the cathode. form while the through the holes 22 passing wires 26 are connected together so that they are the anode form. That the normal cathode tube can be replaced by the plate holes, is evident when one. considers that if there is no space between the plates is left with this counter tube to a group of conventional counter tubes very thick walls will. It is also evident that when compared with that Diameter of the holes 22 small spacing only a very small electrical difference between him and the usual counter tube. It actually has - however found that the counter tube works satisfactorily with only one plate is available. The electrical properties of a multi-plate one working counter are those. very similar to a conventional counter tube; -Its diameter equal to that of the plate holes and whose gas filling is the same. From a performance standpoint However, this new type of counter tube represents a considerable improvement the usual counter tube, as can be seen from FIG. 12 and the following description.

Wie bereits oben gesagt würde, ist die Wahrscheinlichkeit, daß ein Gammastrahl in der Gasfüllung des Zählrohres eine Ionisierung verursacht, a.üßerordentlich gering, und wenn ein Gammastrahl den Zähler auslösen soll, ist es praktisch immer notwendig, daß er auf die Kathodenmasse einwirkt und infolgedessen ein Elektron abgeschleudert wird. Die Wahrscheinlichkeit einer solchen° Einwirkung wächst mit steigender Dicke der Kathodenwand; aber infolge des kurzen Bereiches der abgeschleuderten Elektronen im Kathodenmaterial eines üblichen Zählers ist man auf eine Kathodendicke von weniger als r mm beschränkt. Bei vorliegender Erfindung können jedoch, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist; die Gammastrahlen 28 durch viel Kathodenmaterial gehen, und es besteht daher eine hohe Wahrscheinlichkeit für eine Einwirkung. Ferner ist auch eine hohe Wahrscheinlichkeit dafür vorhanden, daß das abgeschleuderte Elektron 3o keine zu große Entfernung in der Kathode 24 zu durchlaufen braucht, ehe es-herausgelangt. Der Gammastrahl hat also eine Bahn mit viel Material zu durchlaufen, während das abgeschleuderte Elektron nur eine kurze Bahn zu durchlaufen braucht. Infolgedessen wirkt jede Vorrichtung, die als ein Anodendmht angesehen werden kann, der durch eine Reihe von Löchern hindurchgeht, vom Leistungsstandpunkt -aus wie ein übliches Zählrohr, dessen Durchmesser ein- Vielfaches von dem der Löcher ist. Es hat sich in der Tat erwiesen, daß ein Zähler dieser Art, bei- dem jede Kathodenplatte von 25 mm Außendurchmesser ein einziges Loch von 8 mm Durchmesser bei einem Plattenabstand von etwa 2,5 mm hat, dieselbe Anzahl von Zählungen pro Sekunde ergibt wie ein üblicher Zähler mit einem Durchmesser von 35 mm, wenn beide der gleichen Strahlung ausgesetzt werden. Wenn man daher eine verhältnismäßig kleine Zahl ziemlich kleiner Löcher in den Platten anbringt, hat das :entstehende Zählrohr eine -Leistung, die in der gleichen Form durch ein Bündel üblicher Zählrohre nur dann erreicht werden könnte, wenn man eine außergewöhnlich große Zahl sehr kleiner Zählrohre. verwendet.As said above, the probability is that a Gamma ray causes ionization in the gas filling of the counter tube, which is extremely good low, and if a gamma ray is supposed to trigger the counter, it practically always is necessary that it acts on the cathode mass and consequently an electron is thrown off. The probability of such an action increases with it increasing thickness of the cathode wall; but due to the short range of the thrown off Electrons in the cathode material of a conventional meter are one cathode thickness limited by less than r mm. In the present invention, however, as from Fig. 3 can be seen; the gamma rays 28 go through a lot of cathode material, and therefore there is a high possibility of exposure. Furthermore is there is also a high probability that the ejected electron 3o there is no need to travel too great a distance in the cathode 24 before it comes out. So the gamma ray has to traverse a path with a lot of material, while the ejected electron only needs to travel a short path. Consequently any device that can be viewed as an anode wire will act goes through a series of holes like a regular one from a performance standpoint Counter tube, the diameter of which is a multiple of that of the holes. It has in fact it has been shown that a counter of this type, with each cathode plate of 25 mm outside diameter a single hole of 8 mm diameter with a plate spacing of about 2.5 mm gives the same number of counts per second as a conventional one Counters with a diameter of 35 mm when both exposed to the same radiation will. So if you have a relatively small number of rather small holes attaches in the plates, the: resulting counter tube has a performance that is in the the same shape could only be achieved by a bundle of conventional counter tubes when you have an exceptionally large number of very small counter tubes. used.

Für bestimmtePlattenabstandsbedingungen, oder falls es aus verschiedenen Gründen wünschenswert ist, die Kathodenplatten aus nichtleitenden Stoffen herzustellen, kann die in Fig.5 gezeigte Ausführungsform der Erfindung verwendet werden. Hier besteht der Zähler aus vielen elektrisch nichtleitenden Platten 32, in denen Löcher 34 angebracht worden sind. Durch diese Löcher gehen sehr dünnwandige elektrisch leitende Kathodenröhren, von denen zwei. bei 36 gezeigt sind. Die Wände dieser Rohre sind dünn genug (d. h. einen kleinen Bruchteil eines mm stark), daß die von den Platten 32 durch .die Gammastrahlen abgeschleuderten Elektronen mit geringem Energieverlust durch sie hindurchgehen können. Die Funktion dieser Rohre 36 ist es in erster Linie, ein geeignetes. elektrisches Feld zu erzeugen, da fast alle abgeschleuderten Elektronen aus den Platten kommen, durch die die Rohre hindurchgeleitet worden sind.For certain plate spacing conditions, or if there are different ones It is desirable for reasons to manufacture the cathode plates from non-conductive materials, the embodiment of the invention shown in FIG. 5 can be used. here the meter consists of many electrically non-conductive plates 32 in which holes 34 have been attached. Very thin-walled electrical ones go through these holes conductive cathode tubes, two of which. shown at 36. The walls of these pipes are thin enough (i.e. a small fraction of a mm thick) that the Plates 32 by .the gamma rays ejected electrons with little energy loss can walk through them. The function of these tubes 36 is primarily a suitable one. to generate an electric field as almost all electrons are thrown off come out of the plates through which the pipes have been passed.

Statt viele im Abstand voneinander stehende, praktisch parallele Platten zu verwenden, die so miteinander verbunden sind, daß sie eine Kathode bilden, kann die Kathode zur Ersparung von Konstruktionskosten auch in anderer Weise hergestellt werden. Fig. 6 zeigt eine einzige Kathodenplatte 38; sie hat die Form einer Wendel und ist mit vielen Löchern 40 versehen, die so angeordnet sind, daß Drähte q.2 durch die in einer Reihe liegenden Löcher hindurchgeleitet werden können. Die Drähte 42 sind natürlich miteinander derart verbunden, daß sie die Anode bilden.Instead of many spaced, practically parallel plates to use, which are connected to each other so that they form a cathode, can the cathode is also produced in other ways to save construction costs will. Figure 6 shows a single cathode plate 38; it has the shape of a helix and is provided with many holes 40 which are arranged so that wires q.2 through the holes lying in a row can be passed through. The wires 42 are of course connected to one another in such a way that they form the anode.

In Fig. 7 ist eine einzige Kathodenplutteq4 dargestellt; sie hat Zickzack- oder Faltenform; Löcher 46 liegen in einer Linie, so daß in der dargestellten Weise die Anodendrähte 4.8 durch sie geleitet werden können.In Fig. 7, a single cathode plate q4 is shown; she has zigzag or fold shape; Holes 46 are in a line so that in the manner shown the anode wires 4.8 can be passed through them.

Eine weitere Abänderung oder Ausführungsform ist in Fig. 8 veranschaulicht: Bei dieser sind eine Reihe elektrisch nichtleitender Scheiben 5o, die z. B. aus einem. geeigneten Phenolkondensationsproduktbestehen können, praktisch parallel im Abstand voneinander innerhalb eines Metallzylinders oder -rohres-52 angeordnet. Die Scheiben 5o sind mit kleinen Löchern 54 versehen, durch die ein Anodendraht 56 geführt ist. Das Rohr 52 dient zur Erzeugung eines geeigneten elektrischen Feldes, und die Gammastrahlen treffen die Isolierscheiben 5ö; Elektronen werden abgeschleudert und lösen den Zähler aus.Another modification or embodiment is illustrated in Figure 8: In this are a number of electrically non-conductive discs 5o, the z. B. off one. suitable phenol condensation product can exist, practically in parallel arranged at a distance from each other within a metal cylinder or tube-52. The disks 5o are provided with small holes 54 through which an anode wire 56 is performed. The tube 52 is used to generate a suitable electric field, and the gamma rays hit the insulating washers 50; Electrons are thrown off and trigger the counter.

Es ist gefunden worden, daß man die Leistung eines aus mehreren Platten bestehenden Anzeigers dadurch erhöhen kann, daß man -auf die Kathodenplatten eine lichtempfindliche Oberfläche aufbringt. In Fig. 9 ist eine einfache Anzeigevorrichtung mit drei Kathodenplatten 6o und einem Anodendraht 62 dargestellt. Die Oberflächen der Kathodenplatten sind mit einem lichtempfindlichen Material 64 bedeckt. Ein Gammastrahl66, der die Bodenplatte 6o durchdringend dargestellt ist, kann zur Abschleuderung eines primären Elektrons 68 in einer solchen Richtung führen, daß das Elektron die mittlere Kathodenplatte 6o trifft und seine Bewegung beendet, ohne eine Ionisierung des Gases in dem Zähler hervorzurufen. Wenn das primäre Elektron 68 jedoch die lichtempfindliche Oberfläche 64 trifft, entstehen eine Vielzahl sekundärer Elektronen 70, wobei es leicht möglich ist, daß eines der Elektronen die Ionisierung verursacht, die den Zähler auslöst.It has been found that the performance of one of multiple panels Existing indicator can be increased by -an on the cathode plates applies light-sensitive surface. In Fig. 9 is a simple display device with three cathode plates 6o and an anode wire 62 shown. The surfaces of the cathode plates are covered with a photosensitive material 64 covered. A gamma ray66, which is shown penetrating the base plate 6o, can lead to the ejection of a primary electron 68 in such a direction, that the electron hits the central cathode plate 6o and stops moving, without causing ionization of the gas in the meter. When the primary electron 68, however, hits the photosensitive surface 64, a variety of secondary effects arise Electrons 70, whereby it is easily possible that one of the electrons is ionizing which triggers the counter.

Für gewisse Anwendungszwecke, wie z. B. Bohrungstiefenmessungen, kann es wünschenswert sein, eine Strahlung aufzuspüren, die an sich gewöhnlich nicht ionisierend ist wie langsame Neutronen. Hierzu verwendet man gewöhnlich einen Zähler, dessen Kathode aus einem Material besteht, das bei Beschuß mit langsamen Neutronen unter Austritt ionisierender Teilchen zerfällt oder radioaktiv wird. Ein solcher Stoff ist Bor, das gewöhnlich in Form von Borax vorkommt. Es ist ganz offensichtlich,- daß die in der vorliegenden Erfindung beschriebene Zählvorrichtung zu diesem Zweck verwendet werden kann; man benutzt dabei Platten aus einem geeigneten Material oder überzieht die Platten mit einer geeigneten Substanz, wie z. B. mit einer Lithium- oder Borverbindung. Es muß betont werden, daß erhebliche Betriebsschwierigkeiten entstehen können, wenn man die übliche Zählrohrkathode mit einem solchen Überzug versieht, besonders wenn letzterer nichtleitend oder nicht glatt ist. Bei dem in Fig. i i bis 17 dargestellten Zähler ist das aktive Feld auf einen sehr kleinen Bezirk um die Löcher herum beschränkt, so daß jede Art Material oder Überzug außerhalb dieses Bezirkes seine Wirkungsweise nicht beeinträchtigt. Diese Zähler können gegebenenfalls bei einer etwas unter der normalen liegenden Spannung betrieben werden und reagieren dann entsprechend der Ionisierung, die das den empfindlichen Bezirk passierende Teilchen hervorruft. Hierdurch können z. B. Alphateilchen festgestellt werden, die bei dem durch langsame Neutronen erzeugten Zerfall abgeschleudert werden, und zwar selbst beim Vorhandensein eines breiten Gammastrahlenhintergrundes, da ja ein Alphateilchen eine viel größere lonisierung hervorruft als die durch die Gammastrahlen entstehenden Betateilchen.For certain purposes, such as. B. drilling depth measurements, can it may be desirable to detect radiation which in itself is usually not ionizing is like slow neutrons. This is usually done using a counter, whose cathode consists of a material that, when bombarded with slow neutrons disintegrates or becomes radioactive with the escape of ionizing particles. Such a The substance is boron, which usually occurs in the form of borax. It is quite obvious - that the counting device described in the present invention for this purpose can be used; one uses plates made of a suitable material or coats the plates with a suitable substance, such as e.g. B. with a lithium or boron compound. It must be emphasized that there are significant operational difficulties can arise if you use the usual counter tube cathode with such a coating especially if the latter is non-conductive or not smooth. The in Fig. I i to 17 shown counter is the active field on a very small District around the holes confined so that any kind of material or coating outside this district does not affect its effectiveness. These counters can be used if necessary operate and respond at a voltage slightly below normal then according to the ionization that passes through the sensitive area Particle causes. This z. B. alpha particles are detected, the are thrown off in the decay produced by slow neutrons, namely even in the presence of a broad gamma ray background, there is an alpha particle causes much greater ionization than that caused by the gamma rays Beta particles.

Bei der in Fig: io gezeigten Ausführungsform der Erfindung haben mehrere dünne Metallplatten 116 die Form von Kegeln; diese Kegel sind ineinandergesteckt oder greifen so ineinander, daß die Oberflächen parallel liegen, wobei ein Zwischenraum 118 die einander benachbarten Kegel trennt. Der Einfachheit halber sind in Fig. io nur zwei konische Platten dargestellt, jedoch kann jede beliebige Anzahl dieser Platten verwendet und wie bei i2o elektrisch miteinander -verbunden werden, um so die Kathode des Gerätes zu bilden. Die Platten können durch Streifen 122 gestützt sein, und jeder Kegel ist mit mindestens einem, zweckmäßig aber mit mehreren Löchern 124 versehen, wobei die Löcher in benachbarten Platten so ausgerichtet sind, daß ein Draht r26 durch jede Lochreihe gezogen werden kann. Die Drähte 126 sind in geeigneter Weise befestigt und sind wie bei 128 elektrisch miteinander verbunden, so daß sie die Anode des Gerätes bilden. Vorzugsweise hat jedes der Löcher r24 die Form einer Ellipse, wenn man in normaler Weise auf die Oberfläche des Kegels sieht, so daß der Draht beim Durchgang durch eine Lochreihe von den Rändern der Platten gleichweit entfernt ist. Wie ersichtlich, wäre es infolge der konischen Form der Kathodenplatten für einen Gammastrahl schwer, wenn nicht gar unmöglich, in oder durch das Gerät zu gelangen, ohne wenigstens eine der Platten zu treffen, und da letztere aus dünnem Material bestehen, wird ein in der Platte erzeugtes Elektron leicht herausgeschleudert, wodurch das Gas ionisiert und die Anzeigevorrichtung ausgelöst oder betätigt wird. Die Teile 116 können voll konisch sein; gegebenenfalls können auch die Spitzen wegfallen, so daß also kegelstumpfförmige Gebilde entstehen.In the embodiment of the invention shown in FIG. 10, several thin metal plates 116 in the shape of cones; these cones are nested or interlock so that the surfaces are parallel with a gap 118 separates the adjacent cones. For the sake of simplicity, Fig. io only two conical plates shown; however, any number of these can be used Plates are used and, as with i2o, are electrically connected to one another, so to form the cathode of the device. The panels can be supported by strips 122 be, and each cone has at least one, but useful with several holes 124 with the holes in adjacent panels aligned so that a wire r26 can be pulled through each row of holes. The wires 126 are suitable Manner and are electrically connected together as at 128 so that they form the anode of the device. Preferably, each of the holes r24 is in the shape of one Ellipse, when looking at the surface of the cone in the normal way so that the wire as it passes through a row of holes equidistant from the edges of the plates away. As can be seen, it would be due to the conical shape of the cathode plates difficult, if not impossible, for a gamma ray into or through the device without hitting at least one of the plates, and there the latter from thin Material, an electron generated in the plate is easily ejected, thereby ionizing the gas and triggering or actuating the indicator. The parts 116 can be fully conical; if necessary, the tips can also be omitted, so that thus frustoconical structures arise.

Fig. i i und 12 zeigen eine abgeänderte Form des Anzeigegerätes, bei der die Kathode aus mehreren Scheiben 13o besteht, die ineinandergesteckt, aber im Abstand voneinander angeordnet und durch geeignete Streifen 132 befestigt sind. Aus Fig. 12 geht vielleicht noch klarer hervor, daß jede Platte ringförmig gewellt ist, wobei, wie aus der gestrichelten Linie 134 ersichtlich, die Wellenberge in. einer Linie und dementsprechend, wie durch die gestrichelte Linie 136 angegeben, auch die Wellentäler in einer Linie liegen. Jede der Scheiben 13ö ist mit mehreren Löchern 138 versehen, wobei die Löcher in benachbarten Scheiben derart ausgerichtet sind, daß durch die Mitte einer jeden Reihe oder Gruppe von Löchern ein Draht i4o laufen kann. Die Scheiben 130 sind durch Streifen 132 elektrisch miteinander zur Kathode verbunden, während die Drähte i4o ebenfalls miteinander verbunden sind und die Anode des Gerätes bilden. Zweckmäßig werden die Platten 13o derart angebracht, daß der untere Teil der einen Platte niedriger liegt als der obere Teil der Barunterliegenden Platte und, wie aus Fig. i2 ersichtlich ist, wäre es einem Gammastrahl 142 praktisch unmöglich, zwischen der Plattengruppe hindurchzugehen, ohne in eine oder mehrere der Platten einzudringen. Wie bei Fig. io bereits erklärt wurde, sind die Scheiben 13o dünn genug, daß Elektronen in das umgebende Gas abgeschleudert werden können, und zahlreich genug, um der Bahn der Gammastrahlen eine ziemlich große Metallmenge zu bieten.FIGS. Ii and 12 show a modified form of the display device in which the cathode consists of a plurality of disks 13o which are inserted into one another but are arranged at a distance from one another and secured by suitable strips 132. From Fig. 12 it is perhaps more clearly evident that each plate is corrugated in an annular manner, with the corrugation peaks in a line and, accordingly, as indicated by the broken line 136, the corrugation troughs in a line as well lie. Each of the disks 130 is provided with a plurality of holes 138, the holes in adjacent disks being oriented such that a wire 14 can pass through the center of each row or group of holes. The disks 130 are electrically connected to one another to the cathode by means of strips 132, while the wires i4o are also connected to one another and form the anode of the device. The plates 13o are expediently attached in such a way that the lower part of one plate is lower than the upper part of the plate underlying the bar and, as can be seen from FIG or more of the plates to penetrate. As already explained in connection with FIG. 10, the disks 130 are thin enough that electrons can be ejected into the surrounding gas and numerous enough to present a fairly large amount of metal to the path of the gamma rays.

Fig. 13 und 14 zeigen eine andere Ausführungsform, bei der die Kathodenplatten als Ringe 144 ausgebildet sind, die, wie in Fig. 13 gezeigt, ringförmig gewellt sind; die Platten sind so angeordnet, daß ein Gammastrahl die Plattengruppe nicht passieren kann, ohne in eine oder mehrere Platten einzudringen. Jeder Ring ist mit mehreren Löchern 146 versehen, die in einer Reihe angeordnet sind, so daß durch die Mitte jeder Reihe oder Gruppe von Löchern Drähte 148 gezogen werden #können, die wie bei 15o miteinander verbünden sind und die Anode des Gerätes bilden, und die Kathodenplatten sind etwa durch Schrauben oder Bolzen 152 so miteinander verbunden, daß sie die Kathode des Gerätes bilden. Dadurch, daß man den `aus dünnem Metall bestehenden Platten oder Ringen die gewellte Form gibt, werden sie beträchtlich verstärkt und, wie bereits oben ausgeführt wurde, müßte bei dieser Anordnung ein Gammastrahl in einen oder mehrere Ringe eindringen, wenn er eine solche Gruppe passieren will.13 and 14 show another embodiment in which the cathode plates are designed as rings 144 which, as shown in FIG. 13, are corrugated in an annular manner are; the plates are arranged so that a gamma ray does not hit the plate group can happen without penetrating into one or more plates. Every ring is with several holes 146, which are arranged in a row, so that wires 148 are drawn through the center of each row or group of holes # that are connected to each other as at 15o and form the anode of the device, and the cathode plates are so connected to one another by such as screws or bolts 152 connected that they form the cathode of the device. By using the `` thin If metal plates or rings give the corrugated shape, they become considerable reinforced and, as already stated above, would have to be with this arrangement Gamma rays penetrate one or more rings when it pass such a group want.

Die in den Fig. 13 und 14 gezeigte Ausführungsform eignet sich hervorragend für gewisse Zwecke, bei denen man einen Zugang zum inneren Teil des Gerätes haben will. So könnte das Gehäuse für das in Fig. 13 gezeigte .Gerät ringförmig sein, so daß durch die gesamte Plattengruppe eine zentrale Öffnung läuft. Eine Kernprobe könnte dann in diese Öffnung gebracht werden, um so die Strahlungsmenge in der Probe zu bestimmen, oder man könnte eine Flüssigkeits- oder Gasmenge durch die zentrale Öffnung fließen lassen, wobei das Gerät dann dazu - dient, die Strahlungsmenge aus der Flüssigkeit oder dem Gas festzustellen.The embodiment shown in FIGS. 13 and 14 is extremely suitable for certain purposes where you have access to the inner part of the device want. So the housing for the device shown in Fig. 13 could be ring-shaped, so that a central opening runs through the entire group of plates. A core sample could then be brought into this opening in order to reduce the amount of radiation in the sample to determine, or one could flow a quantity of liquid or gas through the central Let the opening flow, whereby the device then serves to - the amount of radiation from the liquid or the gas.

Bei allen in den Fig. 2 bis 14 gezeigten Ausführungsformen der Erfindung ist der Übersichtlichkeit halber das Gehäuse nicht dargestellt. Die Kathoden- und Anodenelemente können in einer geeigneten Metall- oder Glashülle untergebracht sein, wie es in Fig. 1 dargestellt ist, und die Hülle -ist mit einem geeigneten Gas, wie z. B. Argon, unter einem bestimmten Druck gefüllt. Andererseits ist es gewöhnlich vorteilhaft, ein'Gemisch von wasserfreiem Ammoniak mit einem Edelgas wie Argon, Neon und/oder Krypton zu verwenden.In all of the embodiments of the invention shown in FIGS the housing is not shown for the sake of clarity. The cathode and Anode elements can be housed in a suitable metal or glass envelope, as shown in Fig. 1, and the envelope -is with a suitable gas, such as z. B. argon, filled under a certain pressure. On the other hand, it's common advantageous to use a mixture of anhydrous ammonia with a noble gas such as argon, Use neon and / or krypton.

Es sind bereits Zählrohre verwendet worden, die eine Füllung von Argon und Petroläther enthielten. Mit dieser Füllung sind zufriedenstellende Ergebnisse erzielt worden, doch hat es sich herausgestellt, daß die Lebensdauer dieser- Zählrohre etwas begrenzt ist. Es ist dies wohl auf eine Veränderung in dem Gas unter den elektrischen Entladungen des Zählrohres zurückzuführen. Eine solche Veränderung kann entweder durch die Bildung freien Kohlenstoffes oder durch Auf- oder Abbau der Kohlenwasserstoffmoleküle verursacht werden. Bei bestimmten Prüfungen hat sich herausgestellt, daß die Lebensdauer dieser Zählrohre bei Verwendung mit Löschkreisen vom Nehertyp zwischen 5o bis 8oo Stunden bei einer Zählhäufigkeit von etwa looo pro Sekunde schwankte. Ferner nahmen die Anfangsspannungen bei diesen Zählwerken während ihrer Lebensdauer um 5o bis Zoo Volt zu.Counting tubes have already been used that are filled with argon and petroleum ether contained. With this filling the results are satisfactory has been achieved, but it has been found that the life of these counting tubes something is limited. It is probably due to a change in the gas under the electric Due to discharges of the counter tube. Such a change can either through the formation of free carbon or through the build-up or breakdown of hydrocarbon molecules caused. In certain tests it has been found that the service life of these counter tubes when used with Nehertype extinguishing circuits between 5o and 8oo Hours fluctuated at a counting frequency of about 1,000 per second. Also took the initial voltages in these counters during their service life by 5o to Zoo volt too.

Versuche haben gezeigt, daß da, wo die Zählgeräte der beschriebenen Art mit technisch reinem Argon, Neon oder Krypton mit einem Gehalt von o,r bis io% an wasserfreiem Ammoniak gefüllt sind, die Lebensdauer praktisch unbegrenzt-ist; es ist dies wohl darauf zurückzuführen, daß bei den elektrischen Entladungen die Ammoniakmoleküle in Stickstoff und Wasserstoff gespalten werden. Diese letzteren können sich dann wieder zu Ammoniak vereinigen; und- es ist daher zu erwarten, daß ein Gleichgewichtszustand von Stickstoff, Ammoniak und Wasserstoff erreicht wird, so daß keine anderen Moleküle entstehen können. Bei einem mit einem Gas wie Argon, Neon oder Krypton und wasserfreiem Ammoniak gefüllten Zählrohr sind zwei veränderliche- Größen zu berücksichtigen, nämlich der Gesamtgasdruck und der in dem Gemisch enthaltene Prozentsatz an Ammoniak. Die Eigenschaften des Zählrohres, an denen Interesse besteht, sind die Anfangsspannung, der horizontale Auslösebereich und die- Leistung. Es ist gefunden worden, daß mit technisch reinem Argon, Neon oder Krypton und etwa 2 °/a wasserfreiem Ammoniak gefüllte Zählrohre bei praktisch Atmosphärendruck nicht nur eine praktisch unbegrenzte Lebensdauer haben, sondern auch zu horizontalen Auslösebereichen führen, die praktisch genau so gut sind wie diejenigen, die man mit irgendeinem anderen Gasgemisch erhält, und die eine Ausgangsspannung von etwa looo Volt besitzen, und daß diese Zählrohre weiterhin eine ebenso hohe Leistung besitzen wie die mit Argon und Petroläther gefüllten Zählröhre.Tests have shown that where the counters described Type with technically pure argon, neon or krypton with a content of o, r to io% are filled with anhydrous ammonia, the lifespan is practically unlimited; this is probably due to the fact that the electrical discharges Ammonia molecules are split into nitrogen and hydrogen. These latter can then combine again to form ammonia; and- it is therefore to be expected that a state of equilibrium of nitrogen, ammonia and hydrogen is reached, so that no other molecules can arise. For one with a gas like argon Neon or krypton and anhydrous ammonia-filled counter tube are two changeable- Variables to be taken into account, namely the total gas pressure and that contained in the mixture Percentage of ammonia. The properties of the counter tube that are of interest are the initial voltage, the horizontal tripping range and the power. It is it has been found that with technically pure argon, neon or krypton and about 2 ° / a Counting tubes filled with anhydrous ammonia at practically atmospheric pressure not only have a practically unlimited lifespan, but also to horizontal trigger areas that are practically as good as those that you can do with any receives another gas mixture, and which have an output voltage of around looo volts, and that these counter tubes continue to have as high a performance as those with Argon and petroleum ether filled counting tube.

Zur Bestimmung der Lebensdauer von einerseits mit Argon und Petröläther und andererseits mit Argon und Ammoniak gefüllten Zählrohren wurde ein »konzentrierter« Lebensdauerversuch durchgeführt. Die Zählrohre wurden unter eine Spannung gebracht, die weit über das Ende des horizontalen Auslösebereiches hinausging, und unter solchen Umständen gingen die Zähler in dauernde Entladung. Dieses Verfahren ist mit Argon und Petroläther gefüllten Zählrohren schädlich, denn nachdem die ungewöhnlich hohe Spannung nicht länger als 5 Minuten angewandt und dann auf den normalen Betriebswert zurückgesetzt worden war, hatte das Zählrohr völlig seinen horizontalen Auslösebereich verloren. Dasselbe Verfahren, bei mit technisch reinem Argon und wasserfreiem Ammoniak- gefüllten Zählrohren angewendet, schadete jedoch überhaupt nicht. In einem Fall wurde die abnorm hohe Spannung 2o Stunden lang auf dem Zählrohr gelassen, das die ganze Zeit hindurch ununterbrochen Funken gab;` nachdem die Spannung auf ihren normalen Betriebswert vermindert worden war, arbeitete das-Z4hlrohr ebenso gut wie vor der Anwendung der :abnorm hohen Spannung. Dies zeigt, daß die vermutete Zersetzung des Gases bei Füllung mit Argon und Ammoniak nicht eintritt.To determine the service life of one hand with argon and petroleum ether and on the other hand, counter tubes filled with argon and ammonia became a "concentrated" Life test carried out. The counting tubes were put under tension, which went well beyond the end of the horizontal trigger range, and below such Under certain circumstances, the meters were continuously discharging. This procedure is with argon and petroleum ether filled counters harmful, because after the unusually high Voltage applied for no more than 5 minutes and then returned to normal operating value had been reset, the counter tube had completely its horizontal trigger range lost. The same procedure, with technically pure argon and anhydrous ammonia used filled counting tubes, but did no harm at all. In one case the abnormally high voltage was left on the counter tube for 20 hours, which was the sparks continuously throughout; `after the voltage returned to its normal When the operating value had been reduced, the meter worked just as well as it did before Application of: abnormally high voltage. This shows that the presumed decomposition of the Gas does not enter when filled with argon and ammonia.

Fig. 15 ist eine Kurve, oder vielmehr eine Reihe von Kurven, die 'mit einem besonderen Zählrohr erhalten wurden, Die Kurven zeigen die Beziehung zwischen der Anfangsspannung und dem Gesamtdruck der Gasfüllung mit Ammoniak und Argon bei einem Ammoniakgehalt von 1/2, 1, 2 und 40/0. Es ist daraus zu ersehen, daß das Anfangspotential etwa linear mit dem Druck und die Kurvensteigung mit steigendem Ammoniakgehalt zunimmt. Bei der Untersuchung der Breite des horizontalen Auslösebe-reiches für diese Mischungen hat sich herausgestellt, daß die besten Ergebnisse mit einem 98 % Argon und 2 %i Ammoniak enthaltenden Gemisch erhalten wurden. Aus Fig. 15 ist zu ersehen, daß bei dieser Füllung ein Druck von 685 mm Quecksilber nötig war, wo das Anfangspotential 95o Volt betrug.Fig. 15 is a curve, or rather a series of curves ending with a special counter tube, the curves show the relationship between the initial voltage and the total pressure of the gas filling with ammonia and argon an ammonia content of 1/2, 1, 2 and 40/0. It can be seen from this that the initial potential approximately linearly with the pressure and the curve slope increases with increasing ammonia content. When examining the width of the horizontal release range for these mixtures turned out, that the best results with a 98 % Argon and 2% ammonia containing mixture were obtained. From Fig. 15 is it can be seen that this filling required a pressure of 685 mm of mercury, where the initial potential was 95o volts.

Vor der Füllung eines Zählrohres wird, zweckmäßig mittels eines geeigneten Lösungsmittels, wie Tetrachlorkohlenstoff, alles Fett von den verschiedenen Teilen entfernt. Das Zählrohr wird dann unter einhalb- bis mehrstündigem Erhitzen rauf etwa ioo° luftleer gemacht. Während dieses Vorganges wird eingeschlossenes Gas aus den verschiedenen Teilen entfernt. Durch wiederholtes Durchspülen des Zählrohres mit Argon wird etwa zurückbleibendes anderes Gas verdünnt. Nach dem Erkalten wird das -Zählrohr zweckmäßig nur mit wasserfreiem Ammoniak gefüllt, das 15 bis 30 Minuten lang in dem Zählrohr gelassen wird. Während dieser Zeit stellt sich ein Gleichgewichtszustand zwischen dem Ammoniak und den Metalloberflächen ein. Das Zählrohr wird dann wieder gasfrei gemacht; das Gasgemisch wird in der nachstehend beschriebenen Weise eingeführt, und das Zählrohr wird verschlossen.Before a counter tube is filled, all of the fat is removed from the various parts, expediently using a suitable solvent such as carbon tetrachloride. The counter tube is then made evacuated by heating it up to about 100 ° for one-half to several hours. During this process, trapped gas is removed from the various parts. Any remaining gas is diluted by repeatedly flushing the counter tube with argon. After cooling down, the counter tube is expediently only filled with anhydrous ammonia, which is left in the counter tube for 15 to 30 minutes. During this time, a state of equilibrium is established between the ammonia and the metal surfaces. The counter tube is then made gas-free again; the gas mixture is introduced in the manner described below and the counter tube is closed.

Anfangsspannung, horizontaler Auslösebereich, Gasgemischdruck und Ammoniakgehalt in dem Gemisch werden mit Bauart und Abmessungen des Zählrohres schwanken, und für jede Bau- und Anwendungsart müssen die geeignetsten Werte gewählt werden. Man kann z. B. eine verhältnismäßig kleinereAnfangsspannung dadurcherhalten, daßman von dem horizontalen Auslösebereich etwas opfert.Initial voltage, horizontal release range, gas mixture pressure and The ammonia content in the mixture will vary with the type and dimensions of the counter tube, and the most suitable values must be selected for each type of construction and application. You can z. B. obtain a relatively smaller initial voltage by sacrifices something of the horizontal trigger area.

Argon ist zwar in der vorstehenden Beschreibung besonders erwähnt; doch haben Versuche erwiesen, daß auch Neon oder Krypton im Gemisch mit wasserfreiem Ammoniak ebenso gut wie Argon für Füllungen verwendet werden können, mit denen ein Zählrohr einen genügend flachen Auslösebereich über einen rausreichenden Spannungsbereich zeigt.Argon is specifically mentioned in the above description; but experiments have shown that neon or krypton mixed with anhydrous Ammonia as well as argon can be used for fillings with which a Counter tube a sufficiently flat trigger area over a sufficient voltage range shows.

Im Hinblick auf die ziemlich hohen Kosten einiger der Edelgase hat sich eine bestimmte Anordnung zum Mischen der Gase und zur Füllung des Zählrohres bewährt. Fig. 16 ist eine schematische Darstellung dieses Systems, das ganz aus Pyrexglas hergestellt ist. Es besteht aus einer waagerechten Hauptleitung 8o, an die mit Sperrhähnen angeschlossen sind: der Edelgasbehälter 82, ein Ammoniakbehälter 84, ein Vorratsbehälter 86, ein Quecksilbermanometer 88, eine Quecksilberpumpe 9o und eine Vakuumpumpe mit einem Kühlende 92. Die Edelgase sind in Pyrexflaschen mit doppeltem Verschluß erhältlich. Die Außenrohrleitung dieses Verschlusses wird zunächst mit dem Glassystem verbunden. Dann wird der zu einer feinen Spitze angezogene innere Verschluß dadurch abgebrochen, daß man eine Stahlkugel auf die Spitze fallen läßt. Man hebt diese Stahlkugel innerhalb des Rohres mit einem Magnet und läßt sie alsdann auf die Spitze fallen.In view of the fairly high cost of some of the noble gases a certain arrangement for mixing the gases and for filling the counter tube proven. Fig. 16 is a schematic representation of this system, made entirely from Pyrex glass is made. It consists of a horizontal main line 8o, an which are connected with stopcocks: the noble gas container 82, an ammonia container 84, a storage container 86, a mercury manometer 88, a mercury pump 9o and a vacuum pump with a cooling end 92. The noble gases are in Pyrex bottles with double lock available. The outer pipeline of this closure is first connected to the glass system. Then the inner one is tightened to a fine point The closure was broken by dropping a steel ball on the tip. You lift this steel ball inside the tube with a magnet and then leave it fall on the tip.

Der Behälter für den Ammoniak wird zunächst luftleer gemacht; dann wird er durch die Einlaßöffnung 94 aus einer im Handel erhältlichen, j wasserfreien Ammoniak enthaltenden Stahlflasche gefüllt. Der Ammoniakbehälter ist mit dem Füllsystem durch zwei Sperrhähne 96 und 98 verbunden. Durch Öffnen des Sperrhahnes 96 wird der kleine Raum zwischen den beiden Sperrhähnen mit Ammoniak gefüllt. Dann wird der Sperrhahn 96 geschlossen und der andere Sperrhahn 98 geöffnet, und die kleine Ammoniakmenge wird in die Füllvorrichtung eingelassen. So können kleine Mengen Ammoniak leicht eingeführt werden. Der Vorratsbehälter ist zur Lagerung der Ammoniak-Edelgas-Gemische bestimmt.The container for the ammonia is first evacuated; then it becomes through the inlet port 94 from a commercially available, j anhydrous Steel bottle filled with ammonia. The ammonia tank is with the filling system connected by two stopcocks 96 and 98. By opening the stopcock 96 is the small space between the two stop cocks is filled with ammonia. Then it will be the stopcock 96 closed and the other stopcock 98 opened, and the small one Amount of ammonia is admitted into the filling device. So can small amounts of ammonia can be easily introduced. The storage container is used to store the ammonia-noble gas mixtures certainly.

Die Quecksilberpumpe 9o besteht aus zwei Glasbehältern ioo und rot, die durch Gummischlauch verbunden sind. Der ortsfeste Behälter ioo ist durch einen Sperrhahn 10q. mit der Füllvorrichtung verbunden. Der andere Behälter rot kann frei auf und ab bewegt werden; das Quecksilber kann daher von einem in den anderen Behälter übertragen und diese Anordnung als Pumpe.verwendet werden.The mercury pump 9o consists of two glass containers ioo and red, which are connected by rubber tubing. The stationary container ioo is through a Stopcock 10q. connected to the filling device. The other red container can be freely to be moved up and down; the mercury can therefore move from one container to the other and this arrangement can be used as a pump.

Zum Mischen der Gase- Lind Füllen eines Zählrohres wird zunächst die ganze Vorrichtung evakuiert. Dann wird bei abgesperrtem Vorratsbehälter. 86, und während das Quecksilber in der Pumpe das feststehende Gefäß ioo völlig ausfüllt, Gas aus dem Reingaszufuhrgefäß 82 bis zu einem Druck zugelassen, der am Manometer 88 abgelesen werden kann. Dann wird Ammoniak eingeleitet, dessen Menge an dem Druckanstieg gemessen werden kann. Der nächste Schritt ist das gründliche Mischen des Ammoniaks mit dem reinen Gas; es geschieht dies dadurch, daß man die Gase in das feststehende Gefäß ioo durch Senkung des Glaskolbens zog einsaugt. Das Gasgemisch in dem Gefäß wird dann in die Glasapparatur durch Heben des beweglichen Glaskolbens io2 zurückgepreßt. Dieser Vorgang wird mehrere Male wiederholt, wodurch die Gase durch die Apparatur hin und her bewegt werden und innerhalb ziemlich kurzer Zeit ein homogenes Gemisch entsteht. Ohne diese Maßnahme würden sich die Gase nur durch Diffusion mischen, und dies nähme einige Stunden in Anspruch. Nachdem die Gase miteinander gemischt sind, wird das Ventil io6 geöffnet und das Zählrohr gefüllt.To mix the gases and filling a counter tube, the first entire device evacuated. Then with the storage tank locked. 86, and while the mercury in the pump completely fills the stationary vessel, Gas from the clean gas supply vessel 82 is admitted up to a pressure indicated on the manometer 88 can be read. Then ammonia is introduced, the amount of which increases in pressure can be measured. The next step is to thoroughly mix the ammonia with the pure gas; it does this by introducing the gases into the stationary Vessel sucked in ioo by lowering the glass flask. The gas mixture in the vessel is then pressed back into the glass apparatus by lifting the movable glass bulb io2. This process is repeated several times, causing the gases to flow through the apparatus be moved back and forth and within a fairly short time a homogeneous mixture arises. Without this measure, the gases would only mix by diffusion, and this would take a few hours. After the gases mixed together valve io6 is opened and the counter tube is filled.

Ein geeigneter Frequenzvervielfacher-Stromkreis dient als Vorverstärker. Die Stromstöße aus dem Zählrohr gehen durch einen Verstärker 16; dann werden sie mit einem elektrischen Zähler registriert, und die Zeit wird mit einer Stoppuhr beobachtet. Für alle Messungen wurde die Zeit für i6oo Zählungen beobachtet,- und daraus wird die Zählgeschwindigkeit pro Sekunde abgeleitet. Die Fehlergrenze für i6oo ist ± 40 oder ± 2,5 %. Die Durchschnittszählgeschwindigkeiten haben daher eine Fehlergrenze von Zählungen pro Sekunde.A suitable frequency multiplier circuit serves as a preamplifier. The current surges from the counter tube go through an amplifier 16; then they are registered with an electric counter and the time is observed with a stop watch. The time for 100 counts was observed for all measurements - and the counting speed per second is derived from this. The margin of error for the i6oo is ± 40 or ± 2.5%. The average counting speeds therefore have an error limit of Counts per second.

Eine etwa 6 Mikrogramm Radium enthaltende Radiumquelle wurde in einer konstanten Entfernung von io,5 cm von der Achse des Zählrohres aufgestellt. Die Ergebnisse mehrerer Versuche sind auf den Kurvenbildern der Fig. 17 und i9 eingetragen. Für mehrere Füllungen ist die Zählgeschwindigkeit in Zählungen pro Sekunde im Vergleich mit der Spannurig angegeben.A source of radium containing approximately 6 micrograms of radium was added to a set up a constant distance of 10.5 cm from the axis of the counter tube. the Results of several tests are entered on the graphs in FIGS. 17 and 19. For multiple fillings, the counting speed in counts per second is compared indicated with the Spannurig.

Zur Prüfung des Gerätes und zur Erzielung von Vergleichsdaten. wurden zunächst Gemische von Argon und Ammoniak verwendet, und die Ergebnisse sind in Fig. 17 gezeigt. Die verschiedenen Kurven beziehen sich auf die Prozentsätze an Ammoniak, wie sie über den Kurven angegeben sind. Über jeder Kurve ist ferner der Gesamtdruck des Gemisches in cm Quecksilbersäule angegeben. Die Flachheit und Breite des horizontalen Auslösebereiches nimmt mit steigendem Ammoniakgehalt zu, und zu gleicher Zeit erhöht sich die Ausgangsspannung (die Ausgangsspannung ist der auf der Achse eingezeichnete Punkt, d. h. bei 30 Zählungen pro Sekunde). Die 41/o-Kurve wurde wiederholt, nachdem m-an das Zählrohr 24 Stunden lang stehen gelassen hatte. Es geschah dies zur Prüfung des vorschriftsmäßigen Funktionierens des oben beschriebenen Mischverfahrens. Die Kurve änderte sich, wie aus der punktierten Linie ersichtlich, nur sehr. wenig gegenüber der unmittelbar nach der Füllung aufgetragenen.For testing the device and for obtaining comparative data. Mixtures of argon and ammonia were initially used and the results are shown in FIG. The various curves relate to the percentages of ammonia as indicated above the curves. The total pressure of the mixture in cm of mercury is also given above each curve. The flatness and width of the horizontal trigger area increases with increasing ammonia content, and at the same time the output voltage increases (the output voltage is the point drawn on the axis, ie at 30 counts per second). The 41 / o curve was repeated after m-an had left the counter tube to stand for 24 hours. This was done to check the correct functioning of the mixing process described above. As can be seen from the dotted line, the curve changed only a lot. little compared to that applied immediately after filling.

Die Ergebnisse für Krypton-Füllungen sind in Fig. 18 eingetragen, die mit der Fig. 17 für Argon vergleichbar ist: Die horizontalen. Auslösebereiche sind recht wesentlich, und ihre Qualität steigt mit steigenden Ammoniakmengen. Bei gleichem Gesamtdruck und gleicher Ammoniakkonzentration ist die Ausgangsspannung bei Krypton etwa i5o Volt höher als bei Argon. Zur Herabsetzung. der Ausgangs- und der Betriebsspannung des Zählrohres müssen bei Krypton niedrigere Gesamtdrucke als bei Argon angewendet werden. -Der Gesamtdruck wurde so' eingestellt, daß die Ausgangsspannung unabhängig vom Ammoniakgehralt etwa 98o Volt beträgt.The results for krypton fillings are entered in FIG. 1 8 , which is comparable to FIG. 1 7 for argon: the horizontal ones. Trip areas are quite important and their quality increases with increasing amounts of ammonia. With the same total pressure and the same ammonia concentration, the output voltage of krypton is about 150 volts higher than that of argon. To discount. For the output and operating voltage of the counter tube, lower total pressures must be used for krypton than for argon. -The total pressure was set so that the output voltage is about 98o volts, regardless of the ammonia content.

Die Ergebnisse für Neon-Füllungen sind in Fig. 19 angegeben, die Kurven bei Drucken zeigt, die mit den bei Argon verwendeten vergleichbar sind. Die Ausgangsspannung bei gleichem Druck und gleicher Ammoniakkonzentrationist bei Neon etwa igo Volt niedriger als bei Argon.The results for neon fills are given in Figure 19, the curves shows at prints comparable to those used with argon. The output voltage at the same pressure and the same ammonia concentration, neon is about igo volts lower than argon.

In der vorstehenden Beschreibung ist zwar ein Strahlungsanzeiger vom Mehrplattenzählrohrtyp im einzelnen beschrieben. Eine Gasfüllung aus technisch reinem Argon, Neon oder Krypton und wasserfreiem Ammoniak kann aber auch mit Vorteil bei Strahlungsanzeigern anderer Typen verwendet . werden, z. B. bei dem im USA.-Patent 2 397 073 beschriebenen, -oder bei den gebräuchlicheren Typen, wie z. B. dem Geiger-Müller-Zählrohr.In the above description, although a radiation indicator of the multi-plate counter tube type is described in detail. A gas filling of technically pure argon, neon or krypton and anhydrous ammonia can, however, also be used with advantage for radiation indicators of other types. be e.g. B. In the above described USA. Patent 2,397,073, -or for the more common types such. B. the Geiger-Müller counter tube.

Claims

CLAIMS: i .. Electrical discharge device for use as a radiation indicator, characterized by several, one on top of the other at a small distance, thin metal sheets connected to one another to form a cathode, each with an or have multiple holes, and an anode wire extending through each hole and is arranged to the cathode so that between the wire and the metal sheets a non-homogeneous electrostatic field is generated.

2. Electric discharge device according to claim i, wherein said sheets are corrugated in an annular manner.

3. Electric A discharge device according to claim 2, wherein said sheets are in the shape of Have rings and are corrugated in a ring.

4: Electric discharge device according to Claims 1 to 3, characterized in that the cathode sheets are arranged in a zigzag or in spiral form in one piece and that one or more rows of in each case lying in a line holes are made in it.

5. Electric discharge device according to claims i to 3, - characterized in that the cathode plates are parallel are to each other that the hole or holes in each sheet with a corresponding Hole in each adjacent sheet in a row and that each anode wire passes through a series of in-line holes so that a non-homogeneous electric field is created.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the cathode has surfaces for emitting secondary electrons is provided.

7. Electrical discharge device according to one of the preceding Expectations,. characterized in that the cathode and an anode are sealed in one Enclosures are made up of a mixture of anhydrous ammonia and a noble gas of argon, neon and / or krypton.

8th:. Apparatus according to claim 7, at which contains the said mixture between o, i and io o / o anhydrous ammonia:

9. Apparatus according to claim 7 or 8, wherein said mixture contains about: 21% anhydrous ammonia. . iö. Apparatus according to claim 7, 8 or 9, wherein said mixture is at a pressure not exceeding atmospheric pressure. i r. Apparatus according to claim 7, 8 or 9, wherein said mixture is at a pressure which is below atmospheric, preferably about 685 millimeters of mercury. Cited publications: German patent specifications No. 690 411, 715 337.