Geiger-Müller-Zählrohr

Geiger-Müller-Zählrohre dienen zum Nachweis radioaktiver Strahlung. Sie beruhen auf der ionisierenden Wirkung radioaktiver Strahlung und auf den Vorgängen, die bei einer Gasentladung vonstatten gehen. Das Geiger-Müller-Zählrohr wurde im Jahre 1928 von den deutschen Physikern HANS GEIGER (1882-1945) und WALTHER MÜLLER (1905-1979) entwickelt.
Ein Geiger-Müller-Zählrohr eignet sich zum Nachweis von Beta-Strahlung (Elektronen) und von Gamma-Strahlung (energiereiche elektromagnetische Strahlung). Allerdings wird die Gamma-Strahlung nicht vollständig, sondern nur zu einem geringen Prozentsatz registriert.

Zählrohr mit Glaskolben und Metallspirale als Elektrode

Aufbau und Wirkungsweise

Das Zählrohr besteht aus einem gasgefüllten Metallrohr, in dem sich ein für die radioaktive Strahlung weitgehend durchlässiges Fenster befindet. Im Inneren des Metallrohres verläuft ein Metalldraht. Zwischen Metalldraht und Rohr wird eine äußere Spannung angelegt. Das Rohr wird mit einer Kombination verschiedener Gase gefüllt. Das Füllgas kann durch die ankommende radioaktive Strahlung ionisiert werden. Man verwendet häufig Argon, Xenon oder Methan.

Ein radioaktives Teilchen führt zur Ionisation eines oder mehrerer Füllgasatome. Die äußere Spannung wird so gewählt, dass es beim Vorhandensein von Ladungsträgern im Füllgas schlagartig zur Entstehung einer Elektronenlawine kommt und eine Gasentladung wie in einer Gasentladungsröhre einsetzt. Dadurch kommt es zu einem Stromstoß im Zählrohr, der durch Abgriff an einem äußeren Widerstand in einen Spannungsimpuls umgeformt und elektronisch weiter verarbeitet wird. Häufig erfolgt eine akustische Darstellung, sodass man die einzelnen radioaktiven Teilchen als "Knacken" in einem Lautsprecher wahrnehmen kann. Häufig erfolgt parallel dazu ein Zählen der Impulse.

Kurz nach dem Zünden der Gasentladung ist das Zählrohr für den Empfang weiterer radioaktiver Teilchen unempfindlich, da sich noch zu viele Ionen im Füllgas befinden. Um die Gasentladung selbsttätig zu unterbrechen, wird neben dem Füllgas noch ein Löschgas in das Zählrohr gebracht. Es ist auch möglich, die einmal in Gang gekommene Gasentladung von außen durch Einschaltung eines hohen Widerstandes zu beenden. In diesem Fall kann man auf die Beimengung eines Löschgases verzichten. Solche Zählrohre sind heute allerdings kaum noch in Gebrauch.

Funktionsprinzip eines Geiger-Müller-Zählrohres
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