Das Geiger-Müller-Zählrohr

Das Geiger-Müller-Zählrohr
Das Geiger-Müller-Zählrohr, auch Geigerzähler, wurde 1928 von
Hans Geiger und Walther Müller an der Universität von Kiel
entwickelt. Es stellt auf einfache Weise ionisierende Teilchen im
Raum fest. Er dient auch als Warngerät zur Untersuchung von
radioaktiv verseuchten Gelände.
Folie: Aufbau
Bei dem Zählrohr handelt es sich um ein zylindrisches Rohr, dass
mit Luft, einem Edelgas (meist Argon) und Alkoholdampf gefüllt ist.
Am vorderen Ende ist eine Folie durch die die radioaktive Strahlung
durchdringt. Am anderen Ende dieses Metallrohres ist ein isolierter
Metalldraht in der Mitte angebracht. Die Wand des Metallrohres wird
mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden während
der Draht mit dem positiven Pol verbunden wird. Die Höhe dieser
Spannungsquelle beträgt mehrere hundert Volt. Nun wird der
Geigerzähler durch ein Kabel mit dem Verstärker verbunden. Am
Verstärker ist ein Lautsprecher und ein elektronischer Zähler
angeschlossen.
Das Geiger-Müller-Zählrohr kann kleinste Strahlungen messen.
Selbst wenn nur ein a-, ß- oder y-Teilchen in das Metallrohr
eindringt erscheint es auf dem elektronischen Zähler und macht sich
durch ein Knacken im Lautsprecher bemerkbar.
Zuerst liegt die gesamte Spannung der Spannungsquelle (am
Beispiel 500 V) im Metallrohr. Dringt dann radioaktive Strahlung
durch die Folie in das Zählrohr wird das Gas ionisiert und damit
leitfähig. Dadurch fließt elektrischer Strom. Da der Wiederstand des
Zählrohres nun viel kleiner ist als der des Festwiederstandes liegen
die 500 Volt am Festwiederstand. Die Spannung am Zählrohr ist
nun zu klein, um den Elektrizitätsfluss durch das Gas
aufrechtzuerhalten, deshalb wird der Strom sofort wieder
unterbrochen daraufhin stellen sich die ursprünglichen
Spannungsverhältnisse wieder her.
Folie: a, ß, y
Ein Alphateilchen besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen
und ist ein positiv geladenes Kernteilchen. Alphateilchen werden
beim radioaktiven Zerfall bestimmter Elemente spontan abgegeben.
Betastrahlen sind schnellfliegende Elektronen, die den Kern fast mit
Lichtgeschwindigkeit verlassen. Sie werden durch den radioaktiven
Zerfall im Kern gebildet. Dabei entfällt entweder ein Neutrino oder
ein Antineutrino. Je nach dem ob der Betazerfall ß- oder ß+ war.
Bei den y-Strahlen überwiegt der Wellencharakter gegenüber dem
Teilchencharakter. Deshalb beschreibt man y-Strahlen häufig als yQuanten, diese entstehen beispielsweise bei radioaktiven
Zerfallsprozessen.