Geiger-Müller Zählrohre, Geiger Tubes

©  Tube Collection Udo Radtke,
Germany  2015-02-27

Geigerzähler von Telefunken mit 2 Stück E1T- Beam Deflection Anzeigeröhren und nachfolgendem mechanischem Zähler.

Der Geigerzähler wurde 1928 von den Physikern Hans Geiger und Walther Müller in Kiel erfunden. Insofern wird der Zähler auch manchmal "Geiger-Müller.Zähler oder -Zählrohr genannt. 

Mit ihm kann man ionisierende Strahlung, z.B. Alpha-, Beta-, Gamma- und Röntgenstrahlung nachweisen. Er wird heute zur Erkennung radioaktiver Substanzen eingesetzt. Es wird geprüft, ob Lebensmittel, Personen oder Objekte durch Strahlen kontaminiert sind. Auch bei der Verarbeitung von Schrott wird oft kontinuierlich gemessen, da man nicht weiß, woher der Schrott stammt. Selbst an den Durchleuchtungsanlagen zur Gepäcküberwachung an Flughäfen habe ich schon angebaute Geiger-Zähler gesehen.

Neutronen, wie sie beim Zerfall radioaktiven Materials entstehen, können nicht nachgewiesen werden.

 Aufbau eines Zählrohres

Das Zählrohr besteht aus einem Metallrohr, das die Kathode bildet. Darin befindet sich in axialer Richtung ein vom Metallrohr isoliert gespannter Draht, die Anode. Das Innere ist mit einem Edelgas, z.B. Argon gefüllt, das keine negativen Ionen bildet. Zwischen Anode und Kathode liegt eine Spannung, die je nach Art des Zählröhre mehrere hundert, u.U. sogar 1000V und mehr betragen kann. Das Röhr hat an einer Stirnseite oder am Umfang ein Fenster aus Glimmer oder Mylar, durch das die Strahlung in das Rohr gelangen kann. Je nach Verwendungszweck können Zählrohre sehr unterschiedlich aufgebaut sein. Dies betrifft sowohl die Konstruktion als auch die Füllung mit entsprechenden Gasen.

Funktion

Die Strahlung ist ionisierend. Trifft sie auf die im Zählrohr befindlichen Gasatome, so werden aus ihnen Hüllenelektronen heraus getrennt. Diese werden nun von der elektrischen Feldkraft der Anode angezogen und stoßen auf ihrem Weg mit weiteren Atomen zusammen. Es entsteht eine Stoßionisation.

Die so in großer Menge freigesetzten Elektronen bewirken einen Stromfluss zwischen Kathode und Anode. Dieser kann über einen Widerstand in ein Spannungssignal umgewandelt und verstärkt werden. Das Ergebnis kann sowohl auf ein Instrument angezeigt, in einen Zähler verarbeitet als auch akustisch aufbereitet werden.

Einschränkungen

Unmittelbar nach dem Auslösen einer Gasentladung ist das Zählrohr für eine kurze Zeit (ca. 0,1 Millisekunde) nicht empfänglich für weitere Impulse, was als "Totzeit" bezeichnet wird. Der Grund hierfür liegt darin, dass die nach der Ionisation positiv geladenen Gasatome das elektrische Feld von der Anode abschirmen. Erst wenn die Ionenwolke zur Kathode gewandert ist, um sich dort zu entladen, und wenn die Gasentladung mittels spezieller Zusätze (z. B. Halogene) gelöscht ist, kann der Prozess erneut ausgelöst werden. Weiterhin erfassen einfache Geigerzähler nur die Anzahl der registrierten Impulse, sprich die Aktivität, was keinen Rückschluss auf die Strahlungsart erlaubt. Die unterschiedliche Ionisierungsfähigkeit und kinetische Energie von z. B. Alpha- und Gammastrahlung bleibt unberücksichtigt. Um diesen Nachteil auszugleichen, können Geiger-Müller-Rohre auch im sog. Proportionalbereich betrieben werden, um nicht nur die Aktivität einer Strahlungsquelle, sondern auch deren Energiedosis ermitteln zu können. (Proportionalzählrohr).

Auswahl sowjetischer Geiger-Zählrohre

Selection of Geiger tubes from Sovjet Union

Zählrohre aus USA

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Zählrohre von Tesla

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Zählrohre von Frieseke & Hoepfner

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Zählrohre weiterer Hersteller

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