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Biologische wirkungen ionisierender strahlung, strahlenschutzmaßnahmen

Aufbau und Funktion vom Geiger-Müller-Zählrohr – Einfach erklärt

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

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Aufbau und Funktion vom Geiger-Müller-Zählrohr – Einfach erklärt

Henrieke K.

@henriekek.

19 Follower

Das Geiger-Müller-Zählrohr ist ein wichtiges Instrument zum Nachweis ionisierender Strahlung. Es wurde 1928 von Hans Geiger und Walther Müller entwickelt und spielt eine entscheidende Rolle bei der Messung radioaktiver Strahlung. Der Aufbau des Geiger-Müller-Zählrohrs besteht aus einem mit Edelgas gefüllten Metallrohr und einem zentralen Draht. Die Funktionsweise des Geiger-Müller-Zählrohrs basiert auf der Ionisation des Gases durch einfallende Strahlung, was zu einer messbaren elektrischen Entladung führt.

Das Gerät kann verschiedene Arten von Strahlung nachweisen, insbesondere Alpha- und Beta-Strahlung
Es gibt unterschiedliche Typen wie Endfenster- und Fingerzählrohre für spezifische Anwendungen
Die Totzeit des Zählrohrs ist ein wichtiger Faktor bei der genauen Messung
Geiger-Müller-Zählrohre finden breite Anwendung in Bereichen wie Bergbau und Umweltschutz

14.4.2022

2877

Geiger - Müller - Zählrohr
Physik-Gk Inhalt
Einleitung:
1. Was ist das Geiger-Müller-Zählrohr (GMZ)?
Hauptteil:
Schluss:
2. Wer hat das GMZ

Die Totzeit des Geiger-Müller-Zählrohrs

Die Totzeit des Geiger-Müller-Zählrohrs ist ein wichtiger Parameter, der die Genauigkeit der Messungen beeinflusst. Nach jeder Entladung ist das Zählrohr für etwa 0,1 Millisekunden nicht in der Lage, weitere Impulse zu registrieren. Dies liegt daran, dass die positiv geladenen Gasionen das elektrische Feld um die Anode abschirmen.

Die Totzeit hängt von verschiedenen Faktoren ab:

Der angelegten Spannung
Der Größe des Zählrohrs
Der Zusammensetzung des Füllgases

Definition: Die Totzeit ist die Zeitspanne, in der das Zählrohr nach einer Entladung nicht auf weitere einfallende Strahlung reagieren kann.

Um die tatsächliche Zählrate zu ermitteln, muss die gemessene Rate unter Berücksichtigung der Totzeit korrigiert werden. Dafür wird folgende Formel verwendet:

M = M' / (1 - T * M')

Wobei: M = tatsächliche Zählrate M' = gemessene Zählrate T = Totzeit

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Arten von Geiger-Müller-Zählrohren

Es gibt verschiedene Arten von Geiger-Müller-Zählrohren, die für spezifische Anwendungen optimiert sind:

Endfensterzählrohr:
- Geeignet für Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung
- Hat einen festen Metallmantel
- Besitzt ein dünnes Glimmerfenster an einem Ende, das leicht von Alpha-Strahlung durchdrungen werden kann
Fingerzählrohr:
- Spezialisiert auf Beta- und Gamma-Strahlung
- Hat einen dünnen Glasmantel, der für diese Strahlungsarten durchlässig ist
- Die Außenelektrode ist als Drahtspirale ausgeführt

Example: Ein Endfensterzählrohr könnte in der Materialanalyse verwendet werden, wo die Detektion von Alpha-Strahlung wichtig ist, während ein Fingerzählrohr eher in der medizinischen Diagnostik zum Einsatz kommen könnte.

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Anwendungsbereiche des Geiger-Müller-Zählrohrs

Das Geiger-Müller-Zählrohr findet in verschiedenen Bereichen Anwendung, wobei der Schutz von Mensch und Umwelt im Vordergrund steht:

Im Bergbau zur Überwachung der Strahlenbelastung
In der Umweltüberwachung zur Detektion von radioaktiver Kontamination
In der Forschung und Industrie zur Qualitätskontrolle und Sicherheitsüberwachung

Der Hauptzweck ist dabei oft die qualitative Feststellung, ob überhaupt eine radioaktive Strahlung vorhanden ist. Die genaue Bestimmung der Kernstrahlungsart ist in vielen Anwendungen zweitrangig.

Highlight: Die Vielseitigkeit des Geiger-Müller-Zählrohrs macht es zu einem unverzichtbaren Instrument in vielen Bereichen, wo der Schutz vor ionisierender Strahlung wichtig ist.

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Einführung in das Geiger-Müller-Zählrohr

Diese Seite gibt einen Überblick über den Inhalt des Dokuments zum Geiger-Müller-Zählrohr. Es werden verschiedene Aspekte behandelt, von der grundlegenden Definition bis hin zu spezifischen technischen Details und Anwendungsbereichen.

Highlight: Das Dokument deckt alle wichtigen Aspekte des Geiger-Müller-Zählrohrs ab, von seiner Erfindung bis zu seiner praktischen Anwendung.

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Was ist das Geiger-Müller-Zählrohr?

Das Geiger-Müller-Zählrohr ist ein essentielles Nachweisgerät für ionisierende Strahlung. Es ist besonders wichtig, da der Mensch kein natürliches Sinnesorgan zur Wahrnehmung dieser potenziell gefährlichen Strahlung besitzt. Das Gerät ist besonders effektiv beim Nachweis von Alpha- und Beta-Strahlung, kann aber auch Gamma-Strahlung in geringerem Maße detektieren.

Definition: Ein Geiger-Müller-Zählrohr ist ein Instrument zur Detektion und Messung ionisierender Strahlung, insbesondere radioaktiver Strahlung.

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Die Erfinder des Geiger-Müller-Zählrohrs

Das Geiger-Müller-Zählrohr wurde 1928 von Hans Geiger und seinem Schüler Walther Müller an der Universität Kiel entwickelt.

Hans Geiger (1882-1945) war ein bedeutender deutscher Physiker. Er arbeitete unter anderem mit Ernest Rutherford zusammen und leistete wichtige Beiträge zur Atomphysik.

Vocabulary: Rutherfordsches Atommodell - Ein frühes Modell des Atoms, das von Ernest Rutherford entwickelt wurde und die Grundlage für unser modernes Verständnis der Atomstruktur bildete.

Walther Müller (1905-1979) war Geigers Doktorand und spielte eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung des Zählrohrs. Nach seiner akademischen Karriere war er in der Industrie tätig und gründete später ein Unternehmen zur Produktion von Geiger-Müller-Zählrohren.

Quote: "1928 Erfindung des Geiger-Müller-Zählrohrs zur Messung von Radioaktivität" - Ein wichtiger Meilenstein in Müllers Karriere.

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Aufbau des Geiger-Müller-Zählrohrs

Der Aufbau des Geiger-Müller-Zählrohrs ist relativ einfach, aber hocheffektiv. Es besteht aus folgenden Hauptkomponenten:

Ein Metallrohr (z.B. aus Kupfer oder Aluminium), das als Kathode dient
Ein dünner Wolframdraht im Zentrum des Rohrs, der als Anode fungiert
Eine Füllung aus Edelgas (meist Helium) unter geringem Druck
Ein Glimmerfenster am Ende des Rohrs, durch das die Strahlung eintreten kann

Example: Ein typisches Geiger-Müller-Zählrohr könnte ein Kupferrohr mit einem Durchmesser von etwa 2 cm und einer Länge von 10 cm sein, gefüllt mit Helium unter einem Druck von etwa 0,1 Atmosphären.

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Funktionsweise des Geiger-Müller-Zählrohrs

Die Funktionsweise des Geiger-Müller-Zählrohrs basiert auf dem Prinzip der Gasionisation. Hier ist der Prozess im Detail:

Zwischen dem positiven Draht (Anode) und dem negativen Zählrohrmantel (Kathode) besteht ein starkes elektrisches Feld.
Ionisierende Strahlung tritt durch das Glimmerfenster ein und löst Elektronen aus den Atomen des Füllgases.
Diese Elektronen werden zur Anode beschleunigt und erzeugen dabei weitere Elektron-Ion-Paare, was zu einer Elektronenlawine führt.
Die Entladung breitet sich im gesamten Rohr aus und erzeugt einen messbaren Stromimpuls.
Jedes radioaktive Teilchen löst eine solche Entladung aus, die vom Zähler registriert wird.

Highlight: Die Bildung der Elektronenlawine ist der Schlüssel zur hohen Empfindlichkeit des Geiger-Müller-Zählrohrs.

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Die Totzeit des Geiger-Müller-Zählrohrs

Die Totzeit hängt von verschiedenen Faktoren ab:

Der angelegten Spannung
Der Größe des Zählrohrs
Der Zusammensetzung des Füllgases

Definition: Die Totzeit ist die Zeitspanne, in der das Zählrohr nach einer Entladung nicht auf weitere einfallende Strahlung reagieren kann.

Um die tatsächliche Zählrate zu ermitteln, muss die gemessene Rate unter Berücksichtigung der Totzeit korrigiert werden. Dafür wird folgende Formel verwendet:

M = M' / (1 - T * M')

Wobei: M = tatsächliche Zählrate M' = gemessene Zählrate T = Totzeit

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Endfensterzählrohr:
- Geeignet für Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung
- Hat einen festen Metallmantel
- Besitzt ein dünnes Glimmerfenster an einem Ende, das leicht von Alpha-Strahlung durchdrungen werden kann
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- Spezialisiert auf Beta- und Gamma-Strahlung
- Hat einen dünnen Glasmantel, der für diese Strahlungsarten durchlässig ist
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Anwendungsbereiche des Geiger-Müller-Zählrohrs

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Im Bergbau zur Überwachung der Strahlenbelastung
In der Umweltüberwachung zur Detektion von radioaktiver Kontamination
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Die Erfinder des Geiger-Müller-Zählrohrs

Das Geiger-Müller-Zählrohr wurde 1928 von Hans Geiger und seinem Schüler Walther Müller an der Universität Kiel entwickelt.

Hans Geiger (1882-1945) war ein bedeutender deutscher Physiker. Er arbeitete unter anderem mit Ernest Rutherford zusammen und leistete wichtige Beiträge zur Atomphysik.

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Aufbau des Geiger-Müller-Zählrohrs

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Zwischen dem positiven Draht (Anode) und dem negativen Zählrohrmantel (Kathode) besteht ein starkes elektrisches Feld.
Ionisierende Strahlung tritt durch das Glimmerfenster ein und löst Elektronen aus den Atomen des Füllgases.
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