GeigerMoellerZählrohre

Geiger-Müller-Zählrohr ist ein gasgefüllter Strahlungsdetektor, der ionisierende Strahlung in diskrete Signale umsetzt. Wird das Gas durch Strahlung ionisiert, breitet sich eine Elektronen-Ionen-Paarung aus. In dem stark gepolten Feld zwischen einer zentralen Anode und einer äußeren Kathode kommt es zu einer Townsend-Entladung, die sich zu einer überschwappenden Gasentladung verstärkt. Jeder Zerfall erzeugt einen deutlichen Puls, der vom Auslese- oder Zählgerät als einzelnes Ereignis gezählt wird. Die Amplitude des Pulses ist weitgehend unabhängig von der Energie des Teilchens, weshalb GM-Zählrohre keine Energieauflösung bieten.

Aufbau und Funktion: Das Zählrohr besteht aus einem zylindrischen Gehäuse aus Glas oder Metall, mit einer zentralen Anode und einer äußeren Kathode. Das Rohr wird mit einem Gasgemisch gefüllt (typisch ein Edelgas mit einem Quench-Gas). Bei angelegter Hochspannung liegt die Zählrate im Plateaubereich, so dass jedes eintretende Teilchen einen Pulse erzeugt. Nach jedem Ereignis folgt eine Totzeit, in der das Rohr kurz nicht zählfähig ist. Veränderungen der Zählrate ergeben sich aus Strahlung, Gasfüllung, Temperatur und Spannung.

Eigenschaften und Einschränkungen: Geiger-Müller-Zählrohre reagieren auf Alpha-, Beta- und Gamma-Strahlung; Alpha-Teilchen benötigen ein dünnes Fenster, damit sie das Gas erreichen. Sie liefern keine Information über die Energie der Strahlung und reagieren bei hohen Zählraten durch Totzeitverzerrung. Ihre Vorteile sind Robustheit, Einfachheit und Kosteneffizienz; Nachteile sind Empfindlichkeit gegenüber Hintergrundstrahlung und begrenzte Linearität.

Geschichte und Anwendungen: Geiger-Müller-Zählrohre wurden 1928 von Hans Geiger und Walther Müller entwickelt. In der Praxis finden sie breite Anwendung in portable Zähgeräten, Umweltüberwachung, Kerntechnik- und medizinischer Dosimetrie sowie als Lehr- und Forschungsinstrument.