GeigerMüllerZählrohre

Geiger-Müller-Zählrohre (GMZ) sind Gasdetektoren zur schnellen Detektion ionisierender Strahlung. Typisch besteht ein GMZ aus einem zylindrischen Gehäuse mit einem dünnen Zentraldraht als Anode und einer als Kathode wirkenden Rohrwand. Das Rohr ist mit einem Gasgemisch bei niedrigem Druck gefüllt und wird mit einer hohen Gleichspannung betrieben, wodurch bei eintreffender Strahlung eine Gasentladung ausgelöst werden kann.

Wirkprinzip: Durch ionisierende Strahlung erzeugte Elektronen und Ionen in der Gasfüllung werden von der Hochspannung zum Anodendraht gezogen. In der Nähe des Drahts setzt sich eine schnelle, selbstunterstützte Entladung fort, der Geiger-Schlag, der einen großen, saturierten Puls hervorbringt. Der Puls ist weitgehend unabhängig von der Energie des eingestrahlten Teilchens, weshalb GMZ keine Energieauflösung besitzen. Nach dem Puls folgt eine Totzeit (Dead time), während der Detektor vorübergehend unempfindlich ist.

Quench-Gas: Um eine unbeabsichtigte Nachzündung zu verhindern, enthält das Gas einen Quench-Gas (z. B. Methan CH4 oder Halogenverbindungen). Diese Moleküle absorbieren Energie und stoppen die Entladung nach dem Geiger-Puls. Typische Betriebs-Hochspannung liegt zwischen einigen hundert Volt und rund neunhundert Volt; die Fensterkonstruktion beeinflusst die Empfindlichkeit gegenüber Alphastrahlung sowie Beta-/Gammastrahlung.

Anwendungen und Eigenschaften: GM-Zählrohre werden in Geigerzählern, Dosimetern, Umweltmonitoring und Strahlenschutz genutzt. Sie liefern schnelle Impulse, sind robust und kostengünstig, aber ohne Energieauflösung. Alterung durch Gasverlust oder Verdunstung des Quench-Gases kann die Empfindlichkeit beeinflussen. Die Technologie ist seit 1928 eine etablierte Methode zur Detektion ionisierender Strahlung.