Geiger-Müller-Zählrohr

Für den Nachweis ionisierender Strahlung mit einer Ionisationskammer wird aufgrund des sehr kleinen Ionisationsstroms ein Messverstärker benötigt. Eine solche Messung ist sehr empfindlich gegenüber Umwelteinflüssen. Schon das Annähern des Experimentators kann den Ausschlag verändern.

Bis sich die Ionenwolke an der Kathode nicht entladen hat, kann der Zähler keine neuen ionisierenden Strahlen messen. Dies liegt an den Elektrischen Feldern der Ionenwolke. Dieses Zeitfenster wird auch als Totzeit beschreiben.

Aufbau

Ein Geiger-Müller-Zählrohr besteht aus einer mit einem Edelgas gefüllten Metallröhre, welche an einer Seite ein Glimmfenster hat und in deren Mitte in kleiner Draht ist. Dieser Draht ist positiv geladen und die Außenwand der Röhre negativ. Die Spannung zwischen den Polen beträgt etwa $400V$. Zwischen dem Draht und dem +-Pol des Netzgerätes befinden sich ein Zähler und ein sehr großer Widerstand parallel geschaltet.

Funktionsweise

Wenn beispielsweise eine ${\beta }^{-}$ Teilchen also eine $e^{-}$ durch das Glimmfenster die Röhre betritt, kommt es wahrscheinlich zu einer Kollision mit einem der Edelgasatome. Bei dieser Kollision schlägt das $e^{-}$ ein weiter $e^{-}$ aus dem Atom hinaus. Durch die Ladungen der Außenwand und des dünnen Drahtes, werden die 2 $e^{-}$ zum Draht und die Edelgas-Ionen zur Außerwand gezogen. Während die sich die $e^{-}$ zum Draht bewegen kollidieren sie mit weiteren Edelgasatomen so kommt es zu einer Elektronenlavine. Auf dem Weg zum +-Pol des Netzgerätes nehmen die meisten Elektronen den Weg über den Zähler, da dieser weniger Widerstand als der hochohmige Widerstand bietet.

Während dieses Prozesses in dem der Stromkreis geschlossen ist, kann keine weitere Strahlung gemessen werden. Das Zählrohr befindet sich in der Totzeit. Die Ionen müssen erst zu Hüllenwand gelangen um entladen zu werden.

$\alpha$ & $\beta$ Strahlen sind deutlich besser messbar als $\gamma$ Strahlung.