2.

Ionisationskammer

Eine Ionisationskammer besteht im Wesentlichen aus einem geschlossenen, mit einem Gas gefüllten Behälter. Dieser ist mit zwei Elektroden versehen, die auf unterschiedliche elektrische Potentiale eingestellt werden. Je nach der Art der Kammer sind die Elektroden zwei parallele Platten oder zwei koaxiale Zylinder. Es kann auch eine der Kammerwände als eine Elektrode dienen, wobei die andere beispielsweise aus einem Draht oder einem Stab besteht, der in die Kammer hineinragt. Wenn energiereiche Teilchen oder Strahlen in die Kammer gelangen, wird das Gas zwischen den Elektroden ionisiert. Die Ionen werden von der jeweils entgegengesetzt geladenen Elektrode angezogen (negative Ionen bewegen sich zur positiven Elektrode und umgekehrt). Daraus resultiert ein elektrischer Strom zwischen den Elektroden, der elektronisch verstärkt und gemessen werden kann. Man kann auch die in einer bestimmten Zeitspanne geflossene Ladung mit einem Elektrometer bzw. mit einem Elektroskop messen, das mit einer entsprechenden Skala versehen ist.

Von einem Zähler spricht man, wenn die Ionsationskammer so aufgebaut ist, dass die eintreffenden ionisierenden Teilchen oder Strahlungsquanten gezählt werden können. Der Geiger-Müller-Zähler ist eines der vielseitigsten und am häufigsten verwendeten Geräte dieser Art. Den ersten Proportionalitätszähler entwickelte Geiger bereits 1908. 1913 folgte der so genannte Spitzenzähler. Im Jahr 1928 verbesserte er schließlich gemeinsam mit seinem Schüler Erwin Wilhelm Müller die Konstruktion von 1913 zum Geiger-Müller-Zähler. Das einfache Modell eines Geiger-Müller-Zählers ist mit einem Gas oder einer Gasmischung bei geringem Druck gefüllt. Die beiden Elektroden sind die dünne, metallische, zylindrisch geformte Rohrwand (Kathode) und ein dünner Wolframdraht (Anode; Zähldraht) entlang der Rohrachse. Zwischen beiden Elektroden wird ein starkes elektrisches Feld aufrechterhalten, das die entstehenden Ionen beschleunigt. Die eintreffenden radioaktiven Strahlen bewirken eine Ionisation des Gases. Die Ionen stoßen mit Gasatomen zusammen (Stoßionisation) und schlagen aus ihnen Elektronen (Sekundärelektronen) heraus. Dadurch bilden sich immer mehr neue Ionen. Die Sekundärelektronen verursachen an dem Zähldraht einen elektronisch verstärkbaren Stromstoß. Dieser elektrische Impuls wird anschließend auf einen Lautsprecher oder eine elektronische Zähleinrichtung geführt.