Geiger-Müller-Zählrohr < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 18:15 Mi 26.11.2008 | | Autor: | sardelka |
Hallo,
so, jetzt komme ich zu dem Proportionalitätsbereich, was ist dort alles verstanden habe.
Es wird also weiter Spannung erhöht, wodurch primär erzeugten Elektronen so viel Energie haben, dass sie in der Lage sind, auf dem Weg zur Anode weitere Atome des Füllgases zu ionisieren(-> Stoßionisation). Dabei wird eine Townsend-Lawine erzeugt.
Auslösebereich, nun zum schwersten Teil.
Also, da habe ich so gut wie nichts verstanden :(
Ab einer bestimmten Spannung löst jedes Elektron eine Stoßionisation aus, wodurch die Elektronen sich nicht mehr nur in Feldrichtung, sondern quer durch das ganze Zählrohr sich bewegen.
Man sagt, dass nun alle Teilchen(1). sind damit Ionen und Elektronen gemeint?) die gleiche Energie haben. 2). Warum?
Das Zählrohr misst nicht mehr die primär erzeugte Elektronen, sondern nur noch die Stoßionisationen. 3). Warum?
Energie ist nicht mehr messbar, nur noch die Intensitätsmessung(4). Was genau soll ich dadrunter verstehen? Das Zählrohr kann doch keine Intensität messen, sondern nur Stöße, dachte ich?) 5). Warum?
Und noch eine Ergänzungsfrage: 6). Wird die Totzeit auch als Nulleffekt bezeichnet oder ist es was anderes?
Vielen vielen Dank)))
Liebe Grüße
sardelka
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 20:09 Mi 26.11.2008 | | Autor: | leduart |
Hallo
1. Nulleffekt: Man will die Aktivitaet eines Praeparates messen. Aber in der Umgebung gibt es immer auch andere Strahlung, hauptsaechlich die sog. Hoehenstrahlung. Diese muss man von der eigentlichen Messung abziehen, also erstmal eine weile das ZR ohne das Praeparat zaehlen lassen.
2. natuerlich werden im Proportionalbereich auch noch die paar direkt erzeugten e gezaehlt, die spielen aber gegenueber der Lawine keine Rolle mehr. jedes erzeugte e erzeugt weitere, eben die Lawine, dabei kommt es auf die Energie des einfallenden Teilchens nicht mehr an, wenn es einen einzigen Stoss macht, tritt es die Lawine los.
bei den Stoessen fliegen natuerlich auch e mal nicht in feldrichtung, so dass dann die stoesse im ganzen Rohr stattfinden.
Da alle stossenden e zwischen 2 Stoessen etwa dasselbe Feld durchlaufen, haben sie ungefaehr dieslbe Energie.
Dieser Prozess hoert erst auf, wenn das Feld nicht mehr stark genug ist. das kommt von den Ionen, die ja viel mehr masse haben als die e und deshalb ne positive "Wolke" um den Draht bilden, dadurch wird die Feldstaerke geringer, keine weitere Stossionisation.
Die Zeit, die dann die Ionen brauchen, zum - Wand zu laufen ist die Totzeit, wenn in der Zeit ein e reinkommt wird es nicht gezaehlt.
Energie des reinkommenden e wird nicht mehr gemessen, nur noch die Anzahl der Teilchen und Intensitaet ist hier Anzahl der Teilchen pro Zeit.
Zusammengefasst, jedes Teilchen, das im ZR mindestens einen Stoss macht, loest die Lawine aus und wird gezaehlt. ob es nach dem ersten Stoss dann noch weitere e freistoesst ist egal. da es sowieso sehr viele sind.
(nebenbei, es gibt auch immer Teilchen die einfach durchs ZR fliegen und keinen einzigen Stoss machen, die werden natuerlich in keinem Bereich gezaehlt )
Ich hoff das beantwortet alle deine Fragen, sonst hak ruhig nochmal nach.
Gruss leduart
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 08:14 Do 27.11.2008 | | Autor: | sardelka |
Vielen Dank erst mal)))
Habe aber trotzdem noch Fragen. :(
1). "Da alle stossenden e zwischen 2 Stoessen etwa dasselbe Feld durchlaufen, haben sie ungefaehr dieslbe Energie. "
Das habe ich nicht verstanden. Was ist mti stossenden Elektronen gemeint??? =/ Und zwichen welchen zwei Stößen?
2). Mit einfallendem Teilchen(habe ich schon in der nächsten Frage gestellt) ist was gemeint? Das primär erzeugte Elektron?
3). Die Ionen bilden ja die positiv geladene Wolke um die Anode. Gut, und sie haben größere Masse usw.
Aber! Dann herrscht doch trotzdem weiterhin ein stark elektrisches Feld zwischen diesen pos. gel. Teilchen und den Elektronen, die sich zwischen den pos. gel. Teilchen befinden und der Kathode. Da kann doch die Stoßionisation statt finden, da ist ja nicht feldfrei, oder? Und da sind ja auch noch genug Edelgasatome, die ionisiert werden können.
4). Bei der Totzeit ist es also so, dass wenn ein feldfreies Feld herrscht, so werden keine Elektronen mehr gezählt, egal wie viele es sind?
5). Jedes Teilchen(ist damit Elektron gemeint? Ionen werden ja nur noch neutralisiert, oder?), dass einen Atom anstößt, wird gezählt. Die Lawine wird ausgelöst. Aus der Lawine entstandenen Elektronen können ja auch wiederum andere Atome ioniseren. Und diese Stoßionisationen werden auch gezählt, oder?
6). Und warum ist es egal, ob ein Elektron nach einem Stoß noch weitere Stöße hat? Es ist doch ein riesen Unterschied, ob ein Elektron 1 Stoß oder 10 macht! Und das dann mal 10000000 Elektronen, die sich dort bewegen????
Vielen Dank für die Geduld
LG
sardelka
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Hallo!
> Vielen Dank erst mal)))
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> Habe aber trotzdem noch Fragen. :(
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> 1). "Da alle stossenden e zwischen 2 Stoessen etwa dasselbe
> Feld durchlaufen, haben sie ungefaehr dieslbe Energie. "
> Das habe ich nicht verstanden. Was ist mti stossenden
> Elektronen gemeint??? =/ Und zwichen welchen zwei Stößen?
Du hast da ein eher ruhendes Elektron, welches durch das Feld beschleunigt wird. Das geht natürlich nur so lange gut, bis ihm kein Atom im Weg steht, denn dann stößt es ja mit diesem zusammen, und verliert seine Energie (was auch immer es mit dem Atom anrichtet, sei es Anregung, Ionisation, etc.). Danach wird es wieder beschleunigt, bis es wieder auf ein Atom trifft.
Diese zurückgelegte Strecke nennt man übrigens "mittlere freie Weglänge", sie ist im Mittel konstant.
Wenn das Feld in dem Bereich auch halbwegs konstant ist, ist es die Beschleunigung auch, sodaß die Elektronen beim Stoß im Mittel alle die gleiche Energie / Geschwindigkeit haben.
> 2). Mit einfallendem Teilchen(habe ich schon in der
> nächsten Frage gestellt) ist was gemeint? Das primär
> erzeugte Elektron?
Eigentlich das radioaktive Teilchen.
> 3). Die Ionen bilden ja die positiv geladene Wolke um die
> Anode. Gut, und sie haben größere Masse usw.
> Aber! Dann herrscht doch trotzdem weiterhin ein stark
> elektrisches Feld zwischen diesen pos. gel. Teilchen und
> den Elektronen, die sich zwischen den pos. gel. Teilchen
> befinden und der Kathode. Da kann doch die Stoßionisation
> statt finden, da ist ja nicht feldfrei, oder? Und da sind
> ja auch noch genug Edelgasatome, die ionisiert werden
> können.
Ein Elektron in der Wolke wird doch in alle Richtungen gezogen. Zum Draht hin, zu den Ionen nebenan, und zu den Ionen, die hinter ihm, weiter weg von dem Draht sind. Damit ist die Kraft schon nicht mehr so groß. Es ist zwar schon so, daß da noch starke Felder reichen, aber im Bereich der Wolke - und die füllt irgendwann den gesamten Verstärkungsbereich aus - werden die Elektronen quasi in alle Richtungen gleichzeitig gezogen.
> 4). Bei der Totzeit ist es also so, dass wenn ein
> feldfreies Feld herrscht, so werden keine Elektronen mehr
> gezählt, egal wie viele es sind?
Nein, wie auch? Das Feld ist so gering, daß die Elektronen nur langsam vorwärts dümpeln, wobei sie einerseits rekombinieren können und dann "weg" sind, und andererseits können sie auf keinen Fall mehr durch Stoßionisation eine Reihe weiterer Elektron/IOn-Paare bilden. Selbst, wenn sie ankommen, ist ihr Beitrag zum Gesamtsignal so verschwindend gering, daß das völlig egal ist.
> 5). Jedes Teilchen(ist damit Elektron gemeint? Ionen
> werden ja nur noch neutralisiert, oder?), dass einen Atom
> anstößt, wird gezählt. Die Lawine wird ausgelöst. Aus der
> Lawine entstandenen Elektronen können ja auch wiederum
> andere Atome ioniseren. Und diese Stoßionisationen werden
> auch gezählt, oder?
Hier verstehe ich nicht ganz, was gefragt ist. Evtl auch hier ne Verwechslung mit dem GM-Zählrohr (siehe unten?)
> 6). Und warum ist es egal, ob ein Elektron nach einem Stoß
> noch weitere Stöße hat? Es ist doch ein riesen Unterschied,
> ob ein Elektron 1 Stoß oder 10 macht! Und das dann mal
> 10000000 Elektronen, die sich dort bewegen????
Hier bin ich jetzt nicht ganz sicher, was gefragt ist. Ich glaube, hier wurde auch der Proportionalzähler mit dem geiger-Müller-Zählrohr verwechselt...
Das primäre Elektron, daß vom (radioaktiven) Teilchen erzeugt wurde, löst durch Ionisation ein anderes aus. Natürlich hast du dann zwei Elektronen, die dann zwei weitere Elektronen irgendwo rausschlagen etc. (Du hast in nem anderen Beitrag schon den Towsend-Faktor genannt, der kümmert sich um genau die Berechnung dieses Vorgangs)
Wenn das radioaktive Teilchen nicht nur ein Atom ionisiert, sondern zwei, gibt es hinterer auch doppelt so viele Elektronen, sprich ein doppelt so großes Signal.
Genauso ist die Energie dieser primären Elektronen wichtig, denn wenn das radioaktive Teilchen dem Elektron eine gehörige Portion Energie mitgegeben hat, reicht diese aus, zunächst eine ganze Reihe Atome zu ionisieren. Hier mußt du nun aufpassen: Das passiert in dem Bereich des Detektors, der weit von dem Bereich mit der Verstärkung weg ist. Alle so erzeugten Elektronen werden langsam richtung Draht gezogen, wo sie alle mit der etwa gleichen Energieankommen und den Verstärkungsprozess anfangen.
Jedenfalls ist das Signal proportional zur Energie eines einzelnen primären Elektrons als auch zur Gesamtzahl der vom radioaktiven Teilchen ausgeschlagenen primären Elektronen. Deshalb heißt das Ding ja Proportionalkammer!
Vielleicht meinte leduart ja das Geiger-Zählrohr? Da ist die Verstärkung dermaßen groß, daß jedes primäre Elektron, egal welche Energie es hatte bzw wieviele es davon gab, eine gigantische lawine erzeugt, die ein maximal großes Signal ergibt.
Platt gesagt: Wenn ein Skifahrer durch seine bloße Anwesenheit eine so große Lawine erzeugt, daß gar kein Schnee mehr auf dem Berg ist, macht es keinen Unterschied, wie schneller war, oder ob da noch andere Skifahrer sind.
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> Vielen Dank für die Geduld
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> LG
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> sardelka
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