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physik artikel (Interpretation und charakterisierung)

Strahlung

Strahlung

Nachweis radioaktiver strahlung


1. Atom
2. Motor

1.1 Zählrohre - unterschiedl. Bauformen
- Nutzung der ionisierenden Wirkung von Kernstrahlung
- Registrierung der Impulse steigt bei Vergrößerung der Strahlungsintensität
- Spezielle Bauform: Geiger - Müller - Zählrohr


1.1.1 Geiger - Müller - Zählrohr
- Entwicklung durch die deutschen Physiker HANS GEIGER und WALTHER MÜLLER im Jahre 1928
- Eignet sich zum Nachweis von Beta - Strahlung und Gamma - Strahlung ( keine vollständige Registrierung, sondern nur geringer Prozentsatz)
- Aufbau: besteht aus einem gasgefüllten Metallrohr, in dem sich ein für radioaktive Strahlung weitgehend durchlässiges Fenster befindet; Im Inneren des Metallrohres befindet sch ein Metalldraht; zw. Metallrohr und Metalldraht wird eine äußere Spannung angelegt; das Rohr wird mit versch. Gasen gefüllt, welche durch die ankommende radioaktive Strahlung ionisiert werden können ( meist Verwendung von Argon, Xenon oder Methan)
- Wirkungsweise: ein radioaktives Teilchen führt zu Ionisation eines oder mehrerer Füllgasatome; äußere Spannung wird so gewählt, dass es beim Vorhandensein von Ladungsträgern im Füllgas schlagartig zur Entstehung einer Elektronenlawine kommt und eine Gasentladung einsetzt; dadurch Stromstoß im Zählrohr, der an einem äußeren Widerstand in einen Spannungsimpuls umgeformt und elektronisch weiterverarbeitet wird; meist Erfolgen einer akustischen Darstellung ( Wahrnehmung der radioaktiven Teilchen als " Kacken") bzw. paralleles Erfolgen einer Zählung der Impulse; kurz nach Zünden der Gasentladung ist das Zählrohr für den Empfang weiterer radioaktiver Teilchen unempfindlich, da sich noch zu viele Ionen im Füllgas befinden; um die Gasentladung selbsttätig zu unterbrechen, erfolgt das Einbringen eines Löschgases ins Zählrohr; Unterbrechung der Gasentladung kann ebenfalls durch die Einschaltung eines hohen Widerstandes bewirkt werden
- Solche Zählrohre heutzutage allerdings kaum noch in Gebrauch

1.2 Fotografische Schichten
- Schwärzung von lichtdicht verpackten Filmen durch radioaktive Strahlung
- Intensität der auftreffenden Strahlung bestimmt die Stärke der Schwärzung
- Nutzung dieser Nachweismöglichkeit bei Dosimeterplaketten ( für Personen, die beruflich mit Strahlung in Berührung kommen, in Dtl. ca. 350000 Personen)

1.2.1 Dosimeterplaketten ( auch Filmdosimeter bzw. Dosimeter genannt)
- dienen zum Nachweis von Beta-, Gamma- und Röntgenstrahlung
- Aufbau: in einer Kunststoffkassette befindet sich ein lichtdicht verpackter Film; Bezeichnung dieses als Dosimessfilm bzw. Messfilm, da seine Schwärzung ein Maß für d aufgetroffene Strahlung ist; im Kassettenboden befinden sich mehrere Fenster mit Filtern aus Kupfer und Blei mit genormten Schichtdicken + 1 Fenster ohne jeglichen Filter; bei Auftreffen von Röntgenstrahlung oder radioaktiver Strahlung tritt die Schwärzung des Messfilmes ein; durch die versch. Filter gelangt unterschiedl. viel Strahlung zum Film und bewirkt eine unterschiedl. Schwärzung der betreffenden Stellen; dadurch eine Auswertung der Schwärzung des Filmes möglich bezogen auf Auftreten einer best. Art von Strahlung und auf Intensität der Strahlung


1.3 Nebelkammer
- Nutzung der ionisierenden Wirkung von Kernstrahlung
- Bei Vorhandensein radioaktiver Strahlung tritt Spurenbildung in der Kammer auf, die den Weg der Strahlung markiert ( vergleichbar mit Kondensstreifen bei Flugzeugen)


1.3.1 Wilson' sche Nebelkammer
- Entwicklung durch schottischen Physiker CHARLES THOMAS WILSON im Jahre 1912
- Geeignet zum Nachweis von Alpha- und Betastrahlung( da das Ionisierungsvermögen dieser beiden Strahlungsarten besonders groß ist)
- Aufbau: luftdicht abgeschlossener Raum mit Plexiglasdeckel; Boden der Kammer besteht aus einer elastischen Membran; durch eine Öffnung Einbringen einiger Tropfen einer Wasser - Ethanol - Lösung; durch leichte Verdampfung von Ethanol, Bildung von Ethanoldampf in der Kammer; am Rand der Kammer befindet sich ein radioaktives Präparat; außerdem liegt eine Spannung an, um die durch radioaktive Strahlung entstehenden Ionen abzusaugen
- Wirkungsweise: bei Druckverminderung in der Kammer durch Herunterziehen der elastischen Membran, entsteht durch Abkühlen eine übersättigter Dampf; an die Ionen, die sich an der Bahn der Kernstrahlung bilden, lagern sich Wasser- bzw. Ethanolmoleküle an und bilden Nebeltröpfchen, die bei seitlicher Beleuchtung kurzzeitig als Spuren sichtbar sind
- Länge der Spuren bildet ein Maß der Energie, die die betreffende radioaktive Strahlung besitzt
- Haben heute nur noch historische Bedeutung


1.4 Blasenkammer
- ähnlich einer Nebelkammer aufgebaut

- arbeitet jedoch mit Flüssigkeiten
- heute kaum noch in Gebrauch

1.5 Szintillationszähler
- Nutzung der Tatsache, dass bestimmte Stoffen beim Auftreffen von Kernstrahlung Photonen ( Lichtblitze) aussenden, die registriert werden können


1.6 Ionisationskammer
- bestehen in einfachsten Fall aus einem luftgefüllten Behälter mit 2 Elektroden, zw. denen Hochspannung anliegt
- beim Auftreffen von Kernstrahlung auf die Luft, bilden sich Elektronen - Ionen - Paare, welche sich zu den betreffenden Elektroden bewegen
- somit kurzzeitiger Stromfluss in der Kammer, der registriert werden kann

 
 
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