Das Geiger-Müller-Zählrohr

Das Geiger-Müller-Zählrohr, auch Geigerzähler, wurde 1928 von Hans Geiger und Walther Müller an der Universität von Kiel entwickelt. Es stellt auf einfache Weise ionisierende Teilchen im Raum fest. Er dient auch als Warngerät zur Untersuchung von radioaktiv verseuchten Gelände.

Folie: Aufbau

Bei dem Zählrohr handelt es sich um ein zylindrisches Rohr, dass mit Luft, einem Edelgas (meist Argon) und Alkoholdampf gefüllt ist. Am vorderen Ende ist eine Folie durch die die radioaktive Strahlung durchdringt. Am anderen Ende dieses Metallrohres ist ein isolierter Metalldraht in der Mitte angebracht. Die Wand des Metallrohres wird mit dem negativen Pol der Spannungsquelle verbunden während der Draht mit dem positiven Pol verbunden wird. Die Höhe dieser Spannungsquelle beträgt mehrere hundert Volt. Nun wird der Geigerzähler durch ein Kabel mit dem Verstärker verbunden. Am Verstärker ist ein Lautsprecher und ein elektronischer Zähler angeschlossen.

Das Geiger-Müller-Zählrohr kann kleinste Strahlungen messen. Selbst wenn nur ein a-, ß- oder y-Teilchen in das Metallrohr eindringt erscheint es auf dem elektronischen Zähler und macht sich durch ein Knacken im Lautsprecher bemerkbar.

Zuerst liegt die gesamte Spannung der Spannungsquelle (am Beispiel 500 V)  im Metallrohr. Dringt dann radioaktive Strahlung durch die Folie in das Zählrohr wird das Gas ionisiert und damit leitfähig. Dadurch fließt elektrischer Strom. Da der Wiederstand des Zählrohres nun viel kleiner ist als der des Festwiederstandes liegen die 500 Volt am Festwiederstand. Die Spannung am Zählrohr ist nun zu klein, um den Elektrizitätsfluss durch das Gas aufrechtzuerhalten, deshalb wird der Strom sofort wieder unterbrochen daraufhin stellen sich die ursprünglichen Spannungsverhältnisse wieder her.

Folie: a, ß, y

Ein Alphateilchen besteht aus zwei Protonen und zwei Neutronen und ist ein positiv geladenes Kernteilchen. Alphateilchen werden beim radioaktiven Zerfall bestimmter Elemente spontan abgegeben.

Betastrahlen sind schnellfliegende Elektronen, die den Kern fast mit Lichtgeschwindigkeit verlassen. Sie werden durch den radioaktiven Zerfall im Kern gebildet. Dabei entfällt entweder ein Neutrino oder ein Antineutrino. Je nach dem ob der Betazerfall ß- oder ß+ war.

Bei den y-Strahlen überwiegt der Wellencharakter gegenüber dem Teilchencharakter. Deshalb beschreibt man y-Strahlen häufig als y-Quanten, diese entstehen beispielsweise bei radioaktiven Zerfallsprozessen.