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Halogengelöschtes Geiger-Müller-Zählrohr mit zwei Zählsystemen zum
Messen eines großen Dosisleistungsbereiches Die Erfindung betrifft ein halogengelöschtes
Geiger-Müller-Zählrohr mit zwei Zählsystemen zum Messen eines großen Dosisleistungsbereiches.
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Es ist zur Dosisleistungsmessung von Kernstrahlung die Verwendung
von Geiger-Müller-Zählrohren bekannt. Dazu muß der Verlauf der Impulsrate-Dosisleistungsfunktion
des Zählrohres bekannt sein. Der Verlauf der Impulsrate-Dosisleistungsfunktion (n-DL-Funktion)
wird vom Durchmesser beider Elektroden, ihrer Länge, vom Fülldruck sowie bei Halogenzählrohren
von einigen Parametern der Betriebsschaltung bestimmt.
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Für Zählrohre mit kleinem empfindlichem Volumen und niedrigem Fülldruck
ist die n-DL-Funktion auch bei hohen Strahlungsintensitäten noch eine annähernd
lineare Funktion, während dieses für Zählrohre mit großem empfindlichem Volumen
und hohem Fülldruck nur bei niedrigen Strahlungsintensitäten der Fall ist.
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Soll eine vorgegebene Genauigkeit erreicht werden, so kann ein mit
einem Zählrohr ausgerüstetes dosimetrisches Gerät nur in einem bestimmten Intensitätsbereich
der nachzuweisenden Strahlung eingesetzt werden. Die Erfassung eines großen Intensitätsbereiches
erfordert dosimetrische Geräte, die mindestens zwei Zählrohre enthalten, eines für
große Intensitäten und eines für geringe Intensitäten, wobei die jeweilige Betriebsart
umschaltbar ist.
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Weiterhin sind kombinierte Zählrohre bekannt, die mehrere Zählrohre
mit unterschiedlichem empfindlichem Volumen und somit unterschiedlichem Meßbereich
in einem Zählrohr vereinigen. Dabei sind umschaltbare Zählsysteme unterschiedlichen
empfindlichen Volumens in axialer Richtung des Zählrohrs hintereinander angeordnet.
Es ist weiterhin ein kombiniertes Zählrohr bekannt, bei dem sich der Abstand beider
Elektroden in axialer Richtung des Zählrohres gesehen stetig oder sprunghaft ändert
und damit auch die Größe des aktiven Volumens. Die Elektroden bestehen entweder
aus einem Stück oder aus mehreren getrennten, aber elektrisch ständig verbundenen
Teilen.
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Bekannt ist ferner ein Strahlungsdetektor mit drei konzentrisch zueinander
in gemeinsamem Gasraum angeordneten Elektroden, wobei ein Zählsystem als Geiger-Müller-Zählrohr
und das andere Zählsystem als Ionisationskammer umschaltbar betrieben wird.
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Weiterhin wurde als Strahlendetektor mit großem Meßbereich eine Impuls-Spaltionisationskammer
vorgeschlagen, die es gestattet, einen großen Flußbereich langsamer Neutronen zu
messen, indem zwei oder mehrere Meßsysteme, deren zugehörige Spaltstoffmengen unterschiedlichen
Wirkungsgrad gegenüber der Spaltung durch Neutronen aufweisen, in einem Detektor
angeordnet sind. Entsprechend dem gewünschten Meßbereich kann mittels eines Umschalters
die Ionisationskammerspannung an eine oder mehrere Sammelelektroden der Meßsysteme
gelegt werden.
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Die Nachteile der bekannten dosimetrischen Geräte für einen großen
Dosisleistungsbereich liegen hauptsächlich in dem hohen Aufwand an Zählrohren. Dieser
hohe Aufwand an Zählrohren läßt außerdem in den Abmessungen der dosimetrischen Geräte
eine gewisse Grenze nicht unterschreiten, so daß solche dosimetrischen Taschengeräte,
bestückt mit mehreren Zählrohren, unhandlich werden.
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Die bekannten kombinierten Zählrohre besitzen insofern Nachteile,
als die beiden Zählrohrsysteme in Zählrohrlängsrichtung hintereinander angeordnet
sind und sich damit eine große Länge des Detektors und gewisse tote Volumina ergeben.
Außerdem besitzen die bekannten kombinierten Zählrohre fertigungstechnische Nachteile.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, ein Geiger-Müller-Zählrohr
zu schaffen, das es gestattet, mit einem Zählrohr die gleichen Messungen durchzuführen,
für die bisher zwei benötigt wurden, das kleine Ausmaße besitzt, zur Messung niedriger
und hoher Dosisleistungen eingesetzt werden kann, gute physikalische Eigenschaften
aufweist und einfach in seiner technologischen Fertigung ist. Um das Geiger-Müller-Zählrohr
günstig in elektronischen Schaltungen einsetzen zu können und das Zählrohr mit einem
Sockel
versehen zu können, sollen sämtliche Kontaktzuführungen axial durch die Stirnfläche
des Zählrohres hindurchführen, wie es von dem obengenannten Zweisystem-Zählrohr
her bekannt ist.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die bei den bekannten Geiger-Müller-Zählrohren
für hohe und niedrige Dosisleistungen hintereinander angeordneten Zählsysteme derart
zu verändern, daß die Längen und das tote Volumen des Zählrohres sehr reduziert
werden. Die Zählsysteme sollen weiterhin so konstruiert sein, daß sie gleiche Einsatzspannung
besitzen.
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Die Aufgabe wird bei einem halogengelöschten Geiger-Müller-Zählrohr
zum Messen eines großen Dosisleistungsbereiches mit zwei in einem gemeinsamen Gasraum
achsengleich angeordneten Zählsystemen verschiedener Empfindlichkeit, bei dem die
drei Elektroden der Zählsysteme getrennt herausgeführt sind und beide Systeme gleiche
Arbeitsspannung haben, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die drei Elektroden koaxial
ineinanderliegend angeordnet sind, daß die innere Elektrode wesentlich kürzer ist
als die als Hohlzylinder ausgebildete mittlere und die äußere Elektrode, wobei das
eine Zählsystem von der als Anode betriebenen inneren Elektrode und von der als
Katode betriebenen mittleren Elektrode gebildet wird und das andere Zählsystem von
der als Anode betriebenen mittleren Elektrode und der als Katode betriebenen äußeren
Elektrode, und daß die Durchmesser der Elektroden so gewählt sind, daß beide Zählsysteme
gleiche Einsatzspannung aufweisen. Die äußere Elektrode ist die Katode des Zählsystems
mit großem aktivem Volumen. Erst die Verwendung von Halogenen als Löschdampf gestattet
eine konzentrische Anordnung von z. B. drei Elektroden zu zwei Zählsystemen. In
einem Formteil aus Sinterglas sind zwei konische Abstufungen angebracht. Die innere
Elektrode ist zentrisch in das Formteil eingesintert, während das als mittlere Elektrode
dienende Röhrchen auf den kleinen Konus aufgepreßt wird. Die Kontaktzuführung für
die mittlere Elektrode bewirkt eine konische Drahtspirale, die in den Mantel des
für die Befestigung der mittleren Elektrode dienenden Konus eingesintert ist und
durch das Formteil aus Sinterglas nach außen führt. Der große Konus wirkt als Randfeldbegrenzung
für das äußere Zählsystem. Die Verbindung des Formteiles aus Sinterglas mit dem
Zählrohrkolben erfolgt über einen metallischen Einschmelzring.
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Durch die Erfindung ist es möglich, Geiger-Müller-Zählrohre mit einem
großen Meßbereich in dosimetrischen Geräten mit geringen Abmessungen, z. B. Taschengeräten,
einzusetzen. Gegenüber den bekannten Ausführungen mit zwei Zählrohren wird außer
dem Platz noch der Aufbau und die vakuumdichte Behandlung eines kompletten Zählrohres
eingespart. Durch die ausgewählten Elektrodendurchmesser ergeben sich günstige Zählcharakteristiken.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.
Die Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch ein Geiger-Müller-Zährohr gemäß der
Erfindung.
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In einem Formteil 1 aus Sinterglas sind die innere Elektrode 2 mit
einer Glasperle 3 als Randfeldbegrenzung sowie die Kontaktzuführung 4 für die mittlere
Elektrode 5 angeordnet. Als Kontaktzuführung 4 für die mittlere Elektrode ist eine
Drahtspirale konischer Form eingesintert, welche das als mittlere Elektrodes dienende
Röhrchen trägt. Durch einen Einschmelzring 6, der gleichzeitig die Kontaktzuführung
für die äußere Elektrode 7 bewirkt, wird der Glaskolben vakuumdicht mit dem Formteil
1 aus Sinterglas verschmolzen. Innenseitig ist der Glaskolben mit einer halbleitenden
Zinndioxydschicht als äußere Elektrode 7 versehen, auf der eine Kontaktwendel 8
aufliegt, die ihrerseits am Einschmelzring 6 angepunktet ist. Die Füllung dieses
Zählrohres besteht aus einem Neon-Brom-Gemisch.