Proportionalzählrohr

Nachweisgerät für ionisierende Strahlung; der Detektor besteht aus einem gasgefüllten Volumen mit zwei Elektroden, an die eine äußere Spannung angelegt wird.

Die positive Elektrode ist als dünner Draht ausgeführt, wodurch in ihrer Nähe das elektrische Feld sehr stark wird. Die durch einfallende Strahlung erzeugten freien Elektronen (Primärionisation) werden im elektrischen Feld beschleunigt und rufen durch Stöße mit den Gasmolekülen eine Stoßionisation (Sekundärionisation) hervor. Diese Beschleunigung ist insbesondere in der Nähe des positiven Drahtes so groß, dass die sekundär erzeugten Elektronen ihrerseits wieder Gasmoleküle ionisieren können. Dadurch entsteht eine Sekundärelektronenlawine (Gasverstärkung), die am Draht gesammelt und in einen Spannungsimpuls umgewandelt wird. Dieser Impuls ist der Primärionisation proportional und um den Gasverstärkungsfaktor vergrößert. In der Praxis sind Gasverstärkungsfaktoren von 100 – 10.000 üblich. Die Impulshöhe und Impulsform ermöglicht eine Unterscheidung von Alphaund Beta-Strahlung sowie eine Energiebestimmung der Strahlung.

Als Zählgase sind Edelgase (meist Xenon), Kohlenwasserstoffe (meist Butan) sowie Argon-Methan-Gemische gebräuchlich.

Zum Nachweis von Betastrahlung oder energiearmer Photonenstrahlung  benötigen die Zählrohe dünne Eintrittsfenster. Zum Nachweis von Alphastrahlung oder energiearmer Betastrahlung werden offene Zählrohre verwendet, in welche die nachzuweisende Aktivität eingebracht wird und in deren Zählvolumen das Zählgas ständig erneuert wird (Durchflusszähler, meist Butan).

Quelle: Strahlenschutz-Lexikon, Informationskreis Kernenergie, 2009