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Dieser Abschnitt bietet einen Überblick über Proportionalzähler sowie ihre Anwendungen und Funktionsweisen. Werfen Sie auch einen Blick auf die Liste der 8 Hersteller von Proportionalzähler und deren Firmenranking.
Proportionalzähler sind eine Art von Strahlungsdetektor. Sie weisen Strahlung nach, indem sie die Menge an Elektronen (Strom) messen, die durch die Ionisierung von Gasmolekülen erzeugt wird, wenn energetische Teilchen ein Gas durchdringen.
Strahlungsmessgeräte mit einem ähnlichen Prinzip sind die Ionisationskammer und der GM-Zähler (Geiger-Müller-Zähler), sie unterscheiden sich jedoch in der Höhe der Spannung, die zur Messung des Stroms angelegt wird. Ionisationskammern arbeiten in einem niedrigeren Spannungsbereich als Proportionalzähler, während GM-Zähler in einem höheren Spannungsbereich als Proportionalzähler arbeiten.
Proportionalzähler detektieren Strahlung wie Röntgenstrahlen, α-Strahlen, β-Strahlen, γ-Strahlen und Neutronen und messen die Anzahl und Energie der Strahlung. Aufgrund ihres einfachen Aufbaus und ihrer relativ leichten Herstellung werden sie häufig als Detektoren in der akademischen Forschung und anderen Bereichen eingesetzt.
Sie werden in der Regel zur Messung der Luftdosis eingesetzt, insbesondere zum Nachweis von Neutronen und Betastrahlung. Proportionalzähler für Röntgenstrahlen werden manchmal auch als Detektoren in Röntgenfluoreszenz-Schichtdickenmessgeräten zur berührungslosen Messung z. B. der Dicke von Beschichtungen eingesetzt, da sie ein größeres Einfallsfenster haben und einen höheren Wirkungsgrad als Halbleiterdetektoren.
Proportionalzähler sind in der Regel zylindrische Aluminiumgefäße, die mit einem Gemisch aus inerten Gasen wie Argon, Helium oder Neon, Methan oder Butan gefüllt sind und durch Anlegen einer Hochspannung an im Inneren des Rohrs gespannte Drähte betrieben werden. Das zylindrische Gefäß hat ein Einfallfenster, durch das die Strahlung in die Röhre eintritt.
Wenn die einfallende Strahlung das Gas durchdringt, wird das Gas auf seinem Weg ionisiert, wobei Elektronen und Kationen entstehen. Die erzeugten Elektronen werden als Primärelektronen bezeichnet. Die Primärelektronen werden durch das elektrische Feld in der Röhre beschleunigt, wodurch das Gas erneut ionisiert wird, und diese ionisierten Elektronen bewirken eine weitere Ionisierung, was zu einem explosionsartigen Anstieg der Elektronenzahl führt - ein Phänomen, das als Gasverstärkung bezeichnet wird. Die verstärkten Elektronen fließen in einen Draht in der Röhre, der als elektrischer Impuls erfasst wird.
Da die Anzahl der verstärkten Elektronen proportional zur Energie der einfallenden Strahlung ist, wird der Detektor als Proportionalzähler-Rohr bezeichnet. Die Verstärkungsrate der Elektronen hängt von der Art des Gases und der angelegten Spannung ab, aber wenn das Gas und die Spannung bekannt sind, kann die Energie der einfallenden Strahlung gemessen werden.
Ionisationsboxen funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip wie Proportionalzähler, arbeiten aber mit einer niedrigeren Spannung und verstärken daher das Gas nicht. Proportionalzähler haben daher den Vorteil, dass sie empfindlicher sind als Ionisationsboxen. Andererseits haben Proportionalzähler den Nachteil, dass sie die Anzahl der Primärelektronen nicht so genau messen können wie eine Ionisationskammer und eine geringere Energieauflösung haben.
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|---|---|---|
| 1 | Eckert & Ziegler | 17.6% |
| 2 | AMETEK.Inc. | 17.6% |
| 3 | Ludlum GmbH | 17.6% |
| 4 | Elysia-raytest GmbH | 11.8% |
| 5 | Berthold Technologies GmbH & Co.KG | 11.8% |
| 6 | DENEX Detectors for Neutrons GmbH | 8.8% |
| 7 | Bruker Japan Co., Ltd. | 8.8% |
| 8 | Hitachi High-Tech Analytical Science | 5.9% |
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