Geiger-Müller-Zählrohr (Ranger)

Geiger-Müller-Zählrohre (umgangssprachlich auch Geigerzähler) stellen empfindliche Messgeräte für die Messung ionisierender Strahlung dar. Durch ein elektrisches Feld im Inneren des Zählers werden Gasatome ionisiert und führen bei jedem Ereignis zu einem Stromstoß, welcher dann als Ereignis registriert wird.

Aufbau und Funktionsweise

Aufbau

Das Zählrohr besteht im wesentlichen aus zwei Teilen. Ein Gitter, welches die Anode ist,ist im Inneren einer Zylinders, welcher die Kathode ist, angebracht. Der Zylinder selbst ist mit eine Mischung aus Edelgas und Halogenen gefüllt. Der Druck im Inneren des Zylinders ist geringer als der Atmosphärendruck. Das Zählrohr besitzt an einer Seite ein Glimmerfenster, welches auch für Beta- und Alphastrahlung passierbar ist. Im Gegensatz zu dem Geiger-Müller-Zählrohr von Leybold ist der Zylinder deutlich kürzer und der Draht ist eher ein Gitter. Die elektronische Verarbeitung wird innerhalb des Gerätes selbst vorgenommen und entsprechend auf dem Display angezeigt. Das Gerät besitzt dazu mehrere Knöpfe für die Auswahl verschiedener Messmodi. Für die Nutzung draußen sind auch Schutzhüllen verfügbar.

Funktionsweise

Durch den Eintritt von ionisiierender Strahlung wird das Gas im Zylinder ionisiert. Bedingt durch die hohe Gleichspannung (ca. 500 V zwischen Kathode und Anode werden die Elektronen bzw. Kationen beschleunigt. Die Beschleunigung der Elektronen führt zur Auslösung weiterer Elektronen: Die Röhre zündet. Das Zünden der Röhre führt für jedes detektierte Teilchen zu einem annähernd ähnlichem Stromstoß. Während des Ionisationsvorgangs kann kein weiteres Teilchen detektiert werden, der Vorgang findet während der Totzeit des Zählrohres statt. Die Totzeit ist ein typische charakteristische Größe und beträgt bei diesem Zählrohr ca. 100 µs (typischerweise spielt die Betrachtung der Totzeit bei den erwähnten Experimenten jedoch keine große Rolle). Für die Montage lässt sich der Ranger mit Hilfe einer Bodenplatte auch an Breadboards befestigen.

Zubehör

Es ist möglich den Ranger via Bluetooth mit dem Smartphone zu verbinden (Link zum Google App Store).

Experimente

Betriebsanweisungen

Bedienungsanleitung des Herstellers

Geiger-Müller-Zähler von S.E. International. Die Bedienelemete sind klar erkennbar.

Wichtige Daten

Sammlungsposition	Moderne Physik: 1c
Hersteller	S.E. International
Sonstiges	Die Nutzung ist sofort möglich.

Befestigung des Rangers mit einer Bodenplatte. Zu sehen ist die experimentelle Untersuchung des Abschirmungsgesetzes für Gammastrahlung.

Fotos

     Geiger-Müller-Zählrohr von S.E. International (Ranger)

     Beispielhafte Verwendung des Rangers

Universität Stuttgart, 5. Physikalisches Institut, AG Physik und ihre Didaktik, lizenziert unter CC BY-NC-SA 4.0

HW

HW:Geiger-Müller-Zählrohr (Ranger)

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