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Geiger-Müller-Zählrohr (Ranger): Unterschied zwischen den Versionen

Aus Physik und ihre Didaktik Wiki

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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.  




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'''Aufbau'''
'''Aufbau'''


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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 [[HW:Geiger-Müller-Zählrohr (Leybold)|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.


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[[Datei:HW_Materie_Geiger-Müller-Zählrohr_Ranger.jpg|400px|thumb|right|Geiger-Müller-Zählrohr von Seintl]]
[[Datei:HW_Materie_Geiger-Müller-Zählrohr_Ranger.jpg|400px|thumb|right|Geiger-Müller-Zähler von Seintl. Die Bedienelemete sind klar erkennbar.]]
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'''Funktionsweise'''
'''Funktionsweise'''


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Durch den Eintritt von ionisiierender Strahlung wird das Gas im Zylinder ionisiert. Bedingt durch die hohe Gleichspannung (ca. 500&thinsp;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&thinsp;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.


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[[Datei:HW_Materie_Ranger_Bodenplatte.jpg|400px|thumb|right|Der Ranger lässt sich dank seiner Bodenplatte auch auf Breadboards montieren]]
[[Datei:HW_Materie_Ranger_Bodenplatte.jpg|400px|thumb|right|Befestigung des Rangers mit einer Bodenplatte. Zu sehen ist die experimentelle Untersuchung des Abschirmungsgesetzes für Gammastrahlung.]]
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=== Zubehör ===
=== Zubehör ===


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Es ist möglich den Ranger via Bluetooth mit dem Smartphone zu verbinden [https://play.google.com/store/apps/details?id=sei.observerble&hl=en|Link zum Google App Store].


=== Experimente ===
=== Experimente ===
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{| class="wikitable" style="margin: auto; width: 100%"|
{| class="wikitable" style="margin: auto; width: 100%"|
| Sammlungsposition
| Sammlungsposition
| Tresor für radioaktive Materialien
| X
|-
|-
| Hersteller
| Hersteller
| Eckert und Ziegler
| Seintl
|-
| Isotop und Aktivität
| Cs-137, 370&thinsp;kBq
|-
|-
| Sonstiges
| Sonstiges
| Die Nutzung ist nur bei vorheriger Belehrung und unter Beachtung der derzeitigen rechtlichen Rahmenbedingungen möglich.
| Die Nutzung ist sofort möglich.
|}
|}
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* [[BA:Radioaktive Präparate oberhalb der Freigrenze|Radioaktive Präparate oberhalb der Freigrenze]]
* [[BA:Radioaktive Präparate oberhalb der Freigrenze|Radioaktive Präparate oberhalb der Freigrenze]]
* [[BA:Radioaktive Präparate unterhalb der Freigrenze|Radioaktive Präparate unterhalb der Freigrenze]]
* [[BA:Bauartzugelassene radioaktive Präparate|Bauartzugelassene radioaktive Präparate]]


=== Bedienungsanleitung von Eckert & Ziegler ===
=== Bedienungsanleitung von Eckert & Ziegler ===


* [https://www.ezag.com/fileadmin/ezag/user-uploads/isotopes/isotopes/Isotrak/isotrak-pdf/Operation_manuals/Isotopengenerator_2019_07.pdf]
* [https://seintl.com/media/product_document/Ranger%20Operation%20Manual%20English%20Version%208%20(1)_201211080436.pdf| Anleitung des Herstellers]
* [https://seintl.com/media/product_document/Ranger%20Specifications%20(2)_201202015032.pdf| Übersichtsblatt des Herstellers zu den Spezifikationen des Rangers]
* [https://www.youtube.com/watch?v=_cMmi_kghaM| Einführungsvideo des Herstellers]


=== Fotos ===
=== Fotos ===


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<ul class="example-orbit" data-orbit>
<ul class="example-orbit" data-orbit>
   <li class="active">
   <li class="active">
     [[Datei:HW_Materie_Isotopengenerator.jpg|slide 1]]
     [[Datei:HW_Materie_Geiger-Müller-Zählrohr_Ranger.jpg|slide 1]]
     <div class="orbit-caption">
     <div class="orbit-caption">
       Isotopengenerator-Set
       Geiger-Müller-Zählrohr von Seintl
    </div>
    </div>
   </li>
   </li>
   <li>
   <li class="active">
     [[Datei:HW_Materie_Normierte Aktivität Ba137.jpg|slide 2]]
     [[Datei:HW_Materie_Tanger_Bodenlatte.jpg|slide 2]]
     <div class="orbit-caption">
     <div class="orbit-caption">
       Gleichgewichts Aktivität Ba-137
       Beispielhafte Verwendung des Rangers
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Version vom 13. August 2021, 10:21 Uhr




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.

Geiger-Müller-Zähler von Seintl. Die Bedienelemete sind klar erkennbar.


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.

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


Zubehör

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

Experimente

Wichtige Daten

Sammlungsposition X
Hersteller Seintl
Sonstiges Die Nutzung ist sofort möglich.

Betriebsanweisungen

Bedienungsanleitung von Eckert & Ziegler

Fotos

  • slide 1
         Geiger-Müller-Zählrohr von Seintl
    
  • slide 2
         Beispielhafte Verwendung des Rangers
    


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