Geigerzähler sind Instrumente, die Radioaktivität erkennen und messen können. H. Geiger und E.W. Müller haben 1928 den Geigerzähler erfunden. Um als echter Geigerzähler zu gelten, muss das Instrument ein Geiger-Zähler-Zählrohr (GM) als Radioaktivitätssensor enthalten. Geigerzähler sind nützlich bei der Durchführung von Experimenten mit Radioaktivität und Kernenergie. Du könntest sogar damit nach Uran suchen, wenn du möchtest.
Das Geiger-Müller-Zählrohr im Detail
Das Geiger-Müller-Zählrohr hat sich seit seiner Erfindung im Jahr 1928 nicht sehr verändert. Das Funktionsprinzip ist gleich geblieben. Eine schematische Zeichnung eines Zählrohrs ist im Bild gezeigt.
Die Wand dieses speziellen Rohres ist ein dünner Metallzylinder (Kathode), der eine Mittelelektrode (Anode) umgibt. Es ist mit einem dünnen Glimmerfenster auf der Vorderseite ausgestattet. Das dünne Glimmerfenster ermöglicht den Durchgang und die Erkennung von Strahlung, bzw radioaktiven Teilchen. Das Geiger-Müler-Zählrohr ist mit Neon, Argon und Halogengas gefüllt.
Es ist interessant zu sehen, wie das Zählrohr die Radioaktivität erkennt. Im dargestellten Bild wird über ein Potential an die Anode (Mittelelektrode) über einen zehn Mega-Ohm-Strombegrenzungswiderstand angelegt. An die Kathode der Röhre ist ein Widerstand angeschlossen.
Im Ausgangszustand hat das Geiger-Müller-Zählrohr einen sehr hohen Widerstand. Wenn ein Teilchen durch das Zählrohr hindurchgeht, ionisiert es die Gasmoleküle auf seinem Weg. Dies geschieht analog zur sogenannten Wolkenkammer (wilson chamber) bei dem ein ionisierendes Teilchen eine Dampfspur hinterlässt. Im Zählrohr bewegt sich das positive ionisierte Atom sehr schnell zu den Hochpotentialelektroden. Dabei kollidiert es mit anderen Gasatomen und ionisieren sie. Dadurch entsteht ein kleiner Leitungspfad, der einen momentanen Anstieg des elektrischen Stroms im Geiger-Müller-Zählrohr verursacht.
Dieser momentane Stromimpuls erscheint als kleiner Spannungsimpuls. Das Halogengas löscht die Ionisation und versetzt das Zählrohr in seinen hochwiderstandsfähigen Zustand zurück und macht es bereit Radioaktivität zu detektieren.
Hier ist noch ein sehr schönes Video, welches die Funktionsweise gut darstellt:
