Ein Emissionsdetektor ist ein Instrument zur Messung verschiedener Emissionsformen, wie sie beispielsweise von Substanzen mit hochenergetischen Teilchen ausgehen, etwa von Zerfällen in Kernkraftwerken, kosmischer Strahlung aus dem Weltraum und Reaktionen in Teilchenbeschleunigern.
Detektoren sind hilfreich an Arbeitsplätzen mit hoher Strahlungsintensität oder in Privathaushalten. Durch ihre Verwendung können die Nutzer jederzeit sicher sein, dass sie anderen helfen, indem sie sie auf die Strahlungsmenge in ihrer Umgebung aufmerksam machen.
Wo und wann benötigt man Strahlungsdetektoren?
Die Auswahl der richtigen Sensortypen setzt voraus, dass man weiß, wo und wie sie eingesetzt werden. Unterschiedliche Anwendungen und Umgebungen erfordern unterschiedliche Sensortypen, da jeder Detektor für eine spezifische Anwendung optimiert ist. Die Anwendungsbereiche von Detektionsinstrumenten lassen sich in drei Hauptkategorien unterteilen: Strahlungsflussmessung, Schutz und Suche.
Strahlungsmessgeräte werden in Situationen eingesetzt, in denen radioaktive Materialien vorhanden sind und überwacht werden müssen. Ziel dieser Art der Detektion ist die Bestimmung der Stärke des vorhandenen radioaktiven Feldes, der Grenzen der Emissionszone oder der Ausbreitung radioaktiver Kontamination. Es handelt sich um Orte, an denen Strahlung erwartet oder als wahrscheinlich angesehen wird. Die Anforderungen an Detektoren sind in diesen Situationen spezifisch und erfordern oft relativ große Messbereiche oder spezielle Modifikationen, um eine bestimmte Art von Strahlung zu erfassen.
Der Strahlenschutz ähnelt Messaufgaben insofern, als er in Umgebungen stattfindet, in denen mit Strahlung zu rechnen ist. Das Ziel ist jedoch ein anderes: Bei Messungen geht es um die Überwachung der Radioaktivität, beim Strahlenschutz hingegen um die Überwachung der Auswirkungen von Strahlung auf den Menschen. Die Emissionsdosimetrie ist das bekannteste Beispiel. Strahlendosimeter werden von medizinischem Personal, Kernkraftwerksmitarbeitern und vielen anderen Personen getragen, die weltweit beruflich Strahlung ausgesetzt sind. Der Schutz vor den schädlichen Auswirkungen der Strahlungsbelastung erfolgt durch Aufklärung: Der Träger wird darüber informiert, wie viel Strahlung er aufgenommen hat und wie dies mit möglichen gesundheitlichen Auswirkungen zusammenhängt, sodass er sein Verhalten oder seinen Arbeitsplan entsprechend anpassen kann.
Wie lässt sich Strahlung nachweisen ?
Die Findion wird mithilfe verschiedener Instrumente durchgeführt. Der gebräuchlichste Emissionsdetektor ist das Geiger-Müller-Zählrohr (GM-Zählrohr), auch Geigerzähler genannt.
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Die ersten Strahlungsdetektoren
Die Anwendung von Strahlungsdetektoren wurde im 17. Jahrhundert erfunden, als das Phänomen der Thermolumineszenz erstmals beschrieben wurde.
Das 18. Jahrhundert brachte die Erfindung des Blattgoldelektroskops, und die Fotografie entstand zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Die Entdeckung dessen, was heute als Strahlungslehre bekannt ist, erfolgte jedoch erst gegen Ende des 19. Jahrhunderts.
Röntgens Entdeckung der Röntgenstrahlen im Dezember 1895 markierte den Beginn der Entwicklung von Strahlungsdetektoren und ebnete den Weg für die Entwicklung moderner Sensoren. Die Erfindungen von Becquerel, Pierre und Marie Curie leisteten einen bedeutenden Beitrag zu dieser Wissenschaft.
Im Jahr 1903 erfand Crookes das Spinthariskop, das erste Instrument, das in der Lage war, einzelne Lichtstrahlen zu erfassen.
Die deutschen Wissenschaftler Hans Wilhelm Geiger und Walter Müller gelten jedoch als Pioniere moderner Instrumente zum Nachweis radioaktiver Stoffe.
Geiger und der britische Wissenschaftler Ernest Rutherford stellten 1911 das erste erfolgreiche Gerät zur Auffindung einzelner Alphateilchen vor. Anschließend arbeitete Geiger mit seinem Doktoranden Walter Müller zusammen, um das System zu verbessern.
Im Vergleich zum herkömmlichen Geigerzähler ist das Geiger-Müller-Zähler zuverlässiger, effizienter, portabler und empfindlicher. Es kann zudem verschiedene Arten der Ionisation nachweisen.
Zu den Früherkennungsinstrumenten zählte auch die Wilson-Kammer, die 1911 von CTR Wilson erfunden wurde. Diese Kammer entwickelte sich zu einem effektiven Forschungsinstrument, das zwischen 1923 und 1930 zu zahlreichen Entdeckungen führte.
Wie haben sich Strahlungsdetektoren verändert? Seitdem wurde die Geschichte der Entwicklung von Detektionsinstrumenten fortgesetzt. Lagsdorf entwickelte 1939 die kontinuierliche Nebelkammer. In den 1950er Jahren wurden Blasenkammern populär, gefolgt von Streamerkammern in den 1960er Jahren.
Die Entwicklung elektronischer Sensoren ist mit der Erfindung des Transistors im Jahr 1947 verbunden. Die meisten modernen Strahlungsdetektoren verwenden Kalorimeter. Moderne Systeme sind zudem in der Lage, Ladung, Impuls, Spin und weitere Eigenschaften von Teilchen zu messen.
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