Geiger-Müller-Zählrohr

Ein sehr genaues Nachweisgerät für Radioaktivität ist das Geiger-Müller-Zählrohr. Es besteht aus einem Rohr, indem ein dünner Draht aufgespannt ist. Der Draht ist isoliert, denn zusätzlich ist das Rohr mit einem Edelgas mit vermindertem Druck gefüllt. Zwischen Kathode und dem Draht als Anode liegt eine bestimmte Spannung an. 
Den Einfluss der Spannung auf das Verhalten des Zählrohrs beschreibt man auch als Zählrohrcharakteristik, welche im linken Bild zu sehen ist. Diese Zählrohrcharakteristik lässt sich zur genauen Beschreibung in 4 Bereiche unterteilen:

  • Bereich 1 (Rekombinationsbereich): In diesem Bereich gelangen nicht alle Ionen zu den Elektroden, da sie auf dem Weg dorthin mit Elektronen vereinigen bzw. neutralisieren - auch genannt rekombinieren.
  • Bereich 2 (Sättigungsbereich): Hier gelangen alle von der radioktiven Strahlung erzeugten Ionen zu den Elektroden, es bleibt in diesem Spannungsbereich bei der gleichen Stromstärke.
  • Bereich 3 (Propotionalbereich): In diesem Bereich kommt es wegen höheren Spannung und deswegen einer höheren Feldstärke zu weiteren Atomionisierungen durch Elektronen. Die erzeugten Elektronen regen die Atome an (Sekundärionisation) und die Ladung der primär erzeugten Elektronen ist proportional zur Ladung der durch Anregung erzeugten Ladung sowie proprotional zur Energie der einfallenden Strahlung.
  • Bereich 4 (Auslösebereich): In diesen hohen Spannungsbereichen kommt es dazu, dass die Elektronen die Atome zur Emission von Photonen anregen, die wiederum über den Photoeffekt Elektronen aus dem Draht herauslösen können. 

    Nach Bereich 4 kommt es zu einer Dauerentladung und zur Zerstörung des Zählrohrs. Durch ein spezielles Löschgas kann den positiven Ionen die Energie zur Sekundärelektronenbildung entzogen werden. Ein weitere Schutz für das Zählrohr stellt ein starker Widerstand dar. Trotzdem gibt es ein Zeitintervall, indem weiter einfallende Teilchen nicht mehr registriert werden können - diese Zeit nennt sich Totzeit und liegt bei normalen Zählrohren bei ca. 10-4Sekunden.