Welche Ursachen gibt es für den Nulleffekt eines Zählrohres?

Technik Elektronik & Elektrotechnik
#1

Hallo und Guten Abend.

Wie ein Zählrohr im Prinzip funktioniert und wie der Nulleffekt bei der Auswertung behandelt werden sollte, ist mir geläufig.

Jedoch: Nehmen wir an, es sein vor dem Fenster kein spezielles Präparat platziert. Der Nulleffekt hat dann eine von der Umgebung und Abschirmungsverhältnissen abhängige Größe. Kann ein Zählrohr jedoch Impulse abgeben, die nicht auf einem Kernzerfall zurück gehen?

Kann es Impulse geben, die von der Umgebungstemperatur, von Störsignalen (z.B. Rauschen) auf der Betriebsspannung, von starken Magnetfeldern, von elektromagnetischer Einstrahlung, einem Lichtblitz, einem Laserstrahl oder dergleichen ausgelöst werden?
Falls es so etwas gibt: Ist es irgendwie abhängig vom Alterungszustand des Zählrohres?

Dass es eine gewisse Zählrate gibt, die auf kosmische Strahlung, Baumaterialien, Radonanteile der Luft, dem Körper des Benutzers etc. und letztlich auch aus dem Material des Zählrohres stammen, ist klar. Das jedoch sind alles Signale, die letzlich auf kernchemische Prozesse zurück gehen.

Wer weiß was? ~ Vielen Dank schon mal!

#2

Unter Wikipedia findet man unter „Nulleffekt“

„….unvermeidliche Eigenschaften des Detektors selbst, wie etwa Dunkelstrom,…“

und weiter bei Wikipedia unter „Dunkelstrom“

„….die Auslösung von Elektronen aus der Photokathode eines Photomultipliers oder einer Fotozelle durch die Wärmebewegung im Material.“

Letztere Aussage dürfte sich auch auf ein Zählrohr und ganze dahinter liegende elektronische Gedöns übertragen lassen.

Gruß

#3

Hi!

UV-Strahlung kann ionisierend wirken, und dementsprechend auch ein Zählrohr auslösen.
Genau genommen basiert grade das Geiger-Müller-Zählrohr auch zum Teil auf UV-Strahlung. Beginnt eine z.B. durch Radioaktivität verursachte Entladung, bei der auch UV-Licht frei wird, welches an anderer Stelle des Rohrs zu Ionisation und damit einer weiteren Entladung führt. Das unterstützt den Gesamtprozess.

Natürlich kann EM-Interferenz auch in der Elektronik hinter dem Rohr falsche Pulse erzeugen. Generell sollte ein Geiger-Müller-Zählrohr aber unempfindlicher als ein Proportionalrohr oder eine einfache Ionisationskammer sein, da die erzeugten Pulse des Rohrs relativ groß gegenüber denen aus den anderen Rohren sind.

Zur Alterung:
Es kann sein, daß aus dem Material des Rohrs Stoffe ausgasen, die eben die Eigenschaften des Füllgases verändern. Das Füllgas kann träger werden, so daß das Rohr weniger empfindlich wird. Es könnte aber auch das Gegenteil passieren, das Gas könnte reaktiver bzw. einfacher ionisierbar werden. U.u. führt dann schon die angelegte Hochspanung dann und wann zu einem Puls.

Ein weiterer Alterungseffekt können Ablagerungen (Die erwähnten Ausgasungen oder andere Stoffe, die chemisch mit dem Draht reagieren) auf dem Draht sein. Die Dicke des Drahtes definiert ja neben der angelegten Spannung die maximale Feldstärke. Wird der Draht durch die Ablagerungen dicker, sinkt die Feldstärke, aber dazu müßte die Schicht schon recht dick werden. ABER wenn die Ablagerungen sich nicht glatt um den Draht legen, sondern eine rauhe, schuppige Oberfläche bilden, kann das zu sehr viel höheren lokalen Feldstärken führen. Das wiederum kann zu Feldemissionen führen, und die wiederum zu falschen Pulsen.

Über eine Temperaturabhängigkeit weiß ich nichts, aber sicher beeinflusst die Temperatur die Elektronik allgemein, und die Ionisierbarkeit oder generell Reaktionsfreudigkeit des Gases ändert sich sicher auch mit der Temperatur.

Ich kann dir das Buch „Teilchendetektoren“ von Claus Grupen empfehlen. Es gibt noch ein zweites mit mehr oder weniger gleichem Titel, der Autor ist mir grade entfallen. Jedenfalls hat es ein oranges Cover, und im Grunde hat man das Gefühl, die beiden Herren haben voneinander abgeschrieben.

Ich meine jedenfalls, zumindest im Grupen gibt es auch Bilder von diesen Ablagerungen und eine Diskussion über Alterungseffekte.