DE1097047B - Einrichtung zum Nachweis und zum Messen von Roentgen- und Gammastrahlen mit Hilfe des Unterschieds des aeusseren Photoeffektes verschiedener Stoffe - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Nachweis und zum Messen von Röntgen- und Gammastrahlen mit Hilfe des Unterschieds des äußeren Photoeffektes verschiedener Stoffe Die Methode des Nachweises und der Messung von Quantenstrahlung mit Hilfe des Unterschieds des äußeren Photoeffekts, den diese Strahlung an verschiedenen Stoffen erzeugt, hat in den letzten Jahren ihre weitere Ausarbeitung gefunden. Die bekannte Zus ammensetzung eines sogenannten »Röntgenelements« aus zwei Elektrodengruppen mit zwei verschiedenen Photoeffekten, z. B. durch abwechselndes Aufeinanderlegen von Folien mit verschiedenem Photoeffekt und mit einer dazwischenliegenden Isolatorfolie, verlangt, wenn bei Bestrahlung ein großer Strom erreicht werden soll, eine große Anzahl solcher Folienpaare.
• Die Herstellung solcher Strahlungselemente ist deshalb mühevoll; der Hauptnachteil solcher Elemente ist aber die Richtungsabhängigkeit der Empfindlichkeit.
• Dies gilt sowohl für Elemente mit ebenen wie mit zylindrischen Elektroden. Um mit flächenförmigen Absorbern Richtungsunabhängigkeit zu erreichen, müßten kugelförmige Flächen Verwendung finden, was nur durch ein kompliziertes Herstellungsverfahren erreicht werden könnte.
• Für einen großen Nutzeffekt, d. h. für ein großes Verhältnis der erzeugten potentiellen elektrischen Energie zu der absorbierten Strahlenenergie, ist ein großes Verhältnis von Oberfläche des absorbierenden Materials zu seinem Volumen, wie es bisher bei der Verwendung dünner Folien erreicht worden ist, notwendig.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Nachweis und zum Messen von Röntgen und Gammastrahlen mit Hilfe des Unterschieds des äußeren Photoeffekts verschiedene Stoffe zu schaffen, bei der auf einfacheWeise Richtungsunabhängigkeit und großer Nutzeffekt erzielt sind. Die Einrichtung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch einen porösen Körper mit großer Oberfläche, z. B. mit offenen Poren, der außen und in den Poren mit einer Isolierschicht versehen ist, wobei auf diese Isolierschicht ein Stoff mit einem von dem porösen I(örper abweichenden äußeren Photoeffekt aufgebracht ist und die beiden elektrisch voneinander isolierten, in sich aber elektrisch kurzgeschlossenen Stoffe (Elektroden) mit einem Strommesser oder einem Elektrometer verbunden sind.
• Die große Oberfläche des porösen Körpers wird zunächst mit einem elektrisch isolierenden Überzug versehen, und anschließend werden die Poren ganz oder teilweise mit einem Stoff mit kleinem bzw. großem äußerem Photoeffekt, je nachdem, welchen Photoeffekt der Porenkörper selbst hat, ausgefüllt.
• Dieser Füllstoff, der ebenso wie der poröse Körper in sich elektrisch kurzgeschlossen ist, bildet die zweite Elektrode. Bei Bestrahlung entsteht zwischen den beiden voneinander elektrisch isolierten Elektroden eine Spannung, die zur Messung verwendet wird. Bei Dosisleistungsmessung werden die Elektroden über einen Strommesser kurzgeschlossen. Bei Messung der Dosis (Integralwert) wird ein Spannungsmesser mit möglichst großem (unendlichem) innerem Widerstand verwendet.
• Ausführungsbeispiele Poröse Kohlescheiben von 3 mm Dicke sind auf ihrer gesamten Oberfläche (innen und außen) mit einem dünnen isolierenden Lacküberzug versehen. Vor der Belackung wird eine kleine Stelle der äußeren Oberfläche der Kohle metallisiert und ein Leiter für den Anschluß an das Meßgerät angelötet. Nach der Belackung werden die Poren ganz oder teilweise mit Metall gefüllt. Zur Füllung können verschiedene Materialien Verwendung finden, z. B. Woodsches Metall (in flüssigem Zustand eingebracht), Leitfähigkeitslacke mit Metallpulver (z. B. Durozink) oder, nach einem dritten Ausführungsbeispiel, Silber, das aus einer Lösung auf der gesamten Oberfläche niedergeschlagen wird, und schließlich Metalle, die aus der Gasphase niedergeschlagen werden (Carbonyle, Hydride). Das Hineinbringen dieser zweiten Elektrode aus Metall erfolgt unter abwechselnder Anwendung von Unter- und Überdruck.
• Die Stromstärken, die bei Dosisleistungsmessungen mit solchen Einrichtungen erzielbar sind, sind relativ sehr hoch. Bei der Strahlenqualität 150kV und 1 mm Cu-Filter entsprechen die erreichten Stromstärken Ionisationsströmen in Luftionisationskammern, die bei gleichem Querschnitt eine Ausdehnung in Strahlrichtung (Kammertiefe) von einem bis mehreren Metern haben, während die Ausführungsbeispiele der Einrichtung nach der Erfindung nur insgesamt einige Millimeter dick sind. Gesintertes Beryllium. mit offenen Poren eignet sich noch besser als poröser Körper fi* solche Einrichtungen.
• Nach weiteren Ausführungsbeispielen besteht der poröse Körper aus schweratomigem Material, z. B. aus gesintertem Wolfram, Molybdän~ und Tantal mit offenen Poren, oder aus Preßstücken von Silberpulver.
• Die Wolfram-, Molybdän- und Silberkörper werden ebenfalls außen und inwendig wieder mit einem dünnen Lacküberzug versehen, worauf die Poren ganz oder teilweise mit einem Leitfähigkeitslack, bei dem Ruß als leitender Füllstoff Verwendung findet, gefüllt werden. Besonders geeignet ist ein poröser Tantalkörper, da hier eine dünne Oxydhaut. über der Oberfläche für die elektrische Isolation genügt. Mit solchen porösen- Tantalkörpern von 2 mm Dicke mit isolierender Oxydhaut auf der Oberfläche und Graphit als zweiter Elektrode werden für härtere Strahlenqualitäten bei der Dosisleistungsmessung Ströme erreicht, die Ionisationskammern mit mehreren Metern Kammertiefe entsprechen.
• Um bessere Härteunabhängigkeit zu erreichen, werden Legierungen aus geeigneten Komponenten als poröses Material verwendet, bzw. es werden zusammengesetzte Stoffe zur Füllung der Poren benutzt.
• Zur Herabsetzung der Härteabhängigkeit ist es ferner vorteilhaft, im Innern der Poren und auf der Außenfläche mehrere verschiedene Stoffe schichtweise übereinander auf der isolierenden Trennschicht zwischen den beiden Elektroden niederzuschlagen.
• Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung findet zur Erzielung weitgehender Richtungsunabhängigkeit als poröser Körper ein durch loses Aufwickeln von 10 starkem, dünn isoliertem Kupferdraht auf eine kleine Achse aus Trolitul entstandener Körper Verwendung, der einen Zylinder geeigneter Dimensionen bildet Während des Aufwickelns wird dabei eine zähe Leitfähigkeitspaste mit Kohle als leitendem Füllstoff zwischen dieDrähte eingeschmiert.
• Nach der Trocknung bildet der Kupferdraht die Elektrode mit großem und das Kohlenmaterial die Elektrode mit kleinem äußerem Photoeffekt.

Claims (8)

1. PATENTANSPRUCHE: 1. Einrichtung zum Nachweis und zum Messen von Röntgen- und Gammastrahlen mit Hilfe des Unterschieds des äußeren Photoeffektes verschiedener Stoffe, gekennzeichnet durch einen porösen Körper mit großer Oberfläche, z. B. mit offenen Poren, der außen und in den Poren mit einer Isolierschicht versehen ist, wobei auf diese Isolierschicht ein Stoff mit einem von dem porösen Körper abweichenden äußeren Photoeffekt aufgebracht ist und die beiden elektrisch voneinander isolierten, in sich aber elektrisch kurzgeschlossenen Stoffe (Elektroden) mit einem Strommesser oder einem Elektrometer verbunden sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht aus Lack oder einer isolierenden Verbindung des Materials des porösen Körpers besteht.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Körper aus einem Stoff mit sehr kleinem äußerem Photoeffekt wie Beryllium, Kohle oder Graphit besteht.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der poröse Körper aus einem schweratomigen Stoff wie Wolfram, Tantal, Blei, Molybdän, Gold oder Silber besteht.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenmaterial aus Legierungen besteht, die ein besonders großes- Verhältnis erzeugter elektrischer Meßleistung zu absorbierter Strahlungsleistung ergeben.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Elektrodenmaterial aus Stoffen besteht, die eine gute Wellenlängenunabhängigkeit ergeben.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzielung einer guten Meßleistung und bzw. oder einer guten Härteunabhängigkeit die eine oder beide Elektrodenoberflächen aus hierfür geeigneten Schichten zusammengesetzt sind.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als poröser Körper ein durch loses Aufwickeln von dünnem isoliertem Draht entstandener Körper verwendet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 940 847.