Advent, Advent, 1 Monat weihnachtliche Laufzeit geschenkt.

Nicht bis zur Bescherung warten, Aktion nur gültig bis zum 18.12.2016!

Textversion des Videos

Transkript Geigerzähler – Messen der Radioaktivität

Hallo und herzlich willkommen zur Physik mit Kalle. Wir machen weiter mit der Atomphysik und wollen uns heute mal den Geigerzähler genauer ansehen. Wir lernen heute, was ein Geigerzähler ist, wie er funktioniert, was man mit einem Geigerzähler eigentlich misst und was die "Aktivität" einer radioaktiven Stoffmenge ist und was ihre Einheit ist. Für dieses Video könnte es hilfreich sein, wenn Ihr bereits das Video über die Alpha- Beta- und Gammastrahlung gesehen habt, denn dort wird kurz das Ionisationsvermögen behandelt.   So, und dann wollen wir mal. Was ist denn nun ein Geigerzähler? Der Geigerzähler wurde von dem Physiker Hans Geiger erfunden und dann später von seinem Assistenten Walther Müller noch mal wesentlich verbessert. Er ist ein Messgerät für ionisierende Strahlung. Unten seht ihr 3 Beispiele für gängige Geigerzähler. Meistens besteht ein Geigerzähler aus einem Rohr, dass auf die Probe gehalten wird und einem Kasten mit irgendeiner Art von Zählmechanismus, oft einem Lautsprecher oder einer LCD-Anzeige. Da im Rohr die eigentliche Messung stattfindet, sagt man oft auch Geiger-Müller-Zählrohr. So, aber wie funktioniert denn nun so ein Zählrohr? Das wollen wir uns jetzt mal genauer ansehen. Unten sehr Ihr eine sehr einfache Skizze eines Geigerzählers. Das Rohr, das im Bild grün umrandet ist, ist abgedichtet und wird mit einem Edelgas gefüllt. Außerdem hat es in der Mitte einen Draht und es wird dazwischen eine Spannung so angelegt, dass das Rohr die Kathode und der Draht die Anode ist. An der Vorderseite des Rohres, im Bild grau, ist ein strahlungsdurchlässiges Fenster, damit die von uns zu untersuchende Strahlung auch in das Zählrohr eindringen kann. Was nun passiert, ist Folgendes: Es dringt Strahlung in das Rohr ein und trifft auf die dort vorhandenen Edelgasatome. Wie wir bereits wissen, hat radioaktive Strahlung ein gewisses Ionisationsvermögen. Das heißt, sie ist in der Lage Elektronen aus Atomen herauszuschlagen. Durch die zwischen Rohr und Draht anliegende Spannung werden diese freien Elektronen nun auf den Draht hin beschleunigt, so dass ein kleiner Strom fließt. Deshalb verwendet man im Zählrohr übrigens ein Edelgas. Edelgase haben bereits ideale Elektronenkonfigurationen und sind nicht daran interessiert zusätzliche Elektronen aufzunehmen, so dass die freien Elektronen ungehindert bis zum Draht beschleunigt werden können. Man kann die Spannung auch erhöhen, so dass die Elektronen unterwegs noch mehrere Elektronen rausschlagen. Damit erhält man einen größeren, stärkeren Impuls, der besser zu zählen ist. So, aber was zählt denn ein Geigerzähler jetzt eigentlich? Das hängt ganz davon ab wie viel Spannung ich anlege. Ich kann die Spannung entweder so einstellen, dass nur die von der Strahlung direkt herausgeschlagenen Elektronen den Draht erreichen und dann den Strom messen. Dadurch erfahre ich etwas über die Energiemenge der untersuchten Strahlung. Ich kann die Spannung aber auch deutlich höher stellen. Dann erhalte ich über die Elektronenkaskaden ein deutliches Signal zu jedem Ionisationsvorgang und das ist der Bereich, in dem der Geigerzähler meistens verwendet wird. Er ist dann oft mit einem Lautsprecher gekoppelt und jedes dieser Ereignisse wird durch ein Knacksen wiedergegeben. Ihr habt das vielleicht schon Mal in einem Film gehört. Wenn man eine Probe, die nicht stark radioaktiv untersucht ist, klingt der Geigerzähler ungefähr so. Richte ich das Zählrohr dagegen auf eine stark radioaktive Probe, dann erhalte ich ungefähr so einen Klang. In dieser Einstellung liefert mein Geigerzähler mir also Informationen zur Anzahl der Zerfälle des radioaktiven Stoffes. Man sagt auch zu seiner Aktivität. Da wir uns die Aktivität eines radioaktiven Stoffes noch gar nicht angeschaut haben, wollen wir sie uns mal kurz genauer ansehen. Als Aktivität einer radioaktiven Stoffmenge bezeichnet, bezeichnet man die Anzahl der Kernzerfälle, die in dieser Stoffmenge pro Sekunde stattfindet. Für die Aktivität wird normalerweise das Formelzeichen A verwendet und die Einheit der Aktivität ist nach ihrem Erfinder benannt, nämlich nach Henri Becquerel. Die Definition der Einheit Becquerel ist relativ einfach. Eine Probe, die einen Zerfall pro Sekunde aufweist, hat die Aktivität ein Becquerel. So, wir wollen noch mal zusammenfassen, was wir heute gelernt haben. Ein Geigerzähler ist ein Messgerät für ionisierende Strahlungen. Die einfallende Strahlung erzeugt im Zählrohr freie Elektronen, die zur Anode hin beschleunigt werden, wodurch ein Strom fließt. Ein Geigerzähler kann entweder Informationen zur Energie der einfallenden Strahlung oder zur Anzahl der Zerfälle pro Sekunde liefern. Die Anzahl der radioaktiven Zerfälle, die in einer Stoffmenge pro Sekunde stattfinden, nennt man auch die Aktivität A dieser Probe. So, das war's schon wieder für heute. Ich hoffe, ich konnte Euch helfen. Vielen Dank für's Zuschauen. Bis zum nächsten Mal. Euer Kalle.  

Informationen zum Video
7 Kommentare
  1. Default

    danke hat mir sehr geholfen :D !

    Von Ralf 2, vor 11 Monaten
  2. Default

    Sehr Gutes Video!Danke!

    Von Liniti, vor etwa einem Jahr
  3. Default

    Gutes Video! danke!

    Von Fabiansteger, vor fast 2 Jahren
  4. Default

    Perfekte Erklärung - danke! :)

    Von Martinetzelstorfer, vor fast 2 Jahren
  5. Default

    Abstraktes gut erklärt.

    Von Dw 69, vor mehr als 2 Jahren
  1. Default

    Nach Neuladen war es dann doch da..

    Von Deleted User 34089, vor fast 5 Jahren
  2. Default

    Hallo das Video ist leider fehlerhaft, da das Bild die ganze Zeit nur weiss bleibt.
    Mfg

    Von Deleted User 34089, vor fast 5 Jahren
Mehr Kommentare