DENEX Detektoren für Neutronen GmbH
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Arbeitsprinzip eines DNX-Detektors
Ein DNX-Detektor ist im Prinzip wie ein elektrischer Plattenkondensator aufgebaut. Zur Detektion eines Photons bzw. Neutrons nutzt man die Interaktion eines Gases. Zur Erzielung eines ausreichenden Ansprechvermögens müssen Detektoren für die Messung von höherenergetischen Photonen Füllgase mit hinreichend großem Absorptionsvermögen aufweisen. Zum Nachweis von Neutronen werden spezielle Gasfüllungen verwendet, in denen besonders stark ionisierende Sekundärteilchen freigesetzt werden.



Bild 1: Prinzip der Gasverstärkung


Bild 2: Aufbauprinzip der DNX-1D-Detektoren

Das ankommende Photon oder Neutron wird von dem Gas im Detektor absorbiert. Der Effekt, der durch die Absorption entsteht, ist die lokale Ionisation des Gases, die zu Elektronen und positiven Ionen führt. Wird an den sich parallel und in kleinem Abstand gegenüberstehenden Elektroden eine Spannung angelegt, baut sich zwischen ihnen ein homogenes elektrisches Feld auf. Tritt nun ein Photon in den Luftraum zwischen den Elektroden, so werden durch einen Stoß mit den Gasmoleküle längs seiner Trajektorie positive und negative Ladungsträger erzeugt, die von den entgegengesetzt geladenen Elektroden angezogen werden. Der dadurch entstehende Ladungsstoß kann als elektrischer Impuls gemessen werden. Während im Plattekondensator, nur die direkt oder indirekt erzeugten Ladungsträger zur Messung beitragen, wird im Proportionaldetektor ein Verstärkungseffekt genutzt, der auf der Vervielfachung dieser Ladungen im Gasraum beruht.

Ein primär freigesetztes Elektron erzeugt damit eine Lawine von Sekundärelektronen, so dass durch ein Photon oder ein Neutron letztlich eine sehr viel größere Anzahl an Ladungsträgern entsteht, als der primär Ionisation entspricht. Als Messsignal werden praktisch nur die, infolge der Gasverstärkung leicht beweglichen Elektronen, die kurzweilige Impulse verursacht haben, genutzt. Proportionaldetektoren dienen deshalb überwiegend zur Impulsmessung, wobei die Proportionalität zwischen Impulshöhe und Primärionisation eine Unterscheidung nach Art und Energie der Strahlung ermöglicht.

Normalerweise wird durch die Installation neben einander liegender Zählrohre, ein dimensional ortempfindlicher Proportionaldetektor aufgebaut, der die Streuung von Photonen oder Neutronen erfassen kann. Ein DNX-Detektor vereint die einzelnen Zählrohre zu einem proportionalen Zählrohr und verbindet die einzelnen Kathoden durch eine Delay line.



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