Ein Geiger-Müller-Zählrohr (Bild 1) eignet sich zum Nachweis von Beta-Strahlung (Elektronen) und von Gamma-Strahlung (energiereiche elektromagnetische Strahlung). Allerdings wird die Gamma-Strahlung nicht vollständig, sondern nur zu einem geringen Prozentsatz registriert.
Aufbau und Wirkungsweise
Das Zählrohr besteht aus einem gasgefüllten Metallrohr, in dem
sich ein für die radioaktive Strahlung weitgehend durchlässiges
Fenster befindet. Im Inneren des Metallrohres
verläuft ein Metalldraht. Zwischen Metalldraht und Rohr wird eine
äußere Spannung angelegt. Das Rohr wird mit einer Kombination
verschiedener Gase gefüllt. Das Füllgas
kann durch die ankommende radioaktive Strahlung ionisiert werden. Man
verwendet häufig Argon, Xenon oder Methan.
Ein radioaktives Teilchen führt zur Ionisation eines oder mehrerer Füllgasatome. Die äußere Spannung wird so gewählt, dass es beim Vorhandensein von Ladungsträgern im Füllgas schlagartig zur Entstehung einer Elektronenlawine kommt und eine Gasentladung wie in einer Gasentladungsröhre einsetzt. Dadurch kommt es zu einem Stromstoß im Zählrohr, der durch Abgriff an einem äußeren Widerstand in einen Spannungsimpuls umgeformt und elektronisch weiter verarbeitet wird. Häufig erfolgt eine akustische Darstellung, sodass man die einzelnen radioaktiven Teilchen als "Knacken" in einem Lautsprecher wahrnehmen kann. Häufig erfolgt parallel dazu ein Zählen der Impulse.
Kurz nach dem Zünden der Gasentladung ist das Zählrohr für
den Empfang weiterer radioaktiver Teilchen unempfindlich, da sich noch
zu viele Ionen im Füllgas befinden. Um die Gasentladung selbsttätig
zu unterbrechen, wird neben dem Füllgas noch ein Löschgas
in das Zählrohr gebracht. Es ist auch möglich, die einmal in
Gang gekommene Gasentladung von außen durch Einschaltung eines hohen
Widerstandes zu beenden. In diesem Fall kann man auf die Beimengung eines
Löschgases verzichten. Solche Zählrohre sind heute allerdings
kaum noch in Gebrauch.