Praktikum 2

Question 1

Wie lautet die Zielsetzung des Versuchs?

Answer 1

Ziel ist es auf Basis einer Ionisationskammer, anhand eines Plattenkondensators die Funktionsweise eines Dosimeters zu erarbeiten. Das wird dann auf Messungen mit handelsüblichen Dosimetern übertragen.
Weiterhin soll der Einfluss verschiedener Röntgenparameter auf die emmitierte Ionendosis eines Schulröntgengerätes untersucht werden.

Question 2

Wie ist ein Röntgengerät aufgebaut?

Answer 2

Aus einer Röntgeneinrichtung:
- Röntgenröhre
- Hochspannungsgenerator
Die Röntgenröhre besteht aus:
- Elektronenquelle (Kathode)
- Bremskörper (Anode)
- Glaszylinder mit Hochvakuum

Question 3

Erklären Sie die Vorgänge in Verbindung mit dem technischen Aufbau einer Röntgenröhre.

Answer 3

• > Röhren werden durch zwei Stromkreise versorgt:
• Heizstromkreis (für Kathode)&raquo_space; freie Elektronen werden durch Glühemission erzeugt
• Hochspannungsstromkreis&raquo_space; beschleunigung der erzeugten freien Elektronen
• > Abbremsung der grad beschleunigten Elektronen durch thermisch stark belastbares Anoden(Target)- Material hoher Ordnungszahl

Question 4

Was geschieht durch die Abbremsung der Elektronen durch das Anodenmaterial?

Answer 4

Durch die Abbremsung der Elektronen im Coulomb-Feld der Kerne, verliert das Elektron je nach Abstand zum Kern einen Teil seiner Kinetischen Energie.
Die Energiedifferenz wird als Bremsstrahlung mit einem Kontinuierlichem Energiespektrum emittiert.

Question 5

Wie kann man die Bremsstrahlung noch bezeichnen?

Answer 5

Röntgenbremsstrahlung

Question 6

Beschreiben Sie das Geschehen in einer Ionisationskammer!

Answer 6

Detektormedium:&raquo_space;Luft unter Normaldruck
-> elektrisches Feld zwischen den Elektroden bewirkt, dass die durch ionisierende Strahlung erzeugten positiven Ionen von Kathode abgesaugt werden und die Elektronen zur Anode driften. Die Spannung liegt im Sättigungsbereich

Question 7

Wie definiert sich der Sättigungsbereich?

Answer 7

Die Spannung des Hochspannungsstromkreises wird so gewählt, dass alle durch Strahlung entstandenen Ionen und Elektronen die ELEKTRODEN erreichen

Question 8

Welche verschiedenen Ionisationskammern gibt es und wie unterscheiden sich diese?

Answer 8

Je nach Messprinzip unterscheidet man verschiedene Arten:

• Stromkammern (mittlerer Ionisationsstrom)
• Integrationskammern (in bestimmter Zeit gesammelte elektrische Ladung
• Impulskammern (Einzelimpulse)

Question 9

Wie und was wird mit einer Stromkammer gemessen?

Answer 9

• durch kontinuierliches Absaugen der in einer Ionisationskammer gebildeten Ladungsträger entsteht ein mittlerer Ionisationsstrom
• bei konstanter Einstrahlung wächst die Stromstärke I zunächst annähernd linear mit der Kammerspannung U und erreicht schließlich einen konstanten Wert, die Sättigungsstromstärke I_s

Question 10

Wie lautet die Formel für die Kammerspannung U?

Answer 10

U ~ I/sqrt(1 - I/I_s)

Question 11

Wie ist die Ionendosisleistung definiert?

Answer 11

• ist die Ableitung der Ionendosis nach der Zeit:
  j=dJ/dt
  oder aber auch Ionendosis pro Zeit

Question 12

Wie ist die Ionendosis definiert?

Answer 12

• ist die Ableitung der Ladung anch der Masse:
  J=dQ/dm
  oder aber auch Ladung pro Masse

Question 13

Wie entsteht der Ionisationsstrom und wie wird er gemessen?

Answer 13

Die eingesetzte Röntgenstrahlung ionisiert einen Teil des Gasvolumens zwischen zwei Kondensatorplatten in der Ionisationskammer. Legt man eine Spannung an die Platten, dann werden die gebildeten positiven und negativen Ladungsträger zu den Paltten gezogen und entladen sich dort. Dem Ionenstrom im inneren des Plattenkondis entspricht ein Ionisationsstrom im äußeren Stromkreis, er wird über einen Elektrometerverstärker gemessen

Question 14

Was ergibt die Schaltung zur Aufnahme der Sättigungscharakteristik?

Answer 14

Die gesamte Schaltung ergibt ein Dosimeter, wobei die bei einer Ladungsmessung ermittelte Ionisationsladung der Dosis proportional ist, während der bei der Strommessung ermittelte Ionisationsstrom der Dosisleistung proportional ist