Demjén, Z.

Juhász, E.

English

Periodica Polytechnica (Budapest University of Technology and Economics)

-ÜBER DIE CHEMISCHEN PROBLEME DES AUFBAUS DER FÜR CHEMISCHE MESSUNGEN BESTIMMTEN, HALOGEN· GEFÜLLTEN GM ZÄHLROHRE Von E. JUHJsz und Z. DEl\iJEN Lehrstuhl für Physikalische Chemie der Technischen Universität, Budapest (Vorgetragen auf der Jubiläumskonferenz des Ver ",ins Ungarischer Chemiker, Budapest, Mai 1958) Wie bekannt, wird bei der Herstellung von selbstlöschenden, halogen-gefüllten GM Zählrohren zur Erreichung der selbstlöschenden Eigenschaften eine geringere Konzentration und absolute Menge an Gas (ungefähr um zwei Größenordnungen weniger) erfordert. Dieser Umstand hat zur Folge, daß die Betriebsspannung der mit Halogen + Edelgas gefüllten Rohre weit niedriger liegen kann (300-1000 V), als die der mit organischem Dampf + Edelgas gefüllten Rohre. Ein weiterer, recht wesentlicher Vorteil dieser Rohre besteht darin, daß das dissoziierte Halogenmolekül während des Auslösehens rekombiniert "wird, demzufolge die mit Halogen Edelgas gefüllten Rohre eine praktisch unbe-grenzte Lebensdauer haben. Halogene reagieren mit den meisten - zum Aufbau der Zählrohre erfor-derlichen - Stoffen äußerst heftig. Aus diesem Grunde wurde als Kathode der Zählrohre früher Wolfram, Tantal und Chromeisen angewendet. Das Auf-tragen von Wolfram und Tantal auf die innere Wand des Zählrohres ist jedoch äußerst schwierig. Durch Verwendung von Chromeisen als Kathode kann keine längere Lebensdauer der Rohre gesichert werden (sie beträgt weniger als ein halbes Jahr). Daher werden im Laufe der letzteren Jahre Versuche vorgenom-men, Kathodenüberzüge aus Zinnoxyd herzustellen. Es wurden nach dem bei uns ausgearbeiteten Verfahren mit Zinn-Siliziumoxyd-Kathoden versehene und mit Halogen als Löschgas gefüllte Zählrohre hergestellt und Messungen vorgenommen, um zu ermitteln, in welcher Weise sich die Plateaulänge und Plateausteilheit in Abhängigkeit von der Bromkonzentration ändert, wobei auch die _bderung der relativen Empfindlichkeit der Zählrohre mit der Bromkonzentration bestimmt wurde. Aus den, mit Edelgas gefüllten und mit Brom in überschüssiger Menge dauernd benetzten Rohren wurde das Brom durch Ausfrieren entfernt. Das Brom entweicht sehr langsam aus den Rohren, das vollständige Ausfrieren dauert mehrere Tage. LVlit der Zunahme der Ausfrierzeit nimmt die Brom-konzentration monoton ab. Da die Betriebscharakteristik (Plateaulänge, Steilheit) bei den Rohren binnen einer Stunde gemessen werden kann und sich 266 E. JUH~iSZ und Z. DEJIJES die Bromkonzentration während dieser Zeit nicht merkbar ändert, kann die Aufnahme der Plateaulänge und der Plateausteilheit während des Ausfrierens bei verschiedenen Konzentrationen durchgeführt werden. Derartige Messungen Ptateaubreile (Valt} 300 200 &0°00° 0 0 0 °0 0 roD 300 o 0 00 0 0 0 200 0 0 0 100 400 0 o 0 300 o 0 0 0 200 o 0 fOO 400 800 {200 1500 V Betriebsspannung • Abb. 1 sind in Abb. 1 und Abb. 2 dargestellt. Aus Abb. 1 ist ersichtlich, daß sich die Plateaulänge innerhalb der Meßfehler mit der Abnahme der Bromkonzentra-tion nicht verändert. Die Plateausteilheit (siehe Abb. 2) nimmt bei Abnahme P/ctF?cuneigung %/100 V 15 fO 5 15 {O 5 o 0 0 {5 {O 5 400 o o 0 o 0 o 0 ~ 800 1200 1500 V Belriebsspannung Abb. 2 der Bromkonzentration zuerst ab, um bei weiterer Herabsetzung der Konzen-tration wieder anzusteigen. Diese Meßergebnisse stehen im Gegensatz zu diesbezüglichen Mitteilungen der Literatur (siehe z. B. A. L. WARD, A. D. KRUMBEIN, Rev. Sei. Inst. 26, 341 [1955J. Nach den Angaben in der Literatur nimmt die Plateaulänge mit der Abnahme der Chlorkonzentration monoton ab, während die Plateausteilheit monoton zunimmt. ÜBER DIE CHEMISCHES PROBLEJIE DER HALOGKYGEFCLLTES G-'[ ZA"HLROHRE 267 Da Halogene elektronegative Gase bilden, können unsere Meßergebnisse theoretisch unterstützt werden. Durch Herabsetzung der Bromkonzentration bis zu einem gewissen Grade, wird die Steilheit nämlich dadurch verbessert, daß auch die Konzentration der elektronegativen Verunreinigung abnimmt. Bei 'weiterem Abfall der Bromkonzentration nimmt die Plateausteilheit wieder zu, da die Löscheigenschaften des Rohres durch Abnahme der Löschgaskon-zentration bereits beeinträchtigt wurden. Die Abhängigkeit der Empfindlichkeit von der Bromkonzentration 'wurde in der Weise untersucht, daß die Anzahl der durch das Rohr in der ~ Qi-~ '" .§" 4000 3000 1000 '100 800 f200 1600 V Betriebsspannung Abb. 3 Zeitenheit gemessenen Impulse, bei konstanter Bestrahlungsintensität be-stimmt wurde, wobei die Bromkonzentration durch Ausfrieren herabgesetzt wurde. Die ~Ießergebnisse wurden in Abb. 3 dargestellt. Mit Zunahme der Ausfrierzeit (also bei AJmahme der Bromkonzentration) wächst die Anzahl der gezählten Impulse zuerst allmählich, später aber immer steiler an. Diese Erscheinung findet ihre Erklärung darin, daß die Anzahl der elektro-negativen Gasionen bei abnehmender Bromkonzentration immer mehr ab· nimmt, demzufolge das Rohr in steigendem Maße auch diejenigen Teilchen anzeigt, die im Rohre verhältnismäßig 'wenig Ionenpaare erzeugten. Die Zunahme der Empfindlichkeit wird durch den Umstand begrenzt, daß bei Abnahme der Bromkonzentration die Anzahl der löschenden Moleküle 268 E. JUH-4SZ und Z. DEMJES dermaßen verringert wird, daß der Betrieb des Rohres instabil "\Vird und eine konstante Gasentladung zustande kommt. Den Meßergebnissen zufolge erreicht der Wirkungsgrad der halogengefüllten GM Zählrohre - bei Bromkonzentra-tionen, die zum stabilen Funktionieren gerade noch ausreichen - 90% des Wirkungsgrades gleichdimensionierter, mit organischem Füllgas funktionie-render GM Zählrohre. Durch obige Untersuchungen wurden Mittel und Wege geschaffen, die günstigste Plateausteilheit bei gegebener Rohrgeometrie und Edelgasfüllung einzustellen, die verhältnismäßig die geringsten Spannungsstabilitätsansprüche an die - zum Betrieb dieser halogengefüllten Zählrohre erforderliche - Gleich-spannung stellt. Anderseits 'wiederum wird die Herstellung solcher halogengefüllter yleßrohre ermöglicht, die ein großes Ansprechvermögen aufweisen, u. a. auch zur Messung von sogar geringen Mengen strahlende Substanz enthaltenden Lösungen geeignet sind, wobei sie auch die bekannten günstigen Eigenschaften der halogengefüllten Rohre behalten. Zusammenfassung ::rIit Edelgas gefüllte G::rI Zählrohre, die mit halogen Löschgas funktionieren, haben praktisch eine unbegrenzte Lebensdauer. Diesem Vurteil gegenüber besteht aber bei der Konstruktion solcher Zählrohre der Nachteil. daß Halogene mit den, zum Aufbau der Rohre allgemein verwendeten Stoffen reagieren, und daß der ~um Betrieb erwünschte Wert der -beim Anfüllen eingestellten - Halogenkonzentration daher etwas sinkt. Demzufolge ist die Anwendung von sp';;zie11.en Katoden- ti'nd Anodenstoffen erforderlich. Einer von diesen Katoden. stoffen, der sich gut bewährte und auch in der Praxis Anwendung findet, ist: Sn02' ::\Iit diesem Katodenstoff haben wir eine Röhrenserie zur ::\fessung der Aktivität von Flüssigkeiten hergestellt. Es wurden Messungen bezüglich der Abhängigkeit der Plateaulänge, der Plateausteilheit sowie der relativen Empfindlichkeit von der Bromkonzentratiun vorge-nommen. Dabei wurde festgestellt, daß die Plateaulällge bei Anderung der Bromkonzentra-tion praktisch unverändert bleibt, während der Wert der Plateausteilheit ein Minimum auf· weist. Bei Herabsetzung der Bropkonzentration steigt die relative Empfindlichkeit steil an. ::\Iit Hilfe einer auf Grund obiger Uberlegungen entsprechend eingestellten Bromkonzentration können halogengefüllte G::\f Zählrohre mit Eigenschaften angefertigt werden, die für chemisch· meßteehnische Zwecke yöllig geeignet sind. Literatur WILKI:\'SON, D. H.: Phys. Rev. 74, 1417 (1948). LAUTERJUNG, K. H.: Z. Naturforschung 7a, 344 (1952). WARD, A. L. and KROIBEIN, A. D.: Re'\'. Sei. lnst. 26, 341 (1955). E. JUH • .\SZ I B XI B d ki' 8 U Z D • udapest ., u afo . ut , ngarn. • EMJEN 

ÜBER DIE CHEMISCHEN PROBLEME DES AUFBAUS DER FÜR CHEMISCHE MESSUNGEN BESTIMMTEN, HALOGEN- GEFÜLLTEN GM ZÄHLROHRE

https://pp.bme.hu/ch/article/download/3713/2818

ÜBER DIE CHEMISCHEN PROBLEME DES AUFBAUS DER FÜR CHEMISCHE MESSUNGEN BESTIMMTEN, HALOGEN- GEFÜLLTEN GM ZÄHLROHRE

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Periodica Polytechnica (Budapest University of Technology and Economics)