Ionisationskammer und Ionendosis
Die Messung der Ionendosis mittels Ionisationskammer
Röntgenstrahlung kann man auf unterschiedliche Art und Weise messen. Zum Beispiel auch in einer Ionisationskammer.
Die Ionisationskammer ist im Prinzip ein Plattenkondensator, der so angeordnet ist, dass die Röntgenstrahlung zwischen den Platten eindringen kann. An den Kondensator liegt dabei eine Spannung an. Durch die ionisierende Wirkung der Röntgenstrahlung entstehen zwischen den Kondensatorplatten Ladungsträger positiver und negativer Ladung, welche dann aufgrund der Spannung an eine Elektrode wandern und somit einen Strom bewirken, der gemessen wird. Hier ist das anliegende elektrische Feld nicht so stark, dass sich Ionen infolge von Stoßprozessen bilden können, was eine direkte Messung der durch die ionisierende Strahlung entstandenen Ladungsträger zur Folge hat.
Messgeräte wie die Ionisationskammern bestimmen die Ionendosis. Darüber kann man die Energiedosis abschätzen, die Auskunft über die Strahlenbelastung gibt.
Die Ionendosis J ist eine physikalische Größe zur Messung ionisierender Strahlung. Sie bezeichnet die elektrische Ladung der Ionen gleichen Vorzeichens, die in Luft durch ionisierende Strahlung entstehen, geteilt durch die Masse der durchstrahlten Luft (Temperatur = 0°C; Luftdruck = 1013 hPa). Sie hat also die Dimension Ladung/Masse.
dQ ist die elektrische Ladung der Ionen eines Vorzeichen, die in Luft (L) in einem Volumenelement dV des Materials durch Strahlung gebildet wird.
Es gilt die Beziehung zwischen Ionisationsdosis (J) und Energiedosis (D):
wobei für Luft gilt: f = 35 Gy/(C/kg). Um also in Luft 1 Coulomb freier Ionen zu erzeugen, benötigt man die Energie von ca.
.
Zum besseren Verständnis: Für die Maßeinheit Coulomb gilt: Ein Coulomb = ein Ampere mal Sekunde also:
oder etwa 
Elementarladungen.
Damit gilt: 1 C/kg Ionendosis entspricht an der Luft ungefähr 35 J/kg Energiedosis. Im Strahlenschutz ist die Ionendosis in biologischem Weichgewebe bzw. wässrigen Lösungen von Bedeutung, hierfür gilt
.
Funktionsschema einer Ionisationskammer
- Die ionisierende Strahlung löst in einem Gasvolumen Ionisation aus.
- Bestandteile der Ionisationskammer:
- Messkammer mit zwei Elektroden
- Gleichspannungsquelle
- Amperemeter für die Messung des Ionisationsstromes
- Die Ionisationskammer arbeitet im Sättigungsbereich der I-U-Kennlinie, so dass alle Ionen zu den Elektroden abgesaugt werden.
- Sie wird in der Dosimetrie und Personendosimetrie zur Messung vor allem für Gamma- und Röntgenstrahlung benutzt.
Quelle: Wikipedia
