1. Geiger-Müller (G-M)-Zähler :Dies ist ein weithin bekanntes Instrument zur Erkennung ionisierender Strahlung, einschließlich Gammastrahlen und Röntgenstrahlen. Es besteht aus einem mit einem Niederdruckgas gefüllten Metallrohr und einer zentralen Drahtelektrode. Wenn ionisierende Strahlung in die Röhre eindringt, führt sie zu einer Ionisierung der Gasmoleküle. Die dabei entstehenden freien Elektronen und Ionen werden in Richtung der Elektroden beschleunigt und erzeugen so ein messbares elektrisches Signal. Die Intensität des Signals ist proportional zur Menge der erfassten Strahlung.
2. Szintillationsdetektor :Szintillationsdetektoren verwenden ein Material, das Szintillation zeigt, einen Prozess, bei dem Strahlungswechselwirkungen Lichtblitze erzeugen. Die häufigsten Szintillationsmaterialien sind anorganische Kristalle wie Natriumiodid (NaI) oder organische Flüssigkeiten oder Kunststoffe. Wenn Strahlung in den Szintillator eintritt, interagiert sie mit den Elektronen des Materials und regt sie auf höhere Energieniveaus an. Wenn die Elektronen in ihren Normalzustand zurückkehren, geben sie ihre Energie in Form von Lichtphotonen ab. Diese Photonen werden von einer Photovervielfacherröhre erfasst, in elektrische Signale umgewandelt und dann zur Messung verstärkt.
3. Ionisationskammer :Eine Ionisationskammer ist eine gasgefüllte Kammer mit zwei Elektroden, die eine direkte Messung der Ionisation des Gases durch Strahlung ermöglicht. Wenn ionisierende Strahlung in die Kammer eindringt, erzeugt sie Ionenpaare (freie Elektronen und Ionen) im Gas. Diese Ladungsträger werden durch das zwischen den Elektroden angelegte elektrische Feld getrennt, wodurch ein messbarer elektrischer Strom entsteht. Die Stärke des Stroms ist proportional zur Intensität der Strahlung.
4. Proportionalzähler :Ein Proportionalzähler ist eine fortschrittliche Art von Ionisationskammer, die in einem bestimmten Spannungsbereich arbeitet. Bei einem Proportionalzähler führen die primären Ionisationsereignisse zu sekundären Ionisationen, was zu einer Verstärkung des anfänglichen Signals führt. Dies ermöglicht die Erkennung geringerer Strahlungswerte im Vergleich zu Standard-Ionisationskammern.
5. Halbleiterdetektor :Halbleiterdetektoren, die üblicherweise aus Materialien wie Silizium (Si) oder Germanium (Ge) bestehen, basieren auf der Bildung von Elektron-Loch-Paaren, wenn Strahlung mit dem Halbleiter interagiert. Diese Ladungsträger werden durch eine angelegte Spannung getrennt und erzeugen ein elektrisches Signal. Halbleiterdetektoren können eine hervorragende Energieauflösung bieten und ermöglichen so die Unterscheidung zwischen verschiedenen Strahlungsarten.
6. Flüssigkeitsszintillationszähler :Flüssigszintillationszähler dienen zur Messung der Radioaktivität von Proben, die in einem Flüssigszintillator gelöst oder suspendiert werden können. Die Probe wird mit dem Szintillator vermischt und wenn Strahlung mit der Flüssigkeit interagiert, erzeugt sie Lichtblitze. Diese Blitze werden von Photomultiplierröhren erfasst und zur Analyse in elektrische Signale umgewandelt.
Dies sind einige der am häufigsten verwendeten Instrumente zum Nachweis radioaktiver Materialien, es gibt jedoch auch andere Spezialinstrumente, die für bestimmte Anwendungen und Umgebungen entwickelt wurden. Die Wahl des Instruments hängt von Faktoren wie der Art der detektierten Strahlung, der erforderlichen Empfindlichkeit und den spezifischen Anforderungen des Messszenarios ab.