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Prinzip einer Freiluftionisationskammer

Ein nahezu paralleles Röntgenstrahlungsbündel tritt durch eine Blendenöffnung mit der Querschnittsfläche A in eine luftgefüllte offene Parallelplattenkammer ein und verläßt diese durch eine Austrittsöffnung. Die Achse des Strahlenbündels verläuft im Zentrum eines Plattenpaares, dessen obere Platte (HV) an ein höheres elektrisches Potential liegt als die unteren Platten (S-M-S). Das elektrische Feld zwischen den Platten dient dazu, die durch die Röntgenstrahlung über Sekundärelektronen erzeugten Ionenpaare abzuführen.

Die Ladungen fließen über die Messelektrode (M) ab, dessen Länge in Strahlrichtung das Ionensammelvolumen definiert. Die Schutzelektroden (S) sollen das elektrische Feld des Sammelvolumens homogen machen. Die Dimensionen der Kammer müssen so gewählt sein, dass für das Bezugsvolumen VB  (schraffierter Bereich) Sekundärelektronengleichgewicht (SEG) besteht. Unter SEG Bedingungen ist die Luftenergiedosis bis auf Bremsstrahlungsverluste gleich der Luftkerma. Die mit einer Freiluftkammer unter SEG Bedingungen gemessene Ionenladung kann mit Hilfe der Ionisierungskonstante für Luft (W/e = 33,97 J/C) in die Luft-Energiedosis umgerechnet werden. Damit wird der folgende Zusammenhang zwischen Luftkerma Ka und der pro Masseneinheit gemessenen Ladung Q/m erhalten:

Die Abweichungen einer realen von einer idealen Freiluftkammer werden durch das Produkt von Korrektionsfaktoren ki berücksichtigt.