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Differentialdosimeter zur Feststellung der Menge und der Durchdringungsfähigkeit
eines sehr kurz andauernden Kathodenstrahlstoßes Um die Wirksamkeit von Kathodenstrahlen
zu bestimmen und zu bemessen, ist es notwendig, Intensität und Durchdringungsfähigkeit
der verwendeten Kathodenstrahlen zu kennen. Zur Bestimmung dieser Größen bei kontinuierlich
ausgesandten Kathodenstrahlen stehen Meßgeräte zur Verfügung, die nach dem Prinzip
der Ionisationskammern arbeiten oder bei denen die in dem Kathodenstrahl transportierte
Elektrizitätsmenge absorbiert und mit Hilfe eines Elektrometers gemessen wird oder
bei denen Einrichtungen verwendet werden, die ihre physikalischen Eigenschaften,
wie z. B. ihre Leitfähigkeit, unter dem Einfluß der Bestrahlung ändern. Alle diese
Meßmethoden versagen jedoch, wenn man die Intensität und Durchdringungsfähigkeit
von sehr raschen Kathodenstrahlen bestimmen will, die mit Stoßspannungsanlagen erzeugt
werden. Man bedarf zu diesem Zweck solcher Meßinstrumente, mit denen wegen der nicht
genau zu reproduzierenden Kathodenstrahlstöße eine Messung innerhalb einer einzigen
sehr kleinen Zeitspanne von etwa Io-3 bis IO-5 Sek. vorgenommen werden känn und
mit denen es aus demselben Grunde möglich sein muß, sowohl die in einem Kathodenstrahlstoß
transportierte Elektrizitätsmenge als auch seine Durchdringungsfähigkeit gleichzeitig
zu messen. Es scheiden also wegen der Trägheit der lonisationskammern alle auf diesem
Prinzip aufgebauten Meßinstrumente aus. Aber auch wegen der unübersehbaren Verhältnisse,
die durch die starke Ionisation, erzeugt durch den hohen Spannungsstoß, und die
daraus resultierenden Raumladungs- und Rekombinationseffekte hervorgerufen werden,
sind Ionisationskammermeßgeräte für r, diesen Zweck unbrauchbar.
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Andere Geräte, auf dem Absorptionsprmzip fußend, mit denen es möglich
wäre, die Elektrizitätsmenge in einem Kathodenstrahlstoß zu messen, sind deshalb
für den hier angegebenen Zweck nicht zu gebrauchen, da man mit ihnen nicht in der
Lage ist, gleichzeitig auch die D urchdringungsfähigkeit der Kathodenstrahlen zu
bestimmen.
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Der Fortschritt der den Gegenstand der Erfindung bildenden Anordnung
besteht nun darin, daß man gleichzeitig die Ladungsmenge und die Durchdringungsfähigkeit
ein und desselben, sehr kurz dauernden Kathodenstrahlstoßes messen kann. Es ist
dazu erforderlich, Auffänger zu verwenden, bei denen eine Rückentladung oder ein
Ausgleich der Ladungen unmöglich gemacht ist, so daß nach erfolgtem Kathodenstrahlstoß.
eine der in dem Kathodenstrahlstoß transportierten
Elektrizitätsmenge
jederzeit proportionale Ladungsmenge am Elektrometer registriert wird. Diese Aufgabe
erfüllen die bekannten Lenard-Kondensatoren. Das an sich bekannte Meßprinzip des
Instruments nach der Erfindung ist folgendes: Einer der beiden verwendeten Lenard-Kondensatoren
ist der Strahlung direkt ausgesetzt und mißt somit die gesamte Strahlungsmenge Q.
Vor den anderen Lenard-Kondensator ist ein Absorptionsschirm gebracht, so daß auf
diesen nichtmehr die umsprüngliche Menge Elektronen auftreffen, sondern eine dem
Absorptionsverlust in dem vorgelagerten Schirm entsprechend geringere Anzahl Elektronen,
die jedoch stets einen konstanten Bruchteil der vom direkt bestrahlten Lenard-Kondensator
aufgefangenen Anzahl Elektronen ausmacht. Das Verhältnis dieser beiden Ladungsmengen
ist bei konstanter Dicke des Absorptionsschirmes ein Maß für die Durchdringungsfähigkeit
der einfallenden Kathodenstrahlen.
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Eine Beziehung der beiden Elektrometerangaben läßt sich nun auf verschiedene
Art entweder durch Rechnung oder durch mechanische Anordnungen automatisch herstellen.
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Wie leicht nachgewiesen werden kann, ist aus der Differenz der beiden
Ladungsmengen A Q und der Ladungsmenge des nicht abgeschirmten Lenard-Kondensators
Q0 die Durchdringungsfähigkeit - der Kathodenstrahlen zu entnehmen.
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Gemäß- der Erfindung werden nun die beiden Elektrometerangaben mit
besonderem Vorteil dadurch zueinander in bezug gebracht, daß man einen Infiuenzierungskondensator
einschaltet, der mittels der von dem unabgeschirmten Lenard-Kondensator herrührenden
Ladung die am Elektrometer des abgeschirmten Lenard-Kondensators auftretende Spannung
kompensiert. Dadurch wird auch die Genauigkeit in der Bestimmung der Durchdringungsfähigkeit
noch gesteigert. Man kann durch geeignete Wahl des Absorptionsschirmes und der Empfindlichkeit
des Elektrometers erreichen, daß die Kompensation gerade bei der zu erwartenden
Kathodenstrahlgeschwindigkeit eintritt, sq daß in dem Bereich kleine Abweichungen
von der gewählten. Bezugsgeschwindigkeit große Ausschläge am Elektrometer hervorrufen.
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In der Abbildung-ist die Anordnung gemäß der Erfindung in schematischer
Weise dargestellt. ZlundZ2 sind die beidenLenard-Kondensatoren, A der Absorptionsschirm.
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J ist der Infiuenzierungskondensator, der bei geschlossenem Schalters
und offenemSchalterms1 die gewünschte Kompensation amElektrometer E1 hervorruft.
Die bei elektrostatìschen Messungen notwendigei Abschirmungen sind in der Abbildung
weggelassen.
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Bei dem Dosimeter nach der Erfindung ist es auch möglich, durch geeignete
Schaltung die von Zj und Z angezeigten Spannungen in ihrer Größe und ihrem Verhältnis
mittels eines einzigen Elektrometers zu messen. Die Spannungen Et und EB können
ferner anstatt mit Elektrometern auch in an sich bekannter Weise mit Elektronenröhren
in geeigneter Schaltung gemessen werden.
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Falls die Verteilung der Intensität der Kathodenstrahlen bei einem
sehr breiten Kathodenstrahlbündel in der Ebene der beiden ZellenZ, und Z nicht ausreichend
gleichmäßig ist, so erweist es sich als vorteilhaft, -die Zellen in der Strahlrichtung
hintereinander anzuordnen, so daß die erste Zelle 'für die zweite als Absorptionsschirm
dient.
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Damit ist der notwendigen Forderung, daß derselbe Kathodenstrahl nacheinander
auf die Zellen fällt, auch bei ungleicher Verteilung der Intensität der Kathodenstrahlen
Genüge getan.