Ein Teilchendetektor ist ein Messgerät um bewegte Moleküle, Atome oder Elementarteilchen nachzuweisen. Da mit Teilchendetektoren Teilchen mit äußerst gegensätzlichen Eigenschaften nachgewiesen werden, gibt es auch eine große Anzahl verschiedener Teilchen- und Strahlungsdetektoren für verschiedene Teilchen beziehungsweise Photonen und mit verschiedenen Wirkungsprinzipien.

Teilchendetektoren für Teilchen, die über die elektromagnetische Wechselwirkung mit Materie wechselwirken:

• Ionisationskammer: Hier wird der integrierte Strom gemessen, der durch ionisierende Strahlung erzeugt wird, ohne einzelne Teilchen nachweisen zu können.
• Geiger-Müller-Zählrohr: Zählt einzelne ionisierende Teilchen unabhängig von ihrer Art und Energie. Je nach Aufbau (Eintrittsfenster) und Füllgas für verschiedene Teilchen geeignet
• Dosimeter: Eine kleine Ionisationskammer zum Feststellen der Strahlungsenergie pro Kilogramm Körpergewicht, der eine Person in einem Kontrollbereich ausgesetzt war.
• Szintillationsdetektor: Ein Detektor, der die Eigenschaft verschiedener Materialien ausnützt, die beim Durchtritt ionisierender Teilchen erzeugte Anregung in Licht umzuwandeln. Das erzeugte Licht ist eine Funktion der vom Teilchen abgegebenen Energie. Der entstehende Lichtblitz wird mit einer Photozelle mit nachgeschaltetem Sekundärelektronenvervielfacher nachgewiesen.
• Cherenkovdetektoren: Ein Detektor, der den Effekt der so genannten Cherenkov-Strahlung ausnutzt. Es gibt verschiedene Ausführungen, angefangen von der Messung ob Licht ausgesendet wird (Schwellendetektor) bis zur Bestimmung von Richtung und Öffnungswinkel des Lichtkegels.
• Teilchendetektoren, die langsame Elektronen oder Ionen nachweisen: Die Teilchen lösen ein oder mehrere Elektronen in einer geeigneten Oberfläche aus, diese werden in einen Sekundärelektronenvervielfacher (beispielsweise Channeltron) vervielfacht und nachgewiesen
• Blasenkammern, die direkt Teilchenspuren mit Dampfbläschen, die durch Ionisationsverlust der Teilchen entstehen, sichtbar machen können.
• Funkenkammer
• Halbleiterdetektoren erzeugen elektrische Signale, wenn geladene Teilchen mit ihnen wechselwirken. Diese Signale können durch entsprechende Schaltkreise (z.B. Transistoren) direkt im Halbleiterdetektor verstärkt werden.

Teilchendetektoren für Teilchen, die nicht über die elektromagnetische Wechselwirkung mit Materie wechselwirken:

• Neutronendetektor:
  • Schnelle Neutronen werden über elastisch angestoßene geladene Teilchen (meist Protonen) nachgewiesen.
  • Langsame und thermische Neutronen werden durch geeignete Kernreaktionen (z.B. mit Bor-10) und Nachweis der dabei entstehenden geladenen Teilchen nachgewiesen.

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