Eine Ionisationskammer ist ein Gerät zur Messung ionisierender Strahlung, das auf dem Prinzip der Ionisation von Gasen basiert. Der Aufbau besteht in der Regel aus einem zylinder- oder kubusförmigen Gehäuse, das mit einem Gas wie Luft oder Argon gefüllt ist. Im Inneren der Kammer befinden sich Elektroden, typischerweise eine Anode und eine Kathode, zwischen denen eine elektrische Spannung angelegt wird, um ein elektrisches Feld zu erzeugen.
Wenn ionisierende Strahlung in die Kammer eindringt, ionisiert sie die Gasatome, wodurch freie Elektronen und positiv geladene Ionen (Kationen) entstehen. Diese geladenen Teilchen werden durch das elektrische Feld in Richtung der entsprechenden Elektroden beschleunigt: Die Elektronen bewegen sich zur Anode, während die positiven Ionen zur Kathode wandern. Dieser Prozess erzeugt einen kleinen elektrischen Strom, der proportional zur Menge der einfallenden Strahlung ist. Dieser Strom oder die gesammelte Ladung wird von einem Messgerät erfasst und ausgewertet, was eine quantitative Bestimmung der Strahlungsintensität ermöglicht. Die Anzahl der erzeugten Teilchenpaare hängt vom Gas bzw. der Ionisationskonstante ab.
Der genaue Bezug zwischen dem gemessenen Strom in einer Ionisationskammer und der Strahlungsdosis wird durch die Kalibrierung und spezifische Korrektionsfaktoren hergestellt. Dazu wird Ionisationskammer vorab mithilfe von Referenzstrahlungsquellen kalibriert, deren Dosisleistung genau bekannt ist. Dies geschieht in einem kontrollierten Laborumfeld, oft unter Aufsicht nationaler Normungsinstitute. Der Kalibrierungsfaktor (in Einheiten von Coulomb pro Gray oder C/Gy) stellt den Bezug zwischen der elektrischen Ladung, die von der Kammer erzeugt wird, und der bekannten Dosisleistung her. Während der Messung wird die von der Strahlung verursachte Ladung (in Coulomb) gemessen und zur Berechnung der Dosis abschließend mit dem kammerspezifischen Kalibrierfaktor multipliziert. In der Praxis muss dieser Wert nochmals korrigiert werden. Die genauen Hintergründe und das Vorgehen dazu findet ihr auf unserer Seite zur praktischen Absolutdosimetrie.
Die Vorteile von Ionisationskammern liegen in ihrer Genauigkeit und Robustheit. Sie ermöglichen präzise Messungen der Strahlungsintensität und liefern kontinuierliche Messwerte in Echtzeit. Allerdings sind sie weniger empfindlich gegenüber sehr niedrigen Strahlungspegeln im Vergleich zu anderen Detektortypen wie Geiger-Müller-Zählrohren oder Szintillationszählern.
In der Medizin werden Ionisationskammern in erster Linie zur Qualitätskontrolle von Linearbeschleunigern und Röntgenmodalitäten sowie der Überwachung der Dosisleistung in Strahlenschutzbereichen eingesetzt.