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Come si utilizza il contatore geiger per misurare la radioattività

Il contatore geiger Muller è uno strumento che serve per rilevare la presenza di radioattività e per misurarne il suo livello di attività. In pratica il nostro prodotto consente di valutare con una buona precisione il livello di pericolosità di una sorgente radioattiva. In questo piccolo tutorial spieghiamo a grandi linee come si usa il contatore geiger,in particolare faremo riferimento alla serie professionale Guardian Ray. Se non possedete ancora uno di questi strumenti, vi preghiamo di prendere visione del catalogo e dei prezzi dei nostri contatori geiger made in Italy

Allora, per acquisire la necessaria confidenza con lo strumento, potete cominciare ad eseguire la misura della sorgente radioattiva più comune, ci riferiamo alla cosiddetta "radioattività di fondo naturale, presente praticamente dovunque nel nostro pianeta. La intensità di queste radiazioni ionizzanti in gran parte costituite da raggi gamma, è per fortuna comunque molto contenuta, e quindi non rappresenta assolutamente un pericolo per la salute. Se oggi possiamo vivere nella terra, lo dobbiamo allo schermo naturale che il nostro pianeta oppone ai raggi cosmici, costituito principalmente dal campo magnetico terrestre e dalla sua atmosfera, Grazie ad essi le pericolosissime radiazioni ionizzanti vengono prima deviate dal campo magnetico e poi assorbite in buona parte dalla atmosfera terrestre. Le poche particelle che riescono a raggiungere la terra dunque non rappresentano un serio pericolo.

La radioattività ambientale comprende diverse componenti, innanzitutto dipende dai raggi cosmici che arrivano costantemente nella Terra dallo spazio (in particolare dal sole), nella forma di raggi Gamma, ovvero radiazioni di pura energia a carattere ondulatorio prive di massa e pertanto con un elevato livello di penetrazione della materia. Poi sono presenti anche ulteriori radiazioni di diversa origine e natura (alfa,beta, gamma), in genere emesse da materiali naturali o artificiali che sono presenti nel terreno, nelle roccie che ci circondano, nei graniti, nel tufo, e anche nel sottosuolo sotto forma del temibile gas Radon che emette prevalentemente radiazioni di tipo Alfa. Poi ci sono anche i contributi dei materiali da costruzione, che nel loro impasto potrebbero contenere anche piccolissime tracce di minerali di uranio torio etc, che gli conferiscono una leggera radioattività di livello poco leggermente superiore al fondo naturale, pertanto che non dovrebbe essere pericolosa per la salute.


  emisione radiazioni alfa beta e gamma dall'atomo eccitato


Cominciamo allora le nostre prove, pertanto accendiamo il contatore geiger che immediatamente omincerà a misurare la radioattività circostante. Quindi se prendiamo nota dei risultati delle diverse rilevazioni riportate sul display dallo strumento, noteremo che i valori del fondo non risulteranno quasi mai uguali, anzi oscilleranno continuamente all'incirca da un minimo di: 0,10 ad un massimo di: 0,3 uSV /h. Questo fenomeno potrebbe sconcertare, invece è perfettamente normale poiché la frequenza di emissione delle particelle e tutt'altro che costante, Se però calcoliamo la media dei valori della radioattività acquisiti in un intervallo di tempo abbastanza lungo, noteremo che il risultato di questa operazione da praticamente sempre lo stesso valore. Precisiamo che i valori di riferimento del fondo naturale sopra riportati sono da considerarsi più che sicuri per il nostro organismo. Infatti ogni forma di vita sulla terra convive da sempre con la radioattività naturale. Per effettuare una misura attendibile della radioattività che consenta di sopperire in qualche modo alla non omogeneità della emissione radioattiva, consigliamo di utilizzare la speciale funzione "SCALER" di "Guardian Ray", che non a caso è stata implementata nel nostro contatore geiger. Si tratta di una misura di lunga durata, dove il tempo di acquisizione / campionamento viene fissato automaticamente di ben 600 secondi, questo appunto è la misura chiamata: "SCALER", una modalità di acquisizione delle radioattività che permette al contatore geiger di incrementare notevolmente la sua sensibilità (indirettamente) ed sopratutto la affidabilità della misura stessa. Il risultato finale è molto piu attendibile del metodo di rilevazione tradizionale che invece  è basato su tempi di campionamento non superiori al minuto. Con lo scaler si riescono ad apprezzare anche livelli di radioattività insignificanti, come nel caso di oggetti o cibo solo debolmente radioattivi.

 

Sperimentiamo il contatore geiger in aereo ad alta quota

Qualora vi trovaste ad effettuare un viaggio in aereo, allora potrete approfittarne fare un semplice esperimento con il vostro contatore geiger, Prima di decollare accendetelo e prendete nota della radioattività di fondo, probabilmente in aeroporto sarà compresa tra i 0,10 / 0,22 uSV/h, poi una volta che avrete decollato, noterete che man mano che aumenterà la quota, il valore della radioattività andrà anch'essa via via aumentando, finché non verrà raggiunta la quota di crociera di circa 9000/10000 metri sul livello del mare. A questo punto noterete che il valore misurato risulterà di almeno 10/15 volte la normale radiazione di fondo. In genere durante il volo possono essere misurati valori intorno ai 4/5 microsievert/ora.

andamento della radioattività in ad alta quota

 

Le unità di misura della radioattività adottate nel contatore geiger

Una caratteristica comune alla emissione radioattiva è il trasporto di energia nello spazio. Questa energia viene ceduta quando la radiazione è assorbita nella materia con cui interagisce,ciò lo si può constatare osservando un aumento della temperatura in prossimità del punto in cui è avvenuto l'assorbimento. Si tenga però presente che l'aumento di temperatura non è l'unico effetto prodotto dall'assorbimento di radiazione nella materia, infatti la radioattività può impressionare una pellicola fotografica, ionizzare un gas, e anche danneggiare l'organismo umano,

unità di misura della radioattività

l contatore geiger muller per definizione, può eseguire esclusivamente la misura della attività di una sorgente radioattiva, che rappresenta il numero di disintegrazioni nell'unità di tempo, esprimendola sopratutto in Becquerel, ma anche in MicroSievert, e in MilliRoentgen . Il termine "radiazione" nel caso specifico sta ad indicare l'emissione di un certo numero di particelle elementari da una sorgente radioattiva. Il Becquerel (Bq) esprime il numero di disintegrazioni nell'unità di tempo, ovvero 1 Becquerel è uguale a una disintegrazione al secondo. Prima del Becquerel si utilizzava il Curie = (3,7 * 10 Exp10) Bq

 

Il grado di pericolosità delle radiazioni ionizzanti.

Per tenere conto della diversa pericolosità delle radiazioni incidenti, si introduce il cosiddetto fattore di qualità della radiazione, Q. Si tratta di un parametro che tiene conto della pericolosità delle varie radiazioni rispetto alla radiazione di riferimento (fotoni), cui viene assegnato per definizione un Q uguale a 1. Il prodotto della dose assorbita in tessuto, D, per il fattore di qualità, Q, prende il nome di equivalente di dose, H (H=QD). L'equivalente di dose si misura in sievert (Sv) (1 Sv = 1 J/ kg), e i suoi sottomultipli millisievert e microsievert.

Nel caso dei fotoni e degli elettroni, allora Q=1, l'equivalente di dose di 1 Sievert corrisponde, alla dose assorbita di 1 Gray . Sulla base degli esiti degli studi epidemiologici e di radiobiologia si è osservato che, a parità di dose assorbita, le particelle alfa con energia di alcuni MeV, producono un danno biologico 20 volte maggiore dei fotoni. Pertanto, a queste particelle, è stato assegnato un Q=20. Anche i neutroni sono più pericolosi dei fotoni e si assume per essi un Q compreso tra 3 e 11 a seconda della loro energia.

Allora si definisce intensità o rateo di equivalente di dose quando ci si riferisce all'equivalente di dose ricevuto nell'unità di tempo. Esso si esprime in mSv.h-1. Il Röntgen (simbolo R) dall'inventore e scopritore dei raggi x o raggi Röntgen, è un'unità che misura la esposizione ad una radiazione ionizzante. Oggi non fa più parte delle unità del Sistema internazionale. E' stata l'unità di misura storica dell'esposizione ai raggi gamma e ai raggi X,  è definito come la quantità di radiazione che produce in un campione di aria di 1 ml a 0 °C e ad 1 atmosfera di pressione, una ionizzazione corrispondente ad una carica elettrica di 1 2.082 × 109 coppie di ioni. In pratica si ha che 1 Röntgen = 2.58 × 10-4 C/Kg .

Il Röntgen e suo sottomultiplo, il MilliRoentgen (10 exp-3 Röntgen), viene utilizzato per contare il numero di particelle radioattive che ci possono colpire in 1 ora di esposizione. Prendendo come riferimento il pulviscolo radioattivo, il MilliRoentgen ci indica quanti granelli di polvere cadono dall'atmosfera, quanti se ne sono depositati su ortaggi o frutta, o quanti ne sono presenti nel latte o nelle carni di animali che si sono cibati di erba radioattiva. I MilliRoentgen/ora vengono misurati tenendo il contatore geiger prossimo al terreno verificando l'attività dei radioisotopi che vi sono caduti dall'atmosfera. Inoltre avvicinando lo strumento a verdure – bevande - latte etc, si riesce a misurare l'attività complessiva dei  radioisotopi che questi anno assorbito, rilasciando energia irradiandola. Facciamo presente che sulla Terra cade continuamente della radioattività naturale ( pulviscolo radioattivo cosmico) che non supera quasi mai il valore di 0,03 MilliRoentgen/ora. La dose che può ricevere un essere umano senza correre seri rischi per la propria vita è di circa 0,07 - 0,08 MilliRoentgen/ora


 

Link a tema:

- Principio di funzionamento del contatore geiger e del contatore a scintillazione

- Cenni di Fisica Atomica, scoperta della radioattività, danni biologici da radiazioni ionizzanti, dose assorbita e dose equivalente

- Natura delle radiazioni ionizzanti alfa-beta-gamma

- Il Radon i rischi correlati, come rilevarlo con uno speciale contatore geiger dotato di sonda pancake

 

 



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