El contador Geiger: Definición y principio de funcionamiento.
El contador Geiger es un instrumento para medir y controlar la radiación ionizante que funciona según el principio del tubo Geiger-Müller de deriva de iones..
Snecesario para detectar y medir la presencia de radiación ionizante (Partículas alfa, Beta, Gamma y rayos x) en el medio ambiente, en materiales de construcción, en alimentos, en chatarra o residuos industriales.
Se considera la herramienta imprescindible en muchas zonas donde es necesario detectar la presencia de radiaciones ionizantes.:
Atención sanitaria y protección radiológica: Utilizado en hospitales, departamentos de medicina nuclear, Centros de radiología e investigación para monitorear la seguridad de los entornos de trabajo y del personal sanitario..
Industria y Chatarra: Indispensable en fundiciones, plantas de reciclaje, Gestión de residuos y controles aduaneros para verificar la ausencia de contaminación en chatarra y materias primas..
Control de Construcción y Materiales: Utilizado para probar materiales de construcción. (granitos, escupir, puzolana, cerámica) y combustibles como pellets de madera importados.
Monitoreo Ambiental: Utilizado por organismos de conservación. (como ARPA y bomberos) o por particulares para detectar el fondo de radiactividad natural en tierra, aire y vías navegables.
Enseñar y coleccionar: Adoptado en escuelas y universidades para experimentos de física., y por entusiastas para verificar la actividad de los minerales. (uraninita) u objetos antiguos pintados en Radium.
Su funcionamiento se basa en un principio físico perfeccionado en 1928 por Hans Geiger y Walther Müller: la ionización del gas noble dentro del tubo y la posterior deriva iónica de las cargas bajo el efecto de un fuerte campo eléctrico.
Tipos de tubos Geiger y la ventaja de la sonda Pancake
Gracias a los continuos avances de la tecnología., Los contadores Geiger modernos emplean diferentes tipos de tubi Geiger-Müller. Aunque todos se basan en el mismo principio físico, Estos sensores difieren profundamente en su forma., dimensiones, sensibilidad intrínseca y capacidad para detectar tipos específicos de radiación.
Un ejemplo de excelencia está representado por la Sonda Geiger-Müller para tortitas: caracterizado por una forma circular y una gran ventana no ultrafino, permiten no sólo detectar rayos gamma con una sensibilidad muy alta, pero también partículas Esparto y radiación Beta de baja energía.
Aunque los detectores del mercado tienen niveles de eficiencia, precisión y costos muy diferentes, su función principal sigue siendo la misma: contar el número de partículas radiactivas que pasan a través de la sonda en un período de tiempo determinado.
Acerca de esto, nuestros contadores Geiger Guardian Ray Smart 7317 – Minigeiger 7317 sólo utilizan sondas Pancake de alto rendimiento, capaz de medir todo tipo de radiaciones ionizantes con la máxima precisión.
El tubo Geiger funciona como una cámara de deriva de iones.
“El contador Geiger utiliza el tubo Geiger-Müller como Cámara de deriva de iones. Aplicando un alto voltaje de trabajo al gas interno., El instrumento está configurado en un estado de descarga eléctrica previa..
El voltaje de trabajo se establece intencionalmente en un valor alto. (en el llamado Región de Geiger), pero ligeramente inferior al valor que causaría la ionización espontánea continua del gas..
De esta forma se crean las condiciones ideales para que la respuesta del instrumento no dependa de la energía de la partícula individual., pero del recuento real del evento radiactivo.
Importantemente, El fuerte campo eléctrico dentro del tubo acelera las cargas primarias creadas por el paso de la radiación., desencadenando un efecto de avalancha de cargas secundarias.
Resumiendo, cuando una partícula radiactiva atraviesa el gas, desencadena una reacción física muy específica:
Aceleración de cargos: El fuerte campo eléctrico acelera los electrones primarios., provocando una impresionante serie de ionizaciones secundarias.
Multiplicación de avalancha: Este fenómeno físico transforma el gas de un perfecto aislante a un conductor eléctrico por un instante..
Generación de impulsos: El rápido cambio en la conductividad produce una clara impulso electrico (independiente de la energía original de la partícula), que el microcontrolador convierte en recuentos numéricos.”
Aplicando un alto voltaje eléctrico. entre los electrodos de la sonda, la mezcla gaseosa interna se lleva a un estado de fuerte polarización, permaneciendo justo por debajo del valor crítico que desencadenaría una descarga eléctrica autosostenible.
En esta configuración, El gas contenido en el tubo Geiger se convierte en conductor eléctrico. sólo por muy breves momentos, es decir, en el momento exacto en el que la radiación ionizante lo atraviesa.
Al final, para evitar que la descarga eléctrica se vuelva continua, el gas noble se enriquece con gases halógenos o vapores alcohólicos. Estos agentes de temple Extinguen la descarga en una fracción de segundo., restaurar el estado de aislamiento del tubo para permitirle registrar el siguiente pulso.
El voltaje de polarización del tubo Geiger-Müller
El voltaje de polarización no se aplica directamente al tubo Geiger.: Se inserta una resistencia con un valor óhmico alto en serie con la fuente de alimentación., en el orden de varios megaohmio (MΩ). Esta resistencia ayuda a extinguir la descarga eléctrica en el gas cada vez que se detecta una partícula ionizante..
Dentro del tubo Geiger-Müller hay dos electrodos.: Illinois cátodo (conectado al polo negativo y coincidiendo con la pared metálica exterior) y yo’ánodo (un hilo central, aislado eléctricamente y polarizado con un voltaje directo positivo entre 400V y 800V).
El valor de voltaje necesario para colocar el instrumento en la región de medición óptima, llamado Meseta de Geiger — depende tanto de la geometría de la sonda como de las propiedades físicas de la mezcla gaseosa. Esta tensión de trabajo debe permanecer justo por debajo del nivel crítico que provocaría una descarga eléctrica continua debido al efecto avalancha..
Por lo tanto, el campo eléctrico así generado dentro del dispositivo de detección tiene el siguiente aspecto “pronto” desencadenar una avalancha de corriente eléctrica tan pronto como se forma un solo par de iones en el gas debido a la radiación que lo golpea.
Cómo se genera el pulso eléctrico en el tubo Geiger
Cada vez que una partícula radiactiva atraviesa e ioniza el gas dentro del tubo Geiger-Müller, Se activa una microdescarga eléctrica durante unos microsegundos que hace que la corriente fluya entre los electrodos..
Debido al efecto de la caída de voltaje en la resistencia insertada en serie con el circuito., Se genera a en los terminales del tubo. impulso eléctrico negativo con un ancho de aproximadamente 5 a 10 voltios y una duración de 50-100 microsegundos.
La ionización primaria producida por la partícula se suma al fuerte campo eléctrico ya presente en el tubo., provocando una avalancha.
Un aspecto fundamental del funcionamiento del tubo Geiger es que El impulso eléctrico resultante es completamente independiente de la energía de la partícula incidente. y por el número original de pares ion-electrón creados.
En otras palabras, ya sea una partícula Alfa altamente energética o un rayo Gamma, el tubo genera un pulso de amplitud constante: A continuación, el instrumento mide la número de eventos radiactivos, y no su energía.
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