El principio de funcionamiento del contador Geiger.
El contador Geiger es la herramienta más popular para detectar radiactividad.. Su funcionamiento se basa en el principio del tubo Geiger Müller, inventado en 1913 por Hans Wilhelm Geiger y posteriormente mejorado por Walther Müller.
El tubo detector Geiger Müller es el sensor para medir la radiación ionizante: Esparto, Beta y Gamma. que instalamos en el nuestro contador Geiger serie de alto rendimiento “Rayo Guardián”. Se construyen varios modelos de sensibilidad., diferentes precisiones y costos, pero su función principal es siempre contar el número de partículas radiactivas que lo atraviesan en un determinado intervalo de tiempo..
El tubo Geiger funciona como una cámara de deriva de iones.
Este sensor explota el principio físico de la cámara de deriva de iones cuyo punto de trabajo se establece intencionalmente en un valor de voltaje relativamente alto., que a decir verdad es ligeramente inferior a lo que en cambio provocaría la ionización total del gas.
Por lo tanto, se han creado condiciones favorables para que una mayor ionización producida por el paso de radiación ionizante en el gas ya no tenga que depender de la energía liberada por la propia radiación..
Como resultado, el campo eléctrico resultante al que se somete el gas es tan intenso que incluso las ionizaciones secundarias creadas por el paso de las partículas radiactivas generarán ionizaciones adicionales..
Este fenómeno es llamado por la física. “multiplicación de avalancha”, y se manifiesta con un impulso eléctrico resultante debido al cambio brusco de estado del gas que de perfecto aislante pasa a ser por un breve instante conductor de cargas eléctricas..
La mezcla de gases contenida en el tubo Geiger se ioniza aplicándola a los electrodos de la propia sonda., un voltaje eléctrico lo suficientemente alto como para generar un estado de predescarga.
Como consecuencia, el nivel de ionización estará ligeramente por debajo del valor crítico, lo que provocará la conducción continua de su gas interno con una descarga eléctrica autosostenida..
Por otro lado, si se dan las condiciones adecuadas, el gas contenido en el propio tubo Geiger sólo podrá conducir la corriente eléctrica durante momentos muy breves., desde el momento en que recibe radiación ionizante.
Para que la descarga de gas pueda apagarse muy rápidamente con una boca disparada, éste se mezcla con halógenos y vapores de alcohol que contribuyen a la función de “extinción”.
Se aplica un alto campo eléctrico al tubo Geiger.
El llamado voltaje de polarización previa no se aplica directamente al tubo Geiger., pero se interpone en serie una resistencia de muy alto valor óhmico, del orden de varios megaohmios.
Esta resistencia sirve básicamente para facilitar la extinción de la descarga eléctrica en el gas después de haber sido atravesado por una partícula ionizante..
Por tanto, en el tubo Geiger Müller hay dos electrodos., el cátodo resultante generalmente está conectado al polo negativo de la batería y por tanto a la pared metálica o metalizada del tubo.
En cambio, el ánodo es un colector central., aislado eléctricamente de la pared del tubo y sometido a una tensión directa positiva del orden de 400 – 800V.
Por otro lado, el valor del voltaje aplicado necesario para alcanzar la zona de respuesta lineal del tubo (MESETA), Depende no sólo de las características dimensionales del tubo Geiger sino también de las propiedades físicas del gas..
Este voltaje debe ser absolutamente ligeramente inferior al que causaría la conducción continua., y en consecuencia la descarga eléctrica en el gas 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.
La sensibilidad real, Depende directamente así como del voltaje aplicado., también por tamaño, de hecho, cuanto más grande sea el tubo, cuanto mayor sea la superficie activa es capaz de recibir y por tanto contabilizar las radiaciones ionizantes con mayor consistencia.
Cada vez que una partícula cargada de energía atraviesa e ioniza el gas presente en el tubo Geiger Muller,Como consecuencia, se activa una microdescarga eléctrica durante unos microsegundos que hace que fluya una pequeña corriente entre los dos terminales de alimentación..
El voltaje de la fuente de alimentación se aplica interponiendo una resistencia de alto valor en serie con el circuito de alimentación del sensor..
Entonces sucede que entre las terminales del tubo Geiger, debido a la caída de voltaje por la descarga eléctrica en el gas, se genera un impulso negativo con una amplitud de aproximadamente 5/10 voltios con una duración ( de aproximadamente 50/100 microsegundos).
La ionización de las moléculas de gas producida por cualquier partícula ionizante que las atraviese se sumaría al ya significativo campo eléctrico asociado con la alta diferencia de potencial aplicada en los terminales del tubo del contador Geiger.
El impulso resultante no depende de la energía liberada por la partícula impactante., y por lo tanto por el número de pares de iones producidos.
En efecto, cuando pasa por el tubo del medidor y golpea el gas, una de sus moléculas se ioniza, creando un par ion-electrón. Pero en estos dispositivos la carga recogida es independiente de la ionización primaria..
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