Geigerteller: Waar dient het voor en hoe werkt het

De geigerteller: Definitie en werkingsprincipe

Geigerteller gemaakt in Italië MINIGEIGER 7317 met geigersonde Muller Pancake Wit

De Geigerteller is een instrument voor het meten en controleren van ioniserende straling dat werkt volgens het principe van de Geiger-Müller-buis met ionendrift..

Snodig om te detecteren en te meten de aanwezigheid van ioniserende straling (Alfadeeltjes, Beta, Gamma en x -reeks) in het milieu, bij bouwmaterialen, bij voedingsmiddelen, in schroot of industrieel afval.

Het wordt beschouwd als het essentiële instrument in veel gebieden waar het nodig is om de aanwezigheid van ioniserende straling te detecteren:

  • Gezondheidszorg en stralingsbescherming: Gebruikt in ziekenhuizen, afdelingen nucleaire geneeskunde, radiologie- en onderzoekscentra om de veiligheid van werkomgevingen en gezondheidszorgpersoneel te bewaken.

  • Industrie en schroot: Onmisbaar in gieterijen, recyclingfabrieken, afvalbeheer en douanecontroles om de afwezigheid van verontreiniging van schroot en grondstoffen te verifiëren.

  • Constructie- en materiaalcontrole: Gebruikt voor het testen van bouwmaterialen (graniet, splijten, Pozzolane, keramiek) en brandstoffen zoals geïmporteerde houtpellets.

  • Milieumonitoring: Gebruikt door natuurbeschermingsorganisaties (zoals ARPA en brandweer) of door particulieren om de natuurlijke radioactiviteitsachtergrond op het land te detecteren, lucht en waterwegen.

  • Lesgeven en verzamelen: Aangenomen op scholen en universiteiten voor natuurkundige experimenten, en door liefhebbers om de activiteit van mineralen te verifiëren (uraniniet) of oude vintage voorwerpen geschilderd in Radium.

De werking ervan het is gebaseerd op een natuurkundig principe dat in 1928 werd geperfectioneerd door Hans Geiger en Walther Müller: de ionisatie van het edelgas in de buis en de daaropvolgende ionische drift van de ladingen onder invloed van een sterk elektrisch veld.

Soorten Geigerbuizen en het voordeel van de pannenkoeksonde

Dankzij de voortdurende technologische vooruitgang, moderne geigertellers maken gebruik van verschillende soorten tubi Geiger-Müller. Ook al zijn ze allemaal gebaseerd op hetzelfde natuurkundige principe, deze sensoren verschillen sterk in vorm, afmetingen, intrinsieke gevoeligheid en het vermogen om specifieke soorten straling te detecteren.

Een voorbeeld van uitmuntendheid wordt vertegenwoordigd door de Geiger-Müller sonde voor pannenkoeken: gekenmerkt door een ronde vorm en een groot raam niet ultradun, ze maken het niet alleen mogelijk om gammastraling met een zeer hoge gevoeligheid te detecteren, maar ook deeltjes Alfa en straling Bèta met lage energie.

Hoewel de detectoren op de markt een efficiëntieniveau hebben, zeer verschillende nauwkeurigheid en kosten, hun primaire functie blijft hetzelfde: tel het aantal radioactieve deeltjes dat in een bepaalde tijdsperiode door de sonde gaat.

Hierover, onze Geigertellers Guardian Ray Smart 7317Minigeiger 7317 ze gebruiken alleen hoogwaardige Pancake-sondes, in staat om elk type ioniserende straling met maximale precisie te meten.

De Geigerbuis werkt als een ionendriftkamer.

tubo contatore geiger muller

“De Geigerteller gebruikt de Geiger-Müller-buis als a Ionendriftkamer. Door een hoge werkspanning op het interne gas aan te leggen, het instrument is opgesteld in een pre-elektrische ontladingstoestand.

De werkspanning is opzettelijk op een hoge waarde ingesteld (in de zgn Geiger-regio), maar iets lager dan de waarde die continue spontane ionisatie van het gas zou veroorzaken.

Op deze manier worden ideale omstandigheden gecreëerd zodat de respons van het instrument niet afhankelijk is van de energie van het enkele deeltje, maar van de feitelijke telling van de radioactieve gebeurtenis.

Als gevolg daarvan, het sterke elektrische veld in de buis versnelt de primaire ladingen die worden gecreëerd door de doorgang van straling, waardoor een lawine-effect van secundaire ladingen ontstaat.

Samenvatten, wanneer een radioactief deeltje door het gas gaat, veroorzaakt een zeer specifieke fysieke reactie:

  • Versnelling van de kosten: Het sterke elektrische veld versnelt de primaire elektronen, waardoor een indrukwekkende reeks secundaire ionisaties ontstaat.

  • Lawinevermenigvuldiging: Dit fysieke fenomeen transformeert het gas voor een ogenblik van een perfecte isolator in een elektrische geleider.

  • Impulsgeneratie: De snelle verandering in geleidbaarheid produceert een heldere elektrische impuls (onafhankelijk van de oorspronkelijke energie van het deeltje), die door de microcontroller wordt omgezet in numerieke tellingen.”

Werkingsprincipe van de Geiger Muller -buis

Door het aanleggen van een hoge elektrische spanning tussen de elektroden van de sonde, het interne gasmengsel wordt in een toestand van sterke polarisatie gebracht, net onder de kritische waarde blijven die een elektrische ontlading zou veroorzaken zelfvoorzienend.

In deze configuratie, het gas in de Geigerbuis wordt een elektrische geleider slechts voor zeer korte momenten, dat wil zeggen, op het exacte moment waarop de ioniserende straling erdoorheen gaat.

Op het einde, om te voorkomen dat de elektrische ontlading continu wordt, het edelgas is verrijkt met halogeengassen of alcoholische dampen. Deze agenten van blussen ze doven de ontlading in een fractie van een seconde, het herstellen van de isolatiestatus van de buis zodat deze de volgende puls kan registreren.

De polarisatiespanning van de Geiger-Müllerbuis

De voorspanning wordt niet rechtstreeks op de Geigerbuis aangelegd: In serie met de voeding wordt een weerstand met een hoge ohmse waarde geplaatst, in de volgorde van meerdere Megaohm (MΩ). Deze weerstand helpt de elektrische ontlading in het gas te doven wanneer een ioniserend deeltje wordt gedetecteerd.

In de Geiger-Müller-buis bevinden zich twee elektroden: IL kathode (verbonden met de negatieve pool en samenvallend met de externe metalen wand) en ik’anode (een centrale draad, elektrisch geïsoleerd en gepolariseerd met een positieve gelijkspanning ertussen 400V en 800V).

De spanningswaarde die nodig is om het instrument in het optimale meetgebied te positioneren, genaamd Geigerplateau — hangt zowel af van de geometrie van de sonde als van de fysische eigenschappen van het gasmengsel. Deze werkspanning moet net onder het kritische niveau blijven dat een continue elektrische ontlading zou veroorzaken als gevolg van het lawine-effect.

Het elektrische veld dat aldus in het detectieapparaat wordt opgewekt, is dus “Hallo” om een lawineontlading van elektrische stroom op gang te brengen zodra er ook maar een enkel paar ionen in het gas wordt gevormd door het effect van de straling die erop valt.

Hoe de elektrische puls wordt gegenereerd in de Geigerbuis

Elke keer dat een radioactief deeltje het gas in de Geiger-Müller-buis passeert en ioniseert, gedurende enkele microseconden wordt een elektrische microontlading geactiveerd, waardoor er stroom tussen de elektroden vloeit.

Vanwege het effect van de spanningsval op de weerstand die in serie met het circuit is geplaatst, a wordt gegenereerd op de buisterminals negatieve elektrische impuls met een breedte van ca 5–10 Volt en een duur van 50–100 microseconden.

De primaire ionisatie die door het deeltje wordt geproduceerd, draagt ​​bij aan het sterke elektrische veld dat al in de buis aanwezig is, een lawine veroorzaken.

Een fundamenteel aspect van de werking van de Geigerbuis is dat de resulterende elektrische impuls is volledig onafhankelijk van de energie van het invallende deeltje en door het oorspronkelijke aantal gecreëerde ion-elektronparen.

Met andere woorden, of het nu een hoogenergetisch alfadeeltje is of een gammastraal, de buis genereert een puls met constante amplitude: het instrument meet vervolgens de aantal radioactieve gebeurtenissen, en niet hun energie.

De beste geigertellers gemaakt in Italië - Italiaanse uitmuntendheid