Los contadores Geiger-Müller son instrumentos que permiten medir la radioactividad en lugares cerrados, abiertos, objetos, alimentos, superficies, entre otros. Si el contador Geiger está equipado con dosímetro permite saber la cantidad de radiación acumulada en un periodo de tiempo corto, generalmente minutos.
Sigue leyendo y descubre el principio de funcionamiento y medición de partículas de estos interesantes instrumentos.
¿Cómo mide un contador Geiger?
Lo primero que debes saber es que los contadores Geiger forman parte de un grupo de localizadores de radiación llamados detectores de gas. Estos detectores, como su nombre lo indica, están llenos de gas, que además, debe cumplir las siguientes condiciones (gas inerte a baja presión, sobre 0,1 atmósferas).
Los contadores Geiger Müller tienen un electrodo en el centro de la cámara gas y están construidos de forma que entre el electrodo y la pared metálica de la cámara haya un voltaje eléctrico.
Así es cómo funciona el contador Geiger
En el instante en que la radiación choca con las moléculas de gas dentro del medidor, separa los electrones de los átomos. Este proceso se le conoce como ionización.
El electrón es atraído por la carga del ánodo y el resto del átomo es lanzado hacia la pared del tubo.
Entonces el electrón se desplaza a través del circuito eléctrico y se recombina con el ion. El contador Geiger cuenta con un dispositivo que se encarga de medir este flujo de electrones.
Por supuesto, es muy difícil medir un solo electrón, lo que sucede es que en el instante en que el electrón y el ion son acelerados hacia el electrodo y las paredes de la cámara de gas ganan mucha energía, esta secuencia se repite una y otra vez, lo que amplifica la señal de ionización hasta el punto que puede ser medido con el dispositivo.
Tipos de radiación ionizante que detecta
La radiación ionizante concentra grandes cantidades de energía, capaces de destruir los electrones que se alojan en los átomos, la radiación ionizante puede afectar a los átomos en los seres vivos, de manera que presentan un riesgo para la salud.
- Las partículas alfa (α).
Tienen carga positiva, cuentan con dos protones y dos neutrones en el núcleo del átomo. Se originan de la división de elementos radiactivos más pesados, (uranio, radio y polonio).
Se caracterizan por contener gran cantidad de energía y son tan pesadas que consumen su energía en distancias cortas.
Las partículas beta (β).
Son partículas pequeñas y veloces con una carga eléctrica negativa. Estas partículas radioactivas son producidas por átomos inestables (hidrógeno 3 [tritio], el carbono 14 y el estroncio 90).
Aunque las partículas beta son más penetrantes que las alfa, resultan ser menos dañinas para los tejidos.
Los transmisores de partículas beta son más peligrosos cuando se inhalan o ingieren.
Los rayos gamma (γ) Y rayos x.
Estos dos tipos de partículas son similares. Los dos son fotones de energía pura.
Los rayos X y los rayos gamma tienen las mismas propiedades básicas pero la diferencia radica en que se originan en diferentes partes del átomo.
Rayos gamma: se originan en el interior del núcleo, tienen grandes concentraciones de energía y atraviesan con facilidad barreras que detendrían sin ningún problema las partículas alfa y beta.
Rayos X: se originan fuera del núcleo, tienen menos energía que los gamma y por consecuencia son menos penetrantes y menos dañinos para la salud.
Tipos de contadores Geiger Müller
Los tubos Geiger están construidos en función del tipo de partícula que se desea controlar, para cada tipo de partícula el tubo Geiger tiene una configuración especial, según los efectos físicos de cada tipo de partícula sobre la respuesta del tubo.
Tipo ventana final
Este tipo de tubo se utiliza en contadores Geiger que sean capaces de detectar partículas Alfa y Beta.
Este tipo de tubos cuentan con una ventana en uno de sus extremos. Esta pared generalmente está hecha de mica y su espesor no debe ser mayor 1.5 – 2.0 mg/cm 2, esto con la finalidad de que las partículas Alfa y Beta ingresen a la recámara del gas.
Pero el espesor de la ventana no es el único factor para la lectura de partículas Alfa, lo ideal es que una fuente de emisión de partículas alfa debe estar a menos de 10 mm del detector, esto debido a la mitigación del viento.
Tipo sin ventanas
Los tubos sin ventana se usan en contadores Geiger diseñados para detectar partículas Gamma y rayos X, ya que no tienen ningún problema en penetrar las paredes de la cámara de gas.
A su vez los tubos sin ventana al final están divididos en tubos de pared delgada y tubos de pared gruesa.
Los tubos de pared delgada se usan para fotones de baja energía (rayos X o rayos gamma) y partículas beta de alta energía.
Los tubos de pared gruesa se usan para la detección de radiación gamma superior a las energías de 25 KeV, este tipo normalmente tiene un espesor de pared aproximadamente 1-2 mm de acero al cromo.
Existe una variación del tubo Geiger que sirve para la detección de neutrones. Para esta aplicación los gases utilizados son trifluoruro de boro o helio-3, los neutrones son ralentizadas por medio de un moderador de plástico. Este procedimiento genera partículas Alfa en el interior del detector, permitiendo contar de esta forma los neutrones.
Conclusión
La física de partículas puede ser un tema complejo y entender el funcionamiento de un contador Geiger no es fácil, pero esperamos que este corto resumen te haya servido para introducirte en la compresión de su función y las características que tienen las partículas ionizantes más importantes para entender mejor como funcionan los contadores Geiger.