Structure et principe de fonctionnement d'un compteur Geiger-Müller

DANS Dernièrement, attention à radioprotection de la part des citoyens ordinaires de notre pays augmente de plus en plus. Et cela est lié non seulement aux événements tragiques de la centrale nucléaire de Tchernobyl et à leurs conséquences ultérieures, mais également à divers types d'incidents qui se produisent périodiquement à un endroit ou à un autre de la planète. À cet égard, à la fin du siècle dernier, des appareils ont commencé à apparaître surveillance dosimétrique des rayonnements à usage domestique. Et de tels dispositifs ont sauvé de nombreuses personnes non seulement leur santé, mais parfois leur vie, et cela ne s'applique pas seulement aux territoires adjacents à la zone d'exclusion. Par conséquent, les questions de radioprotection sont toujours d’actualité partout dans notre pays.

DANS Tous les dosimètres domestiques et presque tous les dosimètres professionnels modernes en sont équipés. D'une autre manière, on peut l'appeler l'élément sensible du dosimètre. Cet appareil a été inventé en 1908 par le physicien allemand Hans Geiger, et vingt ans plus tard, ce développement a été amélioré par un autre physicien Walter Muller, et c'est le principe de cet appareil qui est utilisé encore aujourd'hui.

N Certains dosimètres modernes disposent de quatre compteurs à la fois, ce qui permet d'augmenter la précision et la sensibilité des mesures de l'appareil, ainsi que de réduire le temps de mesure. La plupart des compteurs Geiger-Muller sont capables de détecter le rayonnement gamma, le rayonnement bêta de haute énergie et les rayons X. Il existe cependant des développements spéciaux pour déterminer les particules alpha de haute énergie. Pour configurer le dosimètre afin de détecter uniquement le rayonnement gamma, le plus dangereux des trois types de rayonnement, la chambre sensible est recouverte d'un boîtier spécial en plomb ou autre acier, qui permet de couper la pénétration des particules bêta dans le comptoir.

DANS Dans les dosimètres modernes à usage domestique et professionnel, des capteurs tels que SBM-20, SBM-20-1, SBM-20U, SBM-21, SBM-21-1 sont largement utilisés. Ils diffèrent dimensions hors tout caméras et autres paramètres, la gamme de 20 capteurs se caractérise par dimensions suivantes, longueur 110 mm, diamètre 11 mm, et pour le 21ème modèle, longueur 20-22 mm pour un diamètre de 6 mm. Il est important de comprendre que plus la taille de la caméra est grande, plus grande quantité les éléments radioactifs le traverseront, d'autant plus qu'il aura une plus grande sensibilité et précision. Ainsi, pour la 20ème série de capteurs, les dimensions sont 8 à 10 fois plus grandes que pour la 21ème, et nous aurons une différence de sensibilité à peu près dans les mêmes proportions.

À La conception d'un compteur Geiger peut être schématiquement décrite comme suit. Capteur constitué d'un récipient cylindrique dans lequel un gaz inerte (par exemple, de l'argon, du néon ou des mélanges de ceux-ci) est pompé sous pression minimale, ceci est fait pour faciliter l'apparition d'une décharge électrique entre la cathode et l'anode. La cathode, le plus souvent, est l'ensemble du corps métallique du capteur sensible, et l'anode est un petit fil placé sur des isolants. Parfois, la cathode est en outre enveloppée dans un boîtier de protection en acier inoxydable ou en plomb afin de configurer le compteur pour qu'il détecte uniquement les quanta gamma.

D la usage domestique, à l'heure actuelle, les capteurs terminaux sont le plus souvent utilisés (par exemple, Beta-1, Beta-2). Ces compteurs sont conçus de telle manière qu'ils sont capables de détecter et d'enregistrer même les particules alpha. Un tel compteur est un cylindre plat avec des électrodes situées à l'intérieur et une fenêtre d'entrée (de travail) constituée d'un film de mica de seulement 12 microns d'épaisseur. Cette conception permet de détecter (à courte distance) les particules alpha à haute énergie et les particules bêta à faible énergie. Dans ce cas, la surface de la fenêtre de travail des compteurs Beta-1 et Beta 1-1 est de 7 cm². La zone de la fenêtre de travail du mica pour l'appareil Beta-2 est 2 fois plus grande que celle du Beta-1, elle peut être utilisée pour déterminer, etc.

E Si nous parlons du principe de fonctionnement de la chambre du compteur Geiger, il peut être brièvement décrit comme suit. Lorsqu'elles sont activées, la cathode et l'anode sont alimentées haute tension(environ 350 - 475 volts), à travers une résistance de charge, mais aucune décharge ne se produit entre eux en raison du gaz inerte servant de diélectrique. Lorsqu'il entre dans la chambre, son énergie est suffisante pour éliminer un électron libre du matériau du corps de la chambre ou de la cathode ; cet électron, comme une avalanche, commence à éliminer les électrons libres du gaz inerte environnant et son ionisation se produit, ce qui conduit finalement à une décharge entre les électrodes. Le circuit est fermé et ce fait peut être enregistré à l’aide du microcircuit de l’appareil, qui correspond au fait de détection soit d’un quantum gamma, soit d’un rayonnement X. La caméra se réinitialise ensuite, permettant de détecter la particule suivante.

H Pour arrêter le processus de décharge dans la chambre et préparer la chambre à l'enregistrement de la particule suivante, il existe deux manières, l'une d'elles est basée sur le fait que l'alimentation en tension des électrodes est arrêtée pendant une très courte période de temps, ce qui s'arrête le processus d’ionisation du gaz. La deuxième méthode est basée sur l'ajout d'une autre substance au gaz inerte, par exemple de l'iode, de l'alcool et d'autres substances, et entraîne une diminution de la tension sur les électrodes, ce qui arrête également le processus d'ionisation supplémentaire et la caméra devient capable pour détecter le prochain élément radioactif. Cette méthode utilise une résistance de charge haute capacité.

P. le nombre de décharges dans la chambre du compteur et on peut juger du niveau de rayonnement dans la zone mesurée ou provenant d'un objet spécifique.

compteur Geiger

Compteur Geiger SI-8B (URSS) avec fenêtre en mica pour mesurer le rayonnement β doux. La fenêtre est transparente, en dessous vous pouvez voir un fil-électrode en spirale ; l'autre électrode est le corps de l'appareil.

Supplémentaire circuit électrique alimente le compteur (généralement au moins 300), assure, si nécessaire, la suppression des décharges et compte le nombre de décharges via le compteur.

Les compteurs Geiger sont divisés en compteurs non auto-extinguibles et auto-extinguibles (ne nécessitant pas circuit externe fin de la décharge).

La sensibilité du compteur est déterminée par la composition du gaz, son volume, ainsi que le matériau et l'épaisseur de ses parois.

Note

Il convient de noter que, pour des raisons historiques, il y a eu une divergence entre les versions russe et anglaise de ce terme et des termes suivants :

voir également

Fondation Wikimédia.

2010.

Voyez ce qu'est un « compteur Geiger » dans d'autres dictionnaires : Compteur Geiger-Muller

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Guide du traducteur technique

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Un compteur est un appareil permettant de compter quelque chose. Compteur (électronique) un dispositif permettant de compter le nombre d'événements se succédant (par exemple, des impulsions) par sommation continue, ou de déterminer le degré d'accumulation dont ... ... Wikipedia

En 1908, le physicien allemand Hans Geiger travaillait dans les laboratoires de chimie appartenant à Ernst Rutherford. Là, on leur a également demandé de tester un compteur de particules chargées, qui était une chambre ionisée. La chambre était un condensateur électrique rempli de gaz sous haute pression. Pierre Curie a également utilisé cet appareil en pratique, étudiant l'électricité dans les gaz. L'idée de Geiger - détecter le rayonnement des ions - était associée à leur influence sur le niveau d'ionisation des gaz volatils.

En 1928, le scientifique allemand Walter Müller, travaillant avec et sous la direction de Geiger, a créé plusieurs compteurs enregistrant les particules ionisantes. Les appareils étaient nécessaires pour poursuivre les recherches sur les rayonnements. La physique, étant une science expérimentale, ne pourrait exister sans mesurer les structures. Seules quelques radiations ont été découvertes : γ, β, α. La tâche de Geiger était de mesurer tous les types de rayonnements avec des instruments sensibles.

Le compteur Geiger-Muller est un capteur radioactif simple et bon marché. Ce n'est pas un instrument précis qui capture des particules individuelles. La technique mesure la saturation totale des rayonnements ionisants. Les physiciens l'utilisent avec d'autres capteurs pour réaliser des calculs précis lors de la réalisation d'expériences.

Un peu sur les rayonnements ionisants

On pourrait aller directement à la description du détecteur, mais son fonctionnement paraîtra incompréhensible si l'on connaît peu les rayonnements ionisants. Lorsqu'un rayonnement se produit, un effet endothermique sur la substance se produit. L’énergie y contribue. Par exemple, les ultraviolets ou les ondes radio n’appartiennent pas à ce type de rayonnement, contrairement à la lumière ultraviolette dure. Ici, la limite d'influence est déterminée. Le type est appelé photonique et les photons eux-mêmes sont des quanta γ.

Ernst Rutherford a divisé les processus d'émission d'énergie en 3 types, en utilisant une installation avec champ magnétique:

• γ - photon ;
• α est le noyau d'un atome d'hélium ;
• β est un électron de haute énergie.

Vous pouvez vous protéger des particules α avec du papier. β pénètre plus profondément. La capacité de pénétration γ est la plus élevée. Les neutrons, comme les scientifiques l’ont appris plus tard, sont des particules dangereuses. Ils agissent à une distance de plusieurs dizaines de mètres. Ayant une neutralité électrique, ils ne réagissent pas avec les molécules de différentes substances.

Cependant, les neutrons atteignent facilement le centre de l’atome, provoquant sa destruction, ce qui entraîne la formation d’isotopes radioactifs. À mesure que les isotopes se désintègrent, ils créent des rayonnements ionisants. D'une personne, d'un animal, d'une plante ou d'un objet inorganique ayant reçu un rayonnement, un rayonnement émane pendant plusieurs jours.

Conception et principe de fonctionnement d'un compteur Geiger

L'appareil est constitué d'un tube en métal ou en verre dans lequel est pompé un gaz rare (mélange argon-néon ou substances pures). Il n'y a pas d'air dans le tube. Le gaz est ajouté sous pression et contient un mélange d'alcool et d'halogène. Il y a un fil tendu dans tout le tube. Un cylindre de fer est situé parallèlement à celui-ci.

Le fil s’appelle l’anode et le tube la cathode. Ensemble, ce sont des électrodes. Une haute tension est fournie aux électrodes, ce qui en soi ne provoque pas de phénomènes de décharge. L'indicateur restera dans cet état jusqu'à ce qu'un centre d'ionisation apparaisse dans son environnement gazeux. Un moins est connecté de la source d'alimentation au tube et un plus est connecté au fil, dirigé à travers une résistance de haut niveau. Il s'agit deÔ alimentation constante dizaines de centaines de volts.

Lorsqu’une particule pénètre dans le tube, des atomes de gaz nobles entrent en collision avec elle. Au contact, de l’énergie est libérée qui élimine les électrons des atomes de gaz. Ensuite, des électrons secondaires se forment, qui entrent également en collision, générant une masse de nouveaux ions et électrons. La vitesse des électrons vers l’anode est affectée par le champ électrique. Au cours de ce processus, un courant électrique est généré.

Lors d'une collision, l'énergie des particules est perdue et l'approvisionnement en atomes de gaz ionisés prend fin. Lorsque des particules chargées entrent dans un compteur Geiger à décharge gazeuse, la résistance du tube chute, réduisant immédiatement la tension au point médian de la fission. Ensuite, la résistance augmente à nouveau, ce qui entraîne un rétablissement de la tension. L'élan devient négatif. L'appareil affiche des impulsions et nous pouvons les compter, tout en estimant le nombre de particules.

Types de compteurs Geiger

De par leur conception, les compteurs Geiger sont disponibles en deux types : plats et classiques.

Classique

Fabriqué à partir de tôle ondulée fine. Grâce à l'ondulation, le tube acquiert rigidité et résistance aux influences extérieures, ce qui empêche sa déformation. Les extrémités du tube sont équipées d'isolateurs en verre ou en plastique, qui contiennent des capuchons pour la sortie vers les appareils.

Le vernis est appliqué sur la surface du tube (sauf pour les fils). Le compteur classique est considéré comme un détecteur de mesure universel pour tous espèce connue radiation. Surtout pour γ et β.

Plat

Les compteurs sensibles pour l'enregistrement du rayonnement bêta doux ont une conception différente. En raison du petit nombre de particules bêta, leur corps possède Forme plate. Il existe une fenêtre en mica qui bloque faiblement β. Le capteur BETA-2 est le nom de l'un de ces appareils. Les propriétés des autres comptoirs plats dépendent du matériau.

Paramètres et modes de fonctionnement du compteur Geiger

Pour calculer la sensibilité du compteur, estimez le rapport entre le nombre de microroentgens de l'échantillon et le nombre de signaux provenant de ce rayonnement. L'appareil ne mesure pas l'énergie de la particule et ne donne donc pas une estimation absolument précise. Les appareils sont calibrés à l’aide d’échantillons provenant de sources isotopiques.

Vous devez également examiner les paramètres suivants :

Zone de travail, zone de fenêtre d'entrée

Les caractéristiques de la zone indicatrice traversée par les microparticules dépendent de sa taille. Plus la zone est large, plus les particules seront capturées.

Tension de fonctionnement

La tension doit correspondre aux spécifications moyennes. La caractéristique de fonctionnement elle-même est la partie plate de la dépendance du nombre d'impulsions fixes à la tension. Son deuxième nom est plateau. À ce stade, l’appareil atteint son pic d’activité et est appelé limite supérieure de mesure. Valeur - 400 Volts.

Largeur de travail

La largeur de travail est la différence entre la tension de sortie du plan et la tension de décharge par étincelle. La valeur est de 100 Volts.

Inclinaison

La valeur est mesurée en pourcentage du nombre d'impulsions pour 1 volt. Il montre l'erreur de mesure (statistique) dans le nombre d'impulsions. La valeur est de 0,15 %.

Température

La température est importante car le compteur doit souvent être utilisé dans des conditions difficiles. Par exemple, dans les réacteurs. Compteurs usage général: de -50 à +70 C Celsius.

Ressource de travail

La ressource est caractérisée par le nombre total de toutes les impulsions enregistrées jusqu'au moment où les lectures de l'appareil deviennent incorrectes. Si l'appareil contient des matières organiques auto-extinguibles, le nombre d'impulsions sera d'un milliard. Il convient de calculer la ressource uniquement en état de tension de fonctionnement. Lors du stockage de l'appareil, le débit s'arrête.

Le temps de récupération

Il s’agit du temps nécessaire à un appareil pour conduire l’électricité après avoir réagi à une particule ionisante. Il existe une limite supérieure à la fréquence d'impulsion qui limite la plage de mesure. La valeur est de 10 microsecondes.

En raison du temps de récupération (également appelé temps mort), l'appareil peut tomber en panne à un moment décisif. Pour éviter tout dépassement, les fabricants installent des écrans en plomb.

Le compteur a-t-il un fond ?

Le bruit de fond est mesuré dans une chambre en plomb à paroi épaisse. La valeur habituelle n'est pas supérieure à 2 impulsions par minute.

Qui utilise les dosimètres de rayonnement et où ?

DANS échelle industrielle Ils produisent de nombreuses modifications des compteurs Geiger-Muller. Leur production a commencé pendant l’URSS et se poursuit aujourd’hui, mais en Fédération de Russie.

L'appareil est utilisé :

• dans les installations de l'industrie nucléaire ;
• dans les instituts scientifiques;
• en médecine;
• à la maison.

Après l'accident de la centrale nucléaire de Tchernobyl, les citoyens ordinaires ont également acheté des dosimètres. Tous les appareils disposent d'un compteur Geiger. Ces dosimètres sont équipés d'un ou deux tubes.

Est-il possible de fabriquer un compteur Geiger de ses propres mains ?

Fabriquer soi-même un compteur est difficile. Vous avez besoin d’un capteur de rayonnement, mais tout le monde ne peut pas l’acheter. Le circuit du compteur lui-même est connu depuis longtemps - dans les manuels de physique, par exemple, il est également imprimé. Toutefois, seul un vrai « gaucher » pourra reproduire l’appareil chez lui.

De talentueux artisans autodidactes ont appris à fabriquer un substitut au compteur, qui est également capable de mesurer les rayonnements gamma et bêta à l'aide d'une lampe fluorescente et d'une lampe à incandescence. Ils utilisent également des transformateurs provenant d'équipements cassés, un tube Geiger, une minuterie, un condensateur, diverses cartes et résistances.

Conclusion

Lors du diagnostic du rayonnement, vous devez prendre en compte l’arrière-plan propre à l’appareil de mesure. Même avec une protection en plomb d'épaisseur décente, la vitesse d'enregistrement n'est pas réinitialisée. Ce phénomène a une explication : la cause de cette activité est le rayonnement cosmique pénétrant à travers les couches de plomb. Chaque minute, des muons survolent la surface de la Terre et sont enregistrés par le compteur avec une probabilité de 100 %.

Il existe une autre source de bruit de fond : le rayonnement accumulé par l'appareil lui-même. Par conséquent, en ce qui concerne le compteur Geiger, il convient également de parler d'usure. Plus l’appareil accumule de rayonnements, plus la fiabilité de ses données est faible.

La conception schématique du compteur à décharge gazeuse Geiger-Muller est illustrée à la Fig. 5.4. Le compteur est réalisé sous la forme d'un cylindre métallique servant de cathode À, diamètre mm. Anode UN on utilise un fil d'acier fin d'un diamètre de mm, tendu le long de l'axe du cylindre et isolé de la cathode avec des bouchons isolants P.. Le cylindre est rempli d'argon sous pression réduite ( 100 mmHg) avec l'ajout d'une petite quantité ( 0,5 %) vapeurs d'alcool éthylique ou d'halogènes.

En figue. La figure 5.4 montre un schéma de circuit pour connecter le compteur afin d'étudier ses caractéristiques courant-tension. Une tension constante est fournie aux électrodes à partir d'une source EMF e. La quantité de courant traversant le gaz est mesurée par la chute de tension aux bornes de la résistance de mesure. R..

Supposons que le gaz soit exposé à un rayonnement d'intensité constante (un ioniseur). Sous l'action de l'ioniseur, le gaz acquiert une certaine conductivité électrique et un courant circule dans le circuit, dont la dépendance à la tension appliquée est indiquée dans
riz. 5.5.

À basse tension, le courant traversant l'appareil est faible. Il est possible d'enregistrer uniquement le courant total provoqué par le passage grand nombre particules. Les appareils fonctionnant dans ce mode sont appelés chambres d'ionisation. Ce mode correspond aux zones je Et II.

Localisation sur je le courant augmente proportionnellement à la tension, c'est-à-dire La loi d'Ohm est satisfaite. Dans cette zone, simultanément au processus d'ionisation, processus inverse– la recombinaison (connexion d'ions positifs et d'électrons entre eux pour former des particules neutres).

Avec une nouvelle augmentation de la tension, l'augmentation du courant ralentit et s'arrête complètement (section II). Le courant de saturation apparaît. Le courant de saturation est valeur maximum courant, lorsque tous les ions et électrons créés par l'ioniseur externe par unité de temps atteignent les électrodes en même temps. L'ampleur du courant de saturation est déterminée par la puissance de l'ioniseur. Le courant de saturation est une mesure de l'effet ionisant de l'ioniseur : si l'action de l'ioniseur est arrêtée, la décharge s'arrêtera également.

Avec une nouvelle augmentation de la tension, le courant augmente assez lentement (section III). A haute tension, les électrons générés sous l'action d'un ioniseur externe, fortement accélérés par le champ électrique, entrent en collision avec des molécules de gaz neutre et les ionisent. En conséquence, des électrons secondaires et des ions positifs sont formés. Électrons secondaires, accélérés dans champ électrique, peut réioniser les molécules de gaz. Nombre total les électrons et les ions augmenteront comme une avalanche à mesure que les électrons se déplacent vers l'anode (ce processus est appelé ionisation par impact). Compteurs opérant dans cette zone ( III), sont appelés proportionnel.

Le nombre d’électrons atteignant l’anode, divisé par le nombre d’électrons primaires, est appelé coefficient de gain de gaz. Le gain de gaz augmente rapidement avec l'augmentation de la tension et, à haute tension, commence à dépendre du nombre d'électrons primaires. Dans ce cas, le compteur passe du mode proportionnel au mode proportionnalité limitée(parcelle IV). Aucun comptable ne travaille dans ce domaine.

À une tension encore plus élevée, l'apparition d'au moins une paire d'ions conduit au début d'une autodécharge (la tension à laquelle se produit une décharge auto-entretenue est appelée tension de claquage). Le courant cesse de dépendre du nombre d'ions initialement formés et de l'énergie des particules détectées. Le compteur commence à fonctionner en mode Geiger (section V). Un appareil travaillant dans cette zone est appelé Compteur Geiger-Muller. L'indépendance de l'intensité du courant par rapport à l'énergie des particules ionisantes rend les compteurs Geiger-Muller pratiques pour l'enregistrement b-des particules ayant un spectre continu.

Une nouvelle augmentation de la tension conduit à l'apparition décharge de gaz continue. Le courant dans ce cas augmente fortement (section VI), et le compteur pourrait tomber en panne.

Ainsi, le compteur Geiger-Muller fonctionne sur le principe de l'amplification interne des gaz. Lorsqu'une haute tension est appliquée au compteur, le champ à proximité du mince filament (anode) est extrêmement inhomogène. En raison du gradient de potentiel élevé, une particule chargée entrant dans le compteur est accélérée par le champ jusqu'à une énergie supérieure à 30 eV. À une telle énergie de particule, le mécanisme d'ionisation par impact commence à fonctionner, grâce à quoi les électrons se multiplient en nombre jusqu'à former une avalanche. En conséquence, une impulsion négative est formée au niveau de la résistance de charge anodique. Une avalanche d'électrons peut provenir d'un seul électron piégé entre la cathode et l'anode.

Caractéristiques du compteur Geiger-Muller

Efficacité Le compteur est le rapport entre le nombre de particules enregistrées et numéro complet particules qui le traversent. L'efficacité du compteur d'électrons peut atteindre 99,9 %. Inscription g-les rayons sont transmis à travers des électrons rapides, formés lors de l'absorption ou de la diffusion g-quanta dans le compteur. Efficacité des compteurs pour g-quanta est généralement de l'ordre de %.

Une caractéristique importante du compteur est arrière-plan. arrière-plan appeler les lectures de l'instrument en l'absence des sources de rayonnement étudiées. Le fond du compteur est dû : au rayonnement cosmique ; présence de substances radioactives dans environnement, y compris les matériaux à partir desquels le compteur est fabriqué ; décharges spontanées dans le compteur (fausses impulsions). Généralement, pour les compteurs Geiger-Muller de différentes conceptions, le bruit de fond fluctue dans les limites des impulsions/min. En utilisant des méthodes spéciales, il est possible de réduire l'arrière-plan d'un ordre de grandeur.

Un compteur Geiger-Muller ne peut détecter qu'une seule particule. Pour enregistrer la particule suivante, il faut d'abord éteindre l'autodécharge. C'est pourquoi caractéristique importante le compteur est temps mort t– le temps d'inactivité du compteur, pendant lequel la décharge gazeuse est éteinte. Généralement, le temps mort est de l'ordre de s.

L'extinction des rejets de gaz dans le compteur peut se faire de deux manières :

1) en introduisant un composé complexe dans le gaz composé organique. De nombreuses molécules complexes sont opaques au rayonnement ultraviolet et empêchent les quanta correspondants d’atteindre la cathode. L'énergie libérée par les ions à la cathode, en présence de telles substances, n'est pas dépensée pour arracher les électrons de la cathode, mais pour la dissociation des molécules. L'apparition d'une décharge indépendante dans de telles conditions devient impossible ;

2) en utilisant la résistance. Cette méthode s'explique par le fait que lorsque le courant de décharge traverse la résistance, une chute de tension importante se produit à ses bornes. De ce fait, seule une partie de la tension appliquée tombe sur l'espace interélectrodes, ce qui s'avère insuffisant pour maintenir la décharge.

Le temps mort dépend de nombreux facteurs : le niveau de tension sur le compteur ; composition du gaz de remplissage ; méthode d'extinction; durée de vie; température, etc. Par conséquent, il est difficile de calculer.

L'une des méthodes les plus simples pour déterminer expérimentalement le temps mort est méthode à deux sources.

Les transformations nucléaires et les interactions du rayonnement avec la matière sont de nature statistique. Par conséquent, il existe une certaine probabilité que deux particules ou plus heurtent le compteur pendant le temps mort. t, qui sera enregistré comme une particule. Supposons que l'efficacité du compteur soit 100 %. Soit la vitesse moyenne d'atteinte du compteur de particules. n– taux de comptage moyen (nombre de particules enregistrées par unité de temps). Pendant t les particules seront enregistrées. Temps mort total t sera , et le nombre de particules non comptées sera égal à . Nous supposerons que le nombre de particules entrant dans le compteur sera égal à la somme des particules enregistrées et non comptées.

Inventé en 1908 par le physicien allemand Hans Wilhelm Geiger, un appareil capable de déterminer est aujourd'hui largement utilisé. La raison en est la haute sensibilité de l'appareil et sa capacité à détecter une grande variété de rayonnements. La facilité d'utilisation et le faible coût permettent à quiconque décide de mesurer indépendamment le niveau de rayonnement d'acheter un compteur Geiger à tout moment et n'importe où. De quel type d'appareil s'agit-il et comment fonctionne-t-il ?

Principe de fonctionnement d'un compteur Geiger

Sa conception est assez simple. Un mélange gazeux composé de néon et d'argon est pompé dans un cylindre scellé doté de deux électrodes, qui est facilement ionisé. Il est fourni aux électrodes (environ 400 V), ce qui en soi ne provoque aucun phénomène de décharge jusqu'au moment même où commence le processus d'ionisation dans le milieu gazeux de l'appareil. L'apparition de particules arrivant de l'extérieur conduit au fait que des électrons primaires, accélérés dans le champ correspondant, commencent à ioniser d'autres molécules du milieu gazeux. En conséquence, sous l’influence champ électrique une création semblable à une avalanche de nouveaux électrons et ions se produit, ce qui augmente fortement la conductivité du nuage électron-ion. Une décharge se produit dans l'environnement gazeux du compteur Geiger. Le nombre d'impulsions se produisant au cours d'une certaine période de temps est directement proportionnel au nombre de particules détectées. C'est, de manière générale, le principe de fonctionnement d'un compteur Geiger.

Le processus inverse, à la suite duquel le milieu gazeux revient à son état d'origine, se produit tout seul. Sous l'influence d'halogènes (on utilise généralement du brome ou du chlore), une recombinaison intense de charges se produit dans cet environnement. Ce processus se produit beaucoup plus lentement et le temps nécessaire pour restaurer la sensibilité du compteur Geiger est donc une caractéristique de passeport très importante de l'appareil.

Malgré le fait que le principe de fonctionnement d'un compteur Geiger soit assez simple, il est capable de réagir aux rayonnements ionisants les plus divers types. Ce sont les rayons α-, β-, γ-, ainsi que les rayons X, les neutrons et tout dépend de la conception de l'appareil. Ainsi, la fenêtre d'entrée d'un compteur Geiger, capable de détecter les rayonnements α et β doux, est constituée de mica d'une épaisseur de 3 à 10 microns. Pour la détection, il est constitué de béryllium et l'ultraviolet est constitué de quartz.

Où est utilisé un compteur Geiger ?

Le principe de fonctionnement d'un compteur Geiger constitue la base du fonctionnement de la plupart des dosimètres modernes. Ces petits appareils, relativement peu coûteux, sont très sensibles et sont capables d'afficher les résultats dans des unités de mesure faciles à comprendre. La facilité d'utilisation permet à ces appareils d'être utilisés même par ceux qui ont très peu de connaissances en dosimétrie.

En fonction de leurs capacités et de la précision des mesures, les dosimètres peuvent être utilisés pour un usage professionnel ou domestique. Avec leur aide, vous pouvez déterminer rapidement et efficacement la source existante rayonnement ionisé aussi bien à l'extérieur qu'à l'intérieur.

Ces appareils, qui utilisent le principe d'un compteur Geiger dans leur fonctionnement, peuvent signaler rapidement un danger à l'aide de signaux visuels et sonores ou vibratoires. Ainsi, vous pouvez toujours vérifier les aliments, les vêtements, examiner les meubles, les équipements, les matériaux de construction, etc. pour vous assurer de l'absence de rayonnements nocifs pour le corps humain.