Si eres un fanático de la ciencia ficción antigua y las películas de terror, como la película de 1984 "CHUD", estás acostumbrado a sentir un escalofrío cada vez que los personajes apuntan con un dispositivo cuadrado a la oscuridad y son alertados de la presencia de algunos. monstruo radiactivo aún no visto por un siniestro sonido de clic .
Los contadores Geiger son un accesorio tan familiar en las películas antiguas, de hecho, se te perdonará por asumir que son un invento que existe solo en la mente de los guionistas, o que son una tecnología obsoleta que salió. de moda cuando la gente dejó de construir refugios contra bombas atómicas en sus patios traseros.
Sin embargo, en realidad, el contador Geiger, que en el mundo científico y de la ingeniería se conoce como contador Geiger-Muller , es un dispositivo real que todavía se usa con frecuencia para detectar radiación en varios entornos. La Comisión Reguladora Nuclear dice que es el instrumento de radiación portátil más utilizado.
Los orígenes de la tecnología se remontan a principios del siglo XX, cuando el físico alemán Hans Geiger trabajaba como asistente de Ernest Rutherford , ganador del Premio Nobel de Química de 1908. Rutherford desarrolló el concepto de que un átomo contiene un núcleo de partículas aún más pequeñas y que un núcleo puede desintegrarse y desprender esas partículas. Geiger trabajó con Rutherford para desarrollar un dispositivo de medición de radiación: un contador para detectar la partícula alfa , una combinación de dos protones y dos neutrones que emite un átomo durante la desintegración radiactiva.
La carrera de Geiger se vio interrumpida en la Primera Guerra Mundial, en la que se desempeñó como oficial de artillería en el ejército alemán, pero luego volvió a la docencia y la investigación. Finalmente, se asoció con Walther Müller, uno de sus estudiantes de posgrado en la Universidad de Kiel, para mejorar su contador, de modo que pudiera detectar otros tipos de partículas radiactivas además de la partícula alfa. El dispositivo que crearon es prácticamente la misma tecnología que se usa en la actualidad.
¿Cómo funciona un contador Geiger?
Un contador Geiger es un dispositivo relativamente simple y económico, que consiste en un gas a baja presión, generalmente argón o xenón , en una cámara sellada que contiene dos electrodos. Cuando la radiación llega al contador, ioniza el gas, liberando electrones cargados negativamente de los átomos y creando iones positivos de la parte del átomo que queda. Se aplica una carga eléctrica de alto voltaje a los electrodos, lo que hace que los electrones libres viajen al electrodo positivo, que se llama ánodo.
Debido al alto voltaje aplicado a los electrodos, hay una región cerca del ánodo donde el campo eléctrico resultante es tan fuerte que crea "avalanchas" de electrones secundarios cuando los electrones primarios se acercan al ánodo, explica Marek Flaska , profesor asistente de nuclear. ingeniería en Penn State University, en un correo electrónico.
"Esta 'amplificación de gas' da como resultado una gran cantidad de cargas producidas sin importar cuánta carga primaria sea creada por la radiación", escribe Flaska. "Cuando esta carga se recoge en los electrodos, el detector crea un gran pulso eléctrico. Estos pulsos son grandes, varios voltios, por lo que no se necesita un amplificador de señal adicional".
¿Por qué hace clic un contador Geiger?
Esos pulsos crean los clics que se escuchan cuando las partículas radiactivas ingresan al dispositivo y hacen que los iones y los electrones se dividan. La cantidad de clics que escuchas indica cuántas veces ocurre esto en un minuto. Además, suele haber una pantalla que indica el recuento.
El nivel de radiación contado por un contador Geiger se expresa en una unidad llamada microSieverts, por hora de exposición. ( Un sievert equivale a 1000 miliSieverts y 1 millón de microSieverts.) Entonces, si el contador Geiger lee 0.25 microSieverts por hora, eso significa que detectó 0.25 microSieverts de radiación en una hora. Algunos números básicos para usar como guía: una tomografía computarizada de un solo órgano da una dosis de radiación de aproximadamente 6,900 microSieverts , según Reuters, mientras que 2,000,000 de microSieverts de exposición indicarían una intoxicación por radiación grave que conduce a una posible muerte, según Pure Earth.
Cuando enciende un contador Geiger, generalmente escuchará algunos clics de inmediato, sin importar dónde se encuentre, según la NRC. Eso se debe a la radiactividad de fondo natural que proviene del sol, el uranio natural del suelo, ciertos tipos de rocas y el radón , un gas radiactivo natural, entre otras fuentes.
Aunque hay varias otras tecnologías de detección de radiación disponibles, el contador Geiger es una tecnología bastante simple que ha existido por un tiempo y es bastante económica hoy en día, con algunas versiones de consumo de gama baja en el mercado que cuestan menos de $ 100. según Google Shopping .
"Los GM [contadores Geiger-Muller] se utilizan en otros lugares, especialmente cuando se desea una solución de bajo costo que no requiera diferenciar el tipo de radiación o la energía", explica el Laboratorio Nacional de Los Alamos (LANL) en un correo electrónico.
Muchas industrias todavía usan contadores Geiger hoy en día para cosas como monitorear la contaminación radiactiva en los laboratorios . El personal encargado de hacer cumplir la ley puede usar versiones sofisticadas de los dispositivos para detectar el transporte de materiales radiactivos ilícitos , y muchos servicios de emergencia también los llevan, según el Departamento de Seguridad Nacional. En Japón, los contadores Geiger personales se volvieron muy vendidos después del accidente de 2011 en la planta de energía nuclear de Fukushima Daiichi. Los buscadores también los utilizan para encontrar uranio y otros minerales.
Pero los contadores Geiger también tienen limitaciones. "Un contador GM es intrínsecamente incapaz de discernir qué tipo de partícula activó el pulso o incluso la energía de una partícula", escribe LANL. "Debido a que cada interacción produce la misma fuerza de pulso, piense en una trampa para ratones colocada; cuando se abre, produce la misma respuesta independientemente de si el responsable es un ratón o un pie humano, aunque las consecuencias pueden ser muy diferentes".
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Eso es interesante
Geiger formó brevemente parte del "club de uranio", el fallido esfuerzo de Alemania por desarrollar una bomba atómica durante la Segunda Guerra Mundial, según el libro de Jeremy Bernstein " Hitler's Uranium Club: The Secret Recordings at Farm Hall ".
