Se sei un fan della fantascienza vintage e dei film horror come il film "CHUD" del 1984, sei abituato a sentirti brividi lungo la schiena ogni volta che i personaggi puntano un gadget squadrato nell'oscurità e vengono avvisati della presenza di mostro radioattivo ancora invisibile da un sinistro ticchettio .
I contatori Geiger sono un oggetto di scena così familiare nei vecchi film, infatti, ti verrebbe perdonato il fatto di presumere che siano o un'invenzione che esiste solo nella mente degli sceneggiatori, oppure che siano una tecnologia obsoleta che è uscita. di moda quando le persone hanno smesso di costruire rifugi contro le bombe atomiche nei loro cortili.
In realtà, però, il contatore Geiger - che nel mondo scientifico e ingegneristico è noto come contatore Geiger-Muller - è un vero e proprio dispositivo che è ancora frequentemente utilizzato per rilevare le radiazioni in vari contesti. La Nuclear Regulatory Commission afferma che è lo strumento di radiazione portatile più comunemente usato.
Le origini della tecnologia risalgono agli inizi del 1900, quando il fisico tedesco Hans Geiger lavorò come assistente di Ernest Rutherford , vincitore del Premio Nobel per la chimica nel 1908. Rutherford ha sviluppato il concetto che un atomo contiene un nucleo di particelle ancora più piccole e che un nucleo può disintegrarsi e emettere quelle particelle. Geiger ha lavorato con Rutherford per sviluppare un dispositivo di misurazione delle radiazioni: un contatore per rilevare la particella alfa , una combinazione di due protoni e due neutroni emessi da un atomo durante il decadimento radioattivo.
La carriera di Geiger fu interrotta durante la prima guerra mondiale, nella quale prestò servizio come ufficiale di artiglieria nell'esercito tedesco, ma in seguito tornò all'insegnamento e alla ricerca. Alla fine ha collaborato con Walther Müller, uno dei suoi studenti laureati presso l'Università di Kiel, per migliorare il suo contatore, in modo che potesse rilevare altri tipi di particelle radioattive oltre alla particella alfa. Il dispositivo che hanno creato è praticamente la stessa tecnologia utilizzata oggi.
Come funziona un contatore Geiger?
Un contatore Geiger è un dispositivo relativamente semplice ed economico, costituito da un gas a bassa pressione - tipicamente argon o xeno - in una camera sigillata contenente due elettrodi. Quando la radiazione raggiunge il contatore, ionizza il gas, liberando elettroni caricati negativamente dagli atomi e creando ioni positivi dalla parte dell'atomo che rimane. Agli elettrodi viene applicata una carica elettrica ad alta tensione, che fa viaggiare gli elettroni liberi verso l'elettrodo positivo, chiamato anodo.
A causa dell'alta tensione applicata agli elettrodi c'è una regione vicino all'anodo dove il campo elettrico risultante è così forte da creare "valanghe" di elettroni secondari quando gli elettroni primari si avvicinano all'anodo, spiega Marek Flaska , assistente professore di nucleare ingegneria presso la Penn State University, in un'e-mail.
"Questa 'amplificazione del gas' si traduce in un numero molto elevato di cariche prodotte indipendentemente dalla quantità di carica primaria creata dalla radiazione", scrive Flaska. "Quando questa carica viene raccolta sugli elettrodi, il rilevatore crea un grande impulso elettrico. Questi impulsi sono grandi - diversi volt - quindi non è necessario alcun amplificatore di segnale aggiuntivo".
Perché un contatore Geiger fa clic?
Questi impulsi creano i clic che senti quando le particelle radioattive entrano nel dispositivo e provocano la divisione di ioni ed elettroni. Il numero di clic che senti indica quante volte ciò accade in un minuto. Inoltre, di solito c'è un display che indica il conteggio.
Il livello di radiazione contato da un contatore Geiger è espresso in un'unità chiamata microSievert, per ora di esposizione. ( Un sievert equivale a 1.000 milliSievert e 1 milione di microSievert.) Quindi, se il contatore Geiger legge 0,25 microSievert all'ora, significa che ha rilevato 0,25 microSievert di radiazioni in un'ora. Alcuni numeri di base da utilizzare come guida: una TAC a singolo organo fornisce una dose di radiazioni di circa 6.900 microSievert , secondo Reuters, mentre 2.000.000 di microSievert di esposizione indicherebbero un grave avvelenamento da radiazioni che porta a possibile morte, secondo Pure Earth.
Quando accendi un contatore Geiger, di solito sentirai subito alcuni clic, indipendentemente da dove ti trovi, secondo l'NRC. Ciò è dovuto alla radioattività di fondo presente in natura che proviene dal sole, dall'uranio naturale nel suolo, da alcuni tipi di roccia e dal radon , un gas radioattivo presente in natura, tra le altre fonti.
Sebbene siano disponibili numerose altre tecnologie di rilevamento delle radiazioni , il contatore Geiger è una tecnologia abbastanza semplice che esiste da un po 'e oggi è abbastanza economica, con alcune versioni consumer di fascia bassa sul mercato che costano meno di $ 100, secondo Google Shopping .
"I GM [contatori Geiger-Muller] vengono utilizzati altrove, soprattutto quando si desidera una soluzione a basso costo che non richieda la distinzione del tipo di radiazione o dell'energia", spiega in una e-mail il Los Alamos National Laboratory (LANL) .
Molte industrie usano ancora oggi i contatori Geiger per cose come il monitoraggio della contaminazione radioattiva nei laboratori . Il personale delle forze dell'ordine può utilizzare versioni sofisticate dei dispositivi per rilevare il trasporto di materiali radioattivi illeciti e anche molti soccorritori di emergenza li trasportano, secondo il Department of Homeland Security. In Giappone, i contatori Geiger personali sono diventati venditori caldi dopo l'incidente del 2011 nella centrale nucleare di Fukushima Daiichi. Sono anche usati dai cercatori per trovare uranio e altri minerali.
Ma i contatori Geiger hanno anche dei limiti. "Un contatore GM è intrinsecamente incapace di discernere quale tipo di particella ha attivato l'impulso o anche l'energia di una particella", scrive LANL. "Poiché ogni interazione produce la stessa forza di impulso - pensa a una trappola per topi impostata; quando viene scattata, produce la stessa risposta indipendentemente dal fatto che un topo o un piede umano sia responsabile, anche se le conseguenze possono essere molto diverse".
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Ora è interessante
Secondo il libro di Jeremy Bernstein " Hitler's Uranium Club: The Secret Recordings at Farm Hall ", Geiger faceva parte del "club dell'uranio", il tentativo infruttuoso della Germania di sviluppare una bomba atomica durante la seconda guerra mondiale .
