1984 년 영화 "CHUD"와 같은 빈티지 공상 과학 소설과 공포 영화의 팬이라면 캐릭터가 박스형 가제트를 어둠 속으로 가리키고 일부 존재에 대해 경고를받을 때마다 척추를 진정시키는 데 익숙합니다. 불길한 찰칵 소리로 아직 보이지 않는 방사성 몬스터 .
가이거 계수기는 오래된 영화에서 매우 친숙한 소품입니다. 사실, 그것들이 시나리오 작가의 마음 속에 만 존재하는 발명품이거나 아니면 사라진 구식 기술이라고 가정하면 용서받을 수 있습니다. 사람들이 뒷마당에 원자 폭탄 보호소 건설을 중단했을 때
그러나 실제로 과학 및 공학 세계에서 Geiger-Muller 계수기 로 알려진 가이거 계수기 는 다양한 환경에서 방사선 을 감지하는 데 여전히 자주 사용되는 실제 장치입니다 . 원자력 규제위원회 는 가장 일반적으로 사용되는 휴대용 방사선 계측기 있다고 말한다.
기술의 기원은 독일 물리학 자 한스 가이거 가 1908 년 노벨 화학상을 수상한 어니스트 러더 포드 의 조수로 일했던 1900 년대 초로 거슬러 올라갑니다 . 러더 포드는 원자가 훨씬 더 작은 입자의 핵을 포함하고 있으며 핵이 이러한 입자를 분해하여 방출 할 수 있다는 개념을 개발했습니다. 가이거는 러더 포드와 협력하여 방사능 붕괴 동안 원자가 방출하는 두 개의 양성자와 두 개의 중성자의 조합 인 알파 입자 를 감지하는 카운터 인 방사선 측정 장치를 개발했습니다 .
가이거의 경력은 제 1 차 세계 대전에서 중단되어 독일군의 포병 장교로 복무했지만 나중에 다시 가르치고 연구했습니다. 그는 결국 킬 대학 대학원생 중 한 명인 Walther Müller와 팀을 이루어 카운터를 개선하여 알파 입자뿐만 아니라 다른 유형의 방사성 입자를 감지 할 수있었습니다. 그들이 만든 장치는 오늘날 사용되는 기술과 거의 동일합니다.
가이거 계수기는 어떻게 작동합니까?
가이거 카운터 통상적 - 저압 가스로 이루어진 비교적 간단하고 저렴한 장치 아르곤 또는 크세논 - 두 개의 전극을 포함하는 밀봉 된 챔버. 방사선이 카운터에 도달하면 가스를 이온화하여 원자에서 음으로 하전 된 전자 를 해제 하고 남아있는 원자 부분에서 양이온 을 생성 합니다. 고전압 전하가 전극에 적용되어 자유 전자가 양극이라고하는 양극으로 이동합니다.
전극에 가해지는 고전압 때문에 양극 근처에 전기장이 너무 강해서 1 차 전자가 양극에 접근 할 때 2 차 전자의 "눈사태"가 생성되는 영역이 있다고 핵 조교수 인 Marek Flaska 는 설명합니다. 이메일로 Penn State University의 공학.
"이 '가스 증폭'은 방사선에 의해 생성되는 1 차 전하량에 관계없이 매우 많은 수의 전하를 생성합니다."라고 Flaska는 썼습니다. "이 전하가 전극에서 수집되는 곳에서 검출기에 의해 큰 전기 펄스가 생성됩니다. 이러한 펄스는 수 볼트이므로 추가 신호 증폭기가 필요하지 않습니다."
가이거 카운터가 클릭하는 이유는 무엇입니까?
이러한 펄스는 방사성 입자가 장치에 들어갈 때 들리는 딸깍 소리를 생성하여 이온과 전자가 분리되도록합니다. 들리는 클릭 수는 이것이 1 분 동안 발생하는 횟수를 나타냅니다. 또한 일반적으로 개수를 나타내는 디스플레이 가 있습니다.
가이거 계수기에 의해 계산 된 방사선 수준은 노출 시간당 microSieverts라는 단위로 표시됩니다. ( 시버트 1 개는 1,000 밀리 시버트와 1 백만 마이크로 시버트 입니다.) 따라서 가이거 카운터가 시간당 0.25 마이크로 시버트를 읽는다면 이는 한 시간에 .25 마이크로 시버트를 감지했음을 의미합니다. 가이드로 사용할 몇 가지 기본 수치 : 로이터에 따르면 단일 장기 CT 스캔은 약 6,900 마이크로 시버트 의 방사선 선량을 제공하는 반면, 2,000,000 마이크로 시버트 노출은 심각한 방사선 중독으로 사망 가능성이 있음을 나타냅니다.
NRC에 따르면 가이거 카운터를 켜면 위치에 관계없이 일반적으로 몇 번의 클릭 소리가 즉시 들립니다. 이는 태양, 토양의 천연 우라늄, 특정 유형의 암석, 자연적으로 발생하는 방사성 가스 인 라돈 등에서 발생하는 자연 발생 배경 방사능 때문입니다 .
사용 가능한 다른 방사선 감지 기술 이 많이 있지만 가이거 계수기는 한동안 사용되어 온 상당히 간단한 기술이며 오늘날에는 상당히 저렴하며 일부 저가형 소비자 버전은 $ 100 미만의 가격으로 시중에 나와 있습니다. Google 쇼핑 에 따르면 .
Los Alamos National Laboratory (LANL) 는 이메일에서 설명합니다. "GM [Geiger-Muller 계수기]는 특히 방사선 유형이나 에너지를 구별 할 필요가없는 저렴한 솔루션이 필요한 경우 다른 곳에서 사용됩니다 .
오늘날에도 많은 산업 에서 실험실의 방사능 오염 모니터링과 같은 작업에 가이거 계수기를 사용합니다 . 국토 안보부에 따르면 법 집행 요원은 정교한 버전의 장치를 사용하여 불법 방사성 물질 의 운송을 감지 할 수 있으며 많은 응급 구조 대원 도이를 휴대합니다. 일본에서는 2011 년 후쿠시마 제 1 원전 사고 이후 개인 가이거 카운터 가 인기를 끌었다 . 그들은 또한 우라늄 과 다른 광물 을 찾기 위해 탐사 자들이 사용합니다 .
그러나 가이거 계수기에도 한계가 있습니다. "GM 카운터는 본질적으로 어떤 유형의 입자가 펄스 또는 입자의 에너지를 유발했는지 식별 할 수 없습니다."라고 LANL은 기록합니다. "모든 상호 작용이 동일한 맥박 강도를 생성하기 때문에 – 쥐덫을 생각해보십시오. 싹을 틔 우면 결과는 훨씬 다를 수 있지만 마우스 또는 인간의 발에 책임이 있는지에 관계없이 동일한 반응을 생성합니다."
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이제 흥미 롭 네요
제레미 번스타인 (Jeremy Bernstein)의 저서 " Hitler 's Uranium Club : The Secret Recordings at Farm Hall "에 따르면 Geiger는 간단히 "우라늄 클럽"의 일부였습니다 .
