Se você é fã de ficção científica vintage e filmes de terror, como o filme "CHUD" de 1984, está acostumado a sentir um arrepio na espinha sempre que os personagens apontam um gadget quadradão para a escuridão e são alertados da presença de algum monstro radioativo ainda não visto por um som de clique sinistro .
Os contadores Geiger são um acessório tão familiar em filmes antigos, na verdade, que você seria perdoado por presumir que eles são uma invenção que existe apenas na mente dos roteiristas ou que são uma tecnologia obsoleta que saiu da moda quando as pessoas pararam de construir abrigos contra bombas atômicas em seus quintais.
Na realidade, porém, o contador Geiger - que no mundo científico e da engenharia é conhecido como contador Geiger-Muller - é um dispositivo real que ainda é frequentemente usado para detectar radiação em vários ambientes. A Comissão Reguladora Nuclear diz que é o instrumento de radiação portátil mais comumente usado.
As origens da tecnologia remontam ao início dos anos 1900, quando o físico alemão Hans Geiger trabalhou como assistente de Ernest Rutherford , ganhador do Prêmio Nobel de Química em 1908. Rutherford desenvolveu o conceito de que um átomo contém um núcleo de partículas ainda menores e que um núcleo pode se desintegrar e liberar essas partículas. Geiger trabalhou com Rutherford para desenvolver um dispositivo de medição de radiação - um contador para detectar a partícula alfa , uma combinação de dois prótons e dois nêutrons que é emitida por um átomo durante o decaimento radioativo.
A carreira de Geiger foi interrompida na Primeira Guerra Mundial, na qual serviu como oficial de artilharia no exército alemão, mas depois voltou a ensinar e pesquisar. Ele acabou se juntando a Walther Müller, um de seus alunos de graduação na Universidade de Kiel, para melhorar seu contador, de modo que pudesse detectar outros tipos de partículas radioativas, além da partícula alfa. O dispositivo que eles criaram é praticamente a mesma tecnologia usada hoje.
Como funciona um contador Geiger?
Um contador Geiger é um dispositivo relativamente simples e barato, consistindo de um gás de baixa pressão - normalmente argônio ou xenônio - em uma câmara selada contendo dois eletrodos. Quando a radiação atinge o contador, ela ioniza o gás, liberando elétrons carregados negativamente dos átomos e criando íons positivos da parte restante do átomo. Uma carga elétrica de alta voltagem é aplicada aos eletrodos, o que faz com que os elétrons livres viajem para o eletrodo positivo, que é chamado de ânodo.
Por causa da alta tensão aplicada aos eletrodos, há uma região perto do ânodo onde o campo elétrico resultante é tão forte que cria "avalanches" de elétrons secundários quando os elétrons primários se aproximam do ânodo, explica Marek Flaska , professor assistente de nuclear engenharia da Penn State University, em um e-mail.
"Esta 'amplificação de gás' resulta em um grande número de cargas produzidas, não importa quanta carga primária é criada pela radiação", escreve Flaska. "Onde essa carga é coletada nos eletrodos, um grande pulso elétrico é criado pelo detector. Esses pulsos são grandes - vários volts - então nenhum amplificador de sinal adicional é necessário."
Por que um contador Geiger clica?
Esses pulsos criam os cliques que você ouve quando as partículas radioativas entram no dispositivo e fazem com que íons e elétrons se separem. O número de cliques que você ouve indica quantas vezes isso está acontecendo em um minuto. Além disso, geralmente há um display que indica a contagem.
O nível de radiação contado por um contador Geiger é expresso em uma unidade chamada microSieverts, por hora de exposição. ( Um sievert equivale a 1.000 miliSieverts e 1 milhão de microSieverts.) Portanto, se o contador Geiger lê 0,25 microSieverts por hora, isso significa que detectou 0,25 microSieverts de radiação em uma hora. Alguns números básicos para usar como um guia: uma tomografia computadorizada de um único órgão fornece uma dose de radiação de cerca de 6.900 microSieverts , de acordo com a Reuters, enquanto 2.000.000 microSieverts de exposição indicariam envenenamento por radiação grave levando à possível morte, de acordo com a Pure Earth.
Quando você liga um contador Geiger, geralmente ouve alguns cliques imediatamente, não importa onde você esteja, de acordo com o NRC. Isso se deve à radioatividade natural que vem do sol, ao urânio natural do solo, a certos tipos de rocha e ao radônio , um gás radioativo que ocorre naturalmente, entre outras fontes.
Embora haja uma série de outras tecnologias de detecção de radiação disponíveis, o contador Geiger é uma tecnologia bastante simples que existe há um tempo e eles são bastante baratos hoje, com algumas versões de consumo de baixo custo no mercado que custam menos de US $ 100, de acordo com o Google Shopping .
"GMs [contadores Geiger-Muller] são usados em outros lugares, especialmente quando uma solução de baixo custo que não requer a distinção do tipo de radiação ou energia é desejada", explica o Laboratório Nacional de Los Alamos (LANL) por e-mail.
Muitas indústrias ainda usam contadores Geiger hoje para coisas como monitorar a contaminação radioativa em laboratórios . Os policiais podem usar versões sofisticadas dos dispositivos para detectar o transporte de materiais radioativos ilícitos , e muitas equipes de emergência também os carregam, de acordo com o Departamento de Segurança Interna. No Japão, os contadores pessoais Geiger se tornaram campeões de vendas após o acidente de 2011 na usina nuclear de Fukushima Daiichi. Eles também são usados por garimpeiros para encontrar urânio e outros minerais.
Mas os contadores Geiger também têm limitações. "Um contador GM é inerentemente incapaz de discernir que tipo de partícula acionou o pulso ou mesmo a energia de uma partícula", escreve LANL. "Porque cada interação produz a mesma força de pulso - pense em uma ratoeira definida; quando acionada, ela produz a mesma resposta, independentemente se um camundongo ou pé humano é o responsável, embora as consequências possam ser muito diferentes."
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Agora isso é interessante
Geiger brevemente fez parte do "clube do urânio", o esforço malsucedido da Alemanha para desenvolver uma bomba atômica durante a Segunda Guerra Mundial, de acordo com o livro de Jeremy Bernstein " Clube do Urânio de Hitler: As Gravações Secretas no Farm Hall ".
