¿Para qué sirve la calibración del contador Geiger?

Question

Tengo entendido que las tres formas de calibrar los contadores Geiger son la calibración electrónica y la calibración energética, que utilizan ambas un generador de impulsos, y la calibración radiológica, que utiliza una fuente de verificación.

La calibración electrónica consiste simplemente en enviar impulsos al contador Geiger, que los registra como recuentos. Pero, ¿por qué es necesario esto? Pensaba que cada ionización en el tubo Geiger-Müller se registraba como un recuento de todos modos, sin necesidad de calibración mediante pulsos eléctricos de antemano. Entonces, ¿qué hay que calibrar? Una ionización siempre equivale a un recuento.

La calibración radiológica consiste en exponer el contador Geiger a una fuente radiactiva de control y ajustar la medición de la radiactividad del contador Geiger para que coincida con la radiactividad real conocida de la fuente de control. Pero, ¿por qué no programar simplemente el contador Geiger para que sepa que x cpm de una fuente concreta = x µSv/h detectados por un modelo concreto de tubo Geiger-Müller?

Entiendo más o menos la utilidad de la calibración de energía; entiendo que determina el umbral de tensión para cada ionización; pero no veo el sentido de los otros dos métodos.

Answer 1

En primer lugar, la respuesta se encuentra en el propio principio de una medición. Cuando se mide algo (cualquier cosa, incluso el peso, la longitud, etc.) se compara el parámetro medido del objeto con otro objeto (un patrón) con parámetros conocidos. Lo mismo ocurre con la radiactividad (cps) o con cualquier otro parámetro/medida. Esto también significa que es imposible realizar una medición "absoluta" de algo.

Los otros problemas que parece descuidar son el problema del ruido y el envejecimiento/cambio de su instrumento de medición.

El ruido es algo que siempre hay que tener en cuenta, ya que, de lo contrario, se acaban "midiendo" valores que no tienen ningún significado (ya que contienen "información" aleatoria que es el propio ruido) o se acaban produciendo "fallos" en las mediciones (e incluso se pueden extraer conclusiones erróneas de ellas). Traduciendo esto a tu pregunta: un recuento puede no ser siempre un recuento, debido al ruido presente en el instrumento (tanto en la parte física como en la electrónica).

El envejecimiento es algo que preocupa especialmente en los equipos que trabajan con radiaciones radiactivas. Dado que estas radiaciones son "ionizantes", significa que la propia exposición a esa fuente de radiación provoca la expulsión de electrones del material del instrumento (lo que a veces provoca cambios permanentes en la estructura del material). La otra causa del envejecimiento de estos materiales es el propio entorno en el que vivimos. Piense en esto: ~El 21% de la atmósfera en la que vivimos se compone de un gas muy reactivo llamado oxígeno. El otro problema radica en el hecho de que, literalmente, todo está cubierto por una fina capa de agua (una capa tan fina que no puede verse a simple vista, pero que causa problemas en la microscopía de fuerza atómica). Dado que la mayoría de los elementos de la Tierra son al menos algo reactivos (a excepción del oro y el platino), entran en reacciones químicas con el agua, el oxígeno u otros materiales del aire (CO2, los sulfuros que provocan el deslustre de la plata, etc.) y, por tanto, los materiales cambian como resultado de estas reacciones. Esto hará que los instrumentos se "desafinen", que su relación señal/ruido disminuya y otros efectos que hacen que los instrumentos se descalibren.

Además, los contadores Geiger son instrumentos realmente precisos que se encuentran entre los dispositivos más sensibles que existen. Esto significa que incluso los cambios más pequeños tendrán un efecto notable en su calibración.

Answer 2

La calibración electrónica consiste simplemente en enviar pulsos al Geiger que los registra como recuentos. Pero, ¿por qué es necesario esto? I pensaba que cada ionización en el tubo Geiger-Müller se registraba como un sin necesidad de calibración mediante pulsos eléctricos. de antemano. Entonces, ¿qué hay que calibrar? Una ionización siempre equivale a un recuento.

Es cierto, pero el contador Geiger no se ocupa de los recuentos individuales. En su lugar, convierte la frecuencia de recuento en nivel de radiación. La calibración electrónica supone que el propio tubo funciona correctamente, pero proporciona frecuencias de impulso conocidas que permiten comprobar la calibración de la tasa frente a la dosis.

La calibración radiológica consiste en exponer el contador Geiger a un fuente radiactiva de control y ajustar la medición del contador Geiger de la radiactividad para que coincida con la radiactividad real conocida de la fuente de control. Pero en lugar de eso, ¿por qué no programar simplemente el contador Geiger para saber que x cpm de una fuente particular = x µSv/h según lo detectado por un modelo concreto de tubo Geiger-Müller?

Eso es esencialmente lo que hace la calibración electrónica. Pero hace suposiciones sobre la respuesta del propio tubo GM. Exponer la unidad a una fuente de radiación conocida es (una vez que se toman las precauciones necesarias) sencillo, rápido y, por su naturaleza, exhaustivo. ¿Por qué complicarse con simulaciones cuando se puede comprobar directamente con la realidad?

Answer 3

Es sólo una suposición, no tengo ni idea de cómo se fabrican los contadores Geiger.

El recuento por sí mismo no tiene sentido sin el dominio del tiempo. Lo que realmente se mide es el "recuento por periodo de tiempo". Y el circuito de temporización necesita definitivamente una calibración, que se realiza mejor con un generador de impulsos preciso.

Answer 4

El objetivo de la calibración de un contador geiger es confirmar la respuesta correcta del detector y la linealidad a tasas de recuento altas y bajas. A tasas de recuento mucho más altas, el tiempo muerto de su circuito detector entra en acción y el resultado tiene que ser compensado por los recuentos que se pierden.

Answer 5

Se cuenta cada ionización en el contador Geiger, pero si se cuentan los pulsos, se obtiene sólo el número de desintegraciones nucleares y se quiere básicamente una tasa de dosis.

Para obtener la tasa de dosis, es necesario conocer la energía de las partículas. Porque con el contador Geiger sólo se obtiene el número de desintegraciones, hay que saber cuántos pulsos corresponden a cuánta dosis.

Pero como la energía de las partículas puede variar de un elemento a otro y no sabemos siempre cuál es la fuente radiante, hay que elegir un elemento, en el que se conoce la energía de los pulsos, como referencia para la calibración del dosímetro.

Debido a que, como se menciona en los comentarios anteriores, la sensibilidad del tubo GM puede desviarse a lo largo del tiempo, es necesario realizar calibraciones de rutina, si se desea una medición muy precisa.