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4 giugno 2012

Lab trivia: il contatore Geiger

il tubo GeigerGiuro, questa volta vado sul sicuro. Sono talmente certo che non ce la farete ad indovinare di cosa si tratta, che ho addirittura scattato una foto dell'oggetto misterioso nella sua interezza. Ecco diciamo che ne ho ripreso il "lato B", ma non vi aggiungo nessun altro suggerimento. Anzi no, uno ve lo dico: appartiene alla mia collezione privata (museo) di strumenti di laboratorio. Buon divertimento...



Il tubo Geiger-Muller

Smentito, come al solito. I lettori di unico-lab sono dei veri esperti e anche questa volta dopo pochi tentativi sono arrivate subito tre risposte corrette a completare il podio di questa edizione del Lab Trivia. In ordine Simone, YakBizzarro e Andrea hanno capito che la foto ritraeva la parte posteriore di un vecchio tubo Geiger, ovvero un rivelatore molto sensibile di radiazioni.

Non voglio dilungarmi troppo nella spiegazione del Geiger, ma vi do alcune indicazioni sul come funziona. L'idea di base è quella di avere un segnale elettrico "grande" che non necessiti di un successivo stadio di amplificazione in corrispondenza di ogni radiazione che attraversando il volume del tubo interagisca o con il gas o con le pareti che compongono il rivelatore. Il segnale è talmente grande che lo si può ascoltare direttamente collegando l'uscita ad un sistema di altoparlanti.

Il rivelatore è proprio un tubo, al cui interno è contenuto una particolare miscela di gas in grado di ionizzarsi al passaggio di una "radiazione". Attraverso i terminali che avete visto nella foto-indizio viene creato un intenso campo elettrico all'interno del volume in grado di produrre quella che si chiama moltiplicazione a valanga. Ovvero i pochi ioni creati dall'interazione diretta della radiazione vengono accelerati dal campo elettrico fino ad una velocità tale da ionizzare altre molecole di gas andando a creare quel segnale grande facilmente misurabile.

Il segnale grande viene ad un prezzo non indifferente, si paga in risoluzione energetica, infatti il tubo Geiger manca di proporzionalità, cioè il segnale elettrico in uscita è indipendente dall'energia della radiazione e dal numero di cariche primarie prodotte dall'interazione. Per questo motivo lo si chiama contatore Geiger perché permette di contare quanto frequentemente arrivano radiazioni che generano una moltiplicazione a valanga.

Una parola sul quencing prima di concludere. Abbiamo detto che il campo elettrico così intenso all'interno del tubo è in grado di moltiplicare gli ioni, ma come si spegne la valanga? E' un'ottima domanda e il trucco è proprio nel quencing, ovvero nella riduzione temporanea del campo elettrico in modo da fermare la valanga per un tempo sufficientemente lungo da permettere al dispositivo di ritornare all'equilibrio. Il campo si riduce per effetto del gas che via via che si ionizza crea una distribuzione di carica spaziale che si oppone al campo elettrico frenando la valanga.

A lunedì prossimo...

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17 commenti:

  1. Qualcosa tipo un amperometro o un voltmetro?

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  2. quando ho visto il tuo nome, ho temuto che il gioco fosse finito! 

    No non è né un voltmetro né un amperometro. Ovviamente i 3 terminali postano un segnale elettrico, ma lo scopo è un altro. 

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  3. Io l'ho scritto su Fb, ma secondo me è una camera a ionizzazione...

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  4. Bravo Simone Gianfelici ... molto molto vicino. Non è una camera a ionizzazione, ma è simile, quindi è ...

    (la mia teoria che era difficile è andata a questa volta a pallino...)

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  5. Si gongola del buon risultato dei suoi studi... :D

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  6. Bravo! Adesso sappiamo che la professione di fisico ti apre le porte del lab trivia!  Diciamo, almeno quelle! 

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  7. Ehi, grazie della fiducia :)
    Ci riprovo (copiando spudoratamente da Simone Gianfelici), un tubo Geiger?

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  8. bravo! adesso che la finestra sia in mica o meno non lo so... però posso dirti che il peso per unità di superficie è 2.3 mg/cm2. 

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  9. kumachanTokyo5 giugno 2012 06:29

    E adesso vogliammo sapere marca e modello :)

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  10. Questo è facile: è un general electric & co modello 2132. :)

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  11. Ho pubblicato la soluzione di questa settimana... se vi va di leggerla! 

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  12. Un'altro degli accorgimenti utilizzati nei moderni tubi geiger per lo spegnimento dell'arco elettrico derivato dalla ionizzazione del gas quando viene attraversato da un radio nuclide, è quello di miscelare insieme al gas inerte, (in genere Argon alla pressione di 0,1 atm), nelle dovute proporzioni, (circa 20:1), anche il vapore di alcool, che grazie alla sua proprietà autoestinguente favorisce il rapido spegnimento dell'arco elettrico. Riguardo il quencing, questo si può ottenere facilmente inserendo in serie al circuito di alimentazione del tubo geiger una resistenza con un valore minimo di 5 megaohm. Se siete interessati ad ulteriori approfondimenti sul tubo geiger, sul funzionamento e l'utilizzo del contatore geiger, visitate il portale: http://www.contatoregeiger.net

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