Detección de radiación ionizante (α, β, γ) El detector Geiger

Detección de radiación ionizante (
El detector Geiger-Müller
Objetivos
- Se pretende que el alumno se familiarice con el funcionamiento del contador Geiger-Müller
- Estudio de las propiedades de penetración y contaje de las distintas radiaciones.
Material necesario
- Contador Geiger-Müller
- Fuentes alfa (226Ra). Fuentes beta (90Sr, 14C, 22Na), Fuentes gamma (60Co)
-Láminas de papel, Al, Pb y polietileno de diferentes espesores calibrados.
Realización de la práctica
El detector Geiger-Müller (GM) es un detector gaseoso que se utiliza frecuentemente para medir
niveles de radiación. Un GM consiste básicamente en un cilindro que tiene un hilo metálico en su
centro. La pared actúa como polo positivo (ánodo) y el hilo como polo negativo (ánodo). El detector
está cerrado por una ventana muy fina en uno de sus extremos y contiene un gas en su interior
(Argón, muy frecuentemente). El GM es sensible tanto a radiación alfa, beta como gamma. Cuando
una partícula ionizante ()entra en su interior, ioniza algún átomo de Argón, esto es, la
partícula le arranca un electrón al átomo, el cual pasa a ser un ion (Ar+). Los iones positivos viajan
hacia el cátodo. Los electrones, mucho más ligeros, en su camino hacia el ánodo alcanzan la energía
suficiente para volver a ionizar otros átomos generando una avalancha de electrones que dan lugar a
un pulso o señal eléctrica. El tamaño del pulso que se obtiene en estos detectores es independiente
de la ionización causada por la partícula por lo que el detector solo cuenta número de partículas sin
distinguir su naturaleza o su energía. La versatilidad, sencillez y relativo bajo coste asociado a estos
detectores están entre sus características más apreciadas.
Láminas de atenuación de distintos materiales y espesores
Contador Geiger-Muller
Fuente radioactiva:
241
Am
Electrónica de adquisición
Caracterización de los diferentes tipos de radiación.
La radiación alfa es poco penetrante, debido principalmente a su masa, y es fácil detenerla, basta una
lámina de material. La radiación beta, o electrones, es más penetrante, pero su alcance es también
reducido, ya que los electrones interaccionan directamente con los átomos de la materia perdiendo
energía. Por último, la radiación gamma, es la más penetrante de todas y su interacción dependerá
del tipo de material que atraviese.
o
Radiación α
- Medir la penetración de la radiación alfa. Determinar el espesor mínimo de papel que detiene la
radiación alfa. Colocar a una determinada distancia una fuente de 226Ra (que emite los tres tipos de
radiación) y situar entre la fuente y el detector láminas de este material. Representar los resultados
(número de cuentas frente espesor másico (gr/cm2)). Interpretar los resultados.
- Observar si se modifican los resultados variando la distancia de la fuente al detector. Intentar
explicar este fenómeno a partir de la penetración de partículas a en el aire.
o
Radiación β.
- Medir la penetración de los electrones de la radiación beta en distintos materiales, utilizar para ello
una fuente emisora beta (ej. 90Sr) y discos de distintos espesores de Al y de Pb, representar
posteriormente los resultados.
o
Radiación γ
- Medir la penetración de la radiación gamma, para distintos materiales, para ello utilizar los discos
de Al y Pb y una fuente gamma (ej.60Co). Representar e interpretar los resultados.
Nota 1: Tener precaución con la tapa que cubre el Geiger-Müller es muy frágil y se rompe con suma
facilidad.
Nota 2: El espesor de las láminas de atenuación está referido al sistema imperial británico: pulgadas
(=25.4 mm) y mil (milésima de pulgada=25.4 µm).
Nota 3: Significado de las abreviaturas de los elementos químicos usados en esta práctica:
Al (aluminio), Ar (argón), C (carbón), Co (cobre), Na (sodio), Pb (plomo), Ra (radio), Sr (estroncio).