PROBLEMAS RESUELTOS
DE FISICA
ejercicios resueltos de física nuclear y atómica

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FÍSICA NUCLEAR

Respuesta del ejercicio 31
¿Cuáles son los principios de funcionamiento de un contador Geiger-Muller y de un contador de centelleo?

El contador de Geiger – Muller es un dispositivo de ionización, al igual que la cámara de ionización y el contador proporcional, que opera en la región en la que el voltaje aplicado alcanza valores altos, comprendidos generalmente entre 800 y 1500 voltios.

Aunque el contador propiamente dicho puede adoptar formar y tamaños diversos, los electrodos consisten siempre en un hilo central que actúa de ánodo colector, rodeado de un cátodo cilíndrico, como en el caso de un contador proporcional.

La principal ventaja de un contador Geiger – Muller radica en su amplificación gaseosa, muy considerable, que puede llegar a ser del orden de 108. Los impulsos de salida alcanzan a menudo valores de varios voltios, por lo que la operación del contador necesita muy poca amplificación externa. El tamaño del impulso es fundamentalmente independiente de la ionización específica provocada por la radiación nuclear, de manera que el instrumento es incapaz de distinguir partículas ionizantes diferentes que hayan entrado en el tubo contador.

Una característica molesta del contador Gieger – Muller es que, al producir una partícula ionizante una avalancha de pares iónicos, la descarga resultante puede iniciar por sí misma una serie de nuevas descargas, por lo que una sola partícula puede dar lugar a varios impulsos o a un impulso largo y continúo, obteniéndose como consecuencia medidas bastante erróneas. Se han ideado métodos para suprimir, o extinguir, la descarga haciendo que se para tras cada impulso primario. La mayoría de los contadores Geiger – Muller pertenecen a este tipo, denominado de “autoextinción” y suelen contener argón como gas de llenado y una pequeña cantidad de agente de extinción que suele ser etanol.

Otro inconveniente del contador de Geiger – Muller es que, con extinción apropiada, posee un tiempo muerto relativamente largo, es decir, que su poder de resolución no es bueno y sus indicaciones son defectuosas cuando el ritmo de llegada de partículas es superior a unas 5000 por segundo. Por esta razón el contador geiger – Muller no debe utilizarse en zonas de alto nivel de radiación, ya que el instrumento tiende a dar lecturas demasiado bajas y ello puede conducir a una exposición excesiva.

Los contadores de centelleo basan su funcionamiento en que en sólidos y en líquidos las radiaciones nucleares suelen producir, más que ionización, excitación electrónica.

Ciertas sustancias, denominadas fósforos, emiten el exceso de energía en un intervalo muy corto en forma de destello luminoso, después de ser excitados. Si el fósforo es transparente, puede hacerse que el destello caiga sobre el cátodo de un tubo fotomultiplicador. Este último produce un impulso de tensión apreciable, correspondiente a cada partícula (o fotón) de la radiación nuclear. Los impulsos se cuentan de la misma manera que en el caso de otros tipos de contadores.

Una de las ventajas del contador de centelleo es que puede medir actividades muy altas. Por esa razón ha desplazado al contador de Geiger – Muller de algunas aplicaciones. Sin embargo, es más caro, necesita equipo electrónico más complicado y no es tan robusto como el contador Geiger – Muller.
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tema escrito por: José Antonio Hervás