Hvað er Geiger-nemi? Hvað mælir hann og hvernig virkar hann?

Svar

Geiger-nemi er geislanemi af ákveðinni gerð. Um geislun má lesa meira í svarinu við spurningunni: Hvað er geislun og hvað eru til margar gerðir af henni?

Geiger-nemi flokkast undir geislamælitæki sem byggja á notkun jónunarhylkja, en jónunarhylki er lokað hylki með rafskautum sem fyllt er með gasi. Þegar geislun fellur á jónunarhylkið jónast sameindir gassins í hylkinu og til verða pör jákvætt og neikvætt hlaðinna jóna. Þessar jónir dragast að rafskautunum og mynda straum, en þannig er orðið til merki sem hægt er að koma til skila á ýmsa vegu, til dæmis sem tölu á skjá, vísi sem hreyfist eða með hljóðmerki.

Spennan yfir jónunarhylkið ræður af hve miklum krafti jónirnar dragast að rafskautunum en jónirnar myndast þegar gasið í hylkinu verður fyrir geislun. Í Geiger-nema er spennan yfir jónunarhylkið tiltölulega mikil og í hvert sinn sem geislun lendir á jónunarhylkinu verður til skriða jóna sem lendir á rafskautunum og myndar rafpúls.

Geiger-nemi er geislamælitæki.
Jónunarhylki í Geiger-nema hefur glugga á einni hlið þar sem geislun kemst inn, en til þess að jóna gasið þarf geislunin að komast að því. Efnið í glugganum þarf að duga til að halda uppi þrýstingnum sem á að vera á gasinu í hylkinu, en um leið má það ekki vera þannig að öll geislun stöðvist þar. Með mismunandi lögun og efnisvali er hægt að gera geislamæla sem eru næmir fyrir mismunandi gerðum geislunar.

Geiger-nemi getur ekki þekkt í sundur mismunandi geislun, hvort sem geislunin er agnir eða ljóseindir, og hve mikil sem orka þeirra er gerist það sama: Til verður skriða jóna sem lendir á rafskautunum og myndar rafpúls, að því gefnu að geislunin nái yfirleitt að jóna gasið. Þetta veldur því að ef gerð og orka geislunar eru óþekkt dugar mæling með Geiger-nema skammt til að spá fyrir um áhrif geislunar á þá sem fyrir henni verða. Ef hins vegar gerð geislunar er þekkt þá er hægt að kvarða geislamælinn með tilliti til þess.

Í kjarnorkuverum þarf að fylgjast með geislamengun.
Geiger-nemar eru mikið notaðir til að fylgjast með svæðum þar sem unnið er með geislavirk efni. Það er kallað geislamengun þegar geislavirkt efni hefur borist á stað sem það á ekki að vera á. Það er mikilvægt að koma í veg fyrir geislamengun vegna þess að menn geta ekki varist geislun sem þeir vita ekki af. Þar sem unnið er með geislavirk efni eru því alltaf gerðar ráðstafanir til að tryggja að þau séu aðeins þar sem þau eiga að vera en aldrei annars staðar.

Oft er það svo að geislavirka efnið er nánast eða alveg ósýnilegt og því ekki hægt að finna það nema með mæli sem nemur geislunina frá því. Einnig er það svo að mjög lítið af geislavirku efni getur gefið frá sér umtalsverða geislun.

Geiger-nemi heitir eftir Hans Geiger sem árið 1908 bjó til tæki sem gat numið alfa-agnir. Tækið var síðar nefnt í höfuðið á honum og kallað Geiger-nemi. Nemandi Geigers, sem hét Müller, endurbætti nemann árið 1928 þannig að hægt var að nema fleiri tegundir geislunar og oft er vísað til geislanema af þessari gerð sem Geiger-Müller-nema, eða GM-nema.

Heimildir:

• Powsner RA og Powsner ER. Essential Nuclear Medicine Physics, 2nd edition. Balckwell Publishing 2006.
• en.wikipedia.org - Geiger counter.

Myndir:

• en.wikipedia.org - Geiger counter. Sótt 12.7.2011.
• en.wikipedia.org - Nuclear power. Sótt 12.7.2011.