盖革计数器是如何工作的?

如果你是老式科幻小说和恐怖电影的粉丝，比如1984年的电影《C.H.U.D》(C.H.U.D)，你已经习惯了每当角色把一个四四方方的小玩意指向黑暗，并被一个不祥的东西提醒，某个尚未见过的放射性怪物出现时，你的脊背就会发冷点击声音．

盖革计数器在老电影这样一个熟悉的道具,事实上,假设你会原谅他们一个发明,只存在于编剧的思想,否则,他们是一个过时的技术,当人们不再建造原子弹就过时了住所的后院。

在现实中，盖革计数器——在科学和工程领域被称为盖革-缪勒计数器-是一种仍然经常被用于检测的实际设备辐射在不同的设置。的核管理委员会说这是最常用的便携式辐射仪器。

这项技术的起源可以追溯到20世纪初，当时的德国物理学家汉斯·盖革担任…的助理欧内斯特·卢瑟福他是1908年诺贝尔化学奖得主。卢瑟福提出了这样一个概念:一个原子包含一个由更小的粒子组成的原子核，而原子核可以分解并释放出那些粒子。盖格尔与卢瑟福合作开发了一种辐射测量装置——一种用于探测α粒子即原子在放射性衰变过程中释放出的两个质子和两个中子的组合。

盖格的职业生涯在第一次世界大战中中断，他在德国军队中担任炮兵军官，但后来，他回到了教学和研究工作中。他最终与他在基尔大学(University of Kiel)的研究生之一Walther Müller合作，改进他的计数器，使其能够探测到其他类型的放射性粒子以及阿尔法粒子。他们创造的设备与今天使用的技术基本相同。

盖革计数器是如何工作的?

一个盖革计数器是否有一种相对简单和便宜的装置，通常由低压气体组成氩、氙-在一个装有两个电极的密封室里。当辐射到达计数器时，它电离气体，释放负电荷电子从原子和创造正离子从原子剩下的那部分。高压电荷被施加到电极上，这导致自由电子移动到正极，即阳极。

由于施加在电极上的高压，阳极附近有一个区域，在那里产生的电场非常强，当主电子接近阳极时，就会产生次级电子的“雪崩”，解释说Marek Flaska宾夕法尼亚州立大学(Penn State University)核工程助理教授在一封电子邮件中写道。

“这种‘气体放大’导致产生大量电荷，无论辐射产生多少初级电荷，”Flaska写道。“当电荷在电极处被收集时，探测器就会产生一个大的电脉冲。这些脉冲很大——几伏——所以不需要额外的信号放大器。”

为什么盖革计数器会滴答作响?

当放射性粒子进入设备并导致离子和电子分裂时，这些脉冲就会发出滴答声。你听到的点击次数表示一分钟内发生了多少次。此外，通常一个显示这表示计数。

盖革计数器计算出的辐射水平是以每小时暴露量微西弗为单位表示的。（一个西韦特是1000微西弗和100万微西弗。)因此，如果盖革计数器读数为每小时0.25微西弗，这意味着它在一小时内检测到0.25微西弗的辐射。一些基本的数据可以作为指导:单器官CT扫描给出的辐射剂量约为6900微西弗据路透社报道，尽管如此2000000微西弗根据Pure Earth的说法，暴露表明可能会导致死亡的严重辐射中毒。

根据NRC的说法，当你打开盖革计数器时，无论你在哪里，通常都会立刻听到一些滴答声。这是自然发生的背景辐射来自太阳，土壤中的天然铀，某些类型的岩石，以及氡这是一种天然产生的放射性气体。

虽然有一些其他辐射探测技术盖革计数器是一种相当简单的技术，已经存在了一段时间，而且现在也相当便宜，据介绍，市场上一些低端消费版本的价格不到100美元谷歌购物．

“gm(盖格-穆勒计数器)被用于其他地方，特别是当需要低成本的解决方案时，不需要区分辐射类型或能量。洛斯阿拉莫斯国家实验室在电子邮件中解释道。

如今，许多行业仍在使用盖革计数器进行监测等工作实验室放射性污染．执法人员可能会使用该装置的复杂版本来检测运输非法放射性物质,许多紧急救援人员根据国土安全部的数据，他们也携带这些武器。在日本，个人盖革计数器成为热销品2011年福岛第一核电站事故之后。勘探者也用它们来寻找铀和其他矿物质。

但盖革计数器也有局限性。LANL写道:“转基因计数器本质上无法识别是哪种粒子触发了脉冲，甚至是粒子的能量。”“因为每次互动都会产生相同的脉冲强度——想想一套捕鼠器;不管是老鼠还是人的脚引起的，当它弹起时，会产生相同的反应，尽管结果可能会有很大的不同。”

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