آشکارساز گایگر-مولر (Geiger-Müller Counter)، در فیزیک (Physics)
انواع حسگرها (Sensor) را در آموزش زیر شرح دادیم :
آشکارساز گایگر-مولر (Geiger-Müller Counter) :
آشکارساز گایگر-مولر (G-M) یکی از معروف ترین و پرکاربردترین آشکارسازهای پرتو برای تشخیص و اندازه گیری تقریبی نرخ دز پرتوهای یونیزان (بتا، گاما) است. این آشکارساز به دلیل حساسیت بالا، هزینه نسبتا پایین و سادگی استفاده، در کاربردهای عمومی حفاظت در برابر تشعشع (مانند دستگاه های پرتابل) بسیار رایج است. با این حال، نمی تواند انرژی پرتو را اندازه گیری کرده و طیف سنجی انجام دهد.
ساختار یک لوله G-M شامل یک لوله فلزی استوانه ای (کاتد) و یک سیم نازک در مرکز آن (آند) است که درون یک محفظه با گاز (معمولا آرگون یا نئون با مقدار کمی الکل یا هالوژن) پر شده است. یک ولتاژ بالا (معمولا ۴۰۰-۹۰۰ ولت) بین آند و کاتد اعمال می شود. این ولتاژ در ناحیه "گایگر" قرار دارد، یعنی به اندازه ای بالاست که هر یونیزاسیون اولیه (توسط یک ذره) باعث ایجاد یک بهمن الکترونی (تخلیه) در تمام طول سیم می شود.
وقتی یک ذره پرتو (آلفا، بتا یا گاما) وارد لوله شده و یک یا چند اتم گاز را یونیزه می کند، الکترون های آزاد شده به سرعت به سمت آند شتاب گرفته و در راه با اتم های دیگر برخورد کرده و یونیزاسیون بیشتری ایجاد می کنند. این بهمن الکترونی باعث ایجاد یک پالس جریان بزرگ می شود که توسط مدار الکترونیکی شمارش می شود. پس از هر تخلیه، یون های مثبت سنگین به سمت کاتد حرکت می کنند. این یون ها با رسیدن به کاتد، الکترون های جدیدی آزاد می کنند که می توانند تخلیه های بعدی را ایجاد کنند. برای جلوگیری از این تخلیه های پی در پی (و ایجاد یک تخلیه مداوم)، گاز لوله حاوی ماده "خاموش کننده" (مانند الکل) است که انرژی یون ها را جذب کرده و از آزاد شدن الکترون های ثانویه جلوگیری می کند. پس از هر پالس، لوله برای مدت کوتاهی (زمان مُرده) غیرفعال است.
مزایا:
حساسیت بالا (هر ذره شمارش می شود).
پالس خروجی بزرگ و آسان برای شمارش.
قیمت نسبتا پایین.
معایب:
ناتوانی در تعیین انرژی و نوع پرتو.
زمان مُرده (حداکثر نرخ شمارش محدود).
راندمان پایین برای پرتوهای گاما (به دلیل نفوذ بالا).
حساسیت به دما (در برخی انواع).
\[ \text{نرخ شمارش (CPM)} \propto \text{نرخ دز} \]کاربردها: دستگاه های پرتابل اندازه گیری تشعشع (survey meters)، دزیمترهای شخصی، آلارم های تشعشع در مراکز هسته ای، و آموزش فیزیک هسته ای.
