Le compteur Geiger Muller est l'instrument le plus répandu pour détecter les rayonnements de type ionisants.: Alfa, Bêta et Gamma, d'origine nucléaire.
Le fonctionnement du compteur Geiger est basé sur le principe du tube Geiger Muller inventé en 1913 par Hans Wilhelm Geiger puis amélioré par Walther Müller..
Le compteur Geiger utilise le tube détecteur de particules: Geiger Müller, qui est encore aujourd’hui le capteur le plus utilisé pour mesurer la radioactivité: Alfa, Bêta et Gamma. .
Les compteurs Geiger Muller sont construits avec différents paramètres d'efficacité, sensibilité et précision avec des coûts très différents. Cependant, leur fonction première est toujours la même, c'est-à-dire compter le nombre de particules radioactives qui les traversent dans un certain intervalle de temps.
Par exemple le nôtre Compteurs Geiger de la série “Guardian Ray Smart 7317 e Mini-violon 7317 “, ils utilisent exclusivement des tubes Geiger Muller haute performance”.
Le tube Geiger fonctionne comme une chambre à dérive ionique.
Le compteur Geiger fonctionne sur le principe physique du tube Geiger Muller conçu comme une chambre à dérive ionique. le point de fonctionnement est intentionnellement réglé à une valeur de tension relativement élevée, qui est cependant légèrement inférieur à ce qui provoquerait plutôt l'ionisation totale du gaz.
Des conditions favorables ont donc été créées pour que l'ionisation supplémentaire produite par le passage du rayonnement ionisant dans le gaz ne dépende plus de l'énergie libérée par le rayonnement lui-même..
De ce fait, le champ électrique résultant auquel le gaz est soumis est alors si intense que même les ionisations secondaires créées par le passage des particules radioactives vont générer d'autres ionisations..
Ce phénomène est appelé par la physique “multiplication des avalanches”, et se manifeste par une impulsion électrique résultante due au changement soudain d'état du gaz qui, de parfait isolant, devient pendant un bref instant un conducteur de charges électriques..
Le mélange gazeux contenu dans le tube Geiger est ionisé en l'appliquant aux électrodes de la sonde elle-même, une tension électrique suffisamment élevée pour générer un état de pré-décharge.
En conséquence, le niveau d'ionisation sera légèrement inférieur à la valeur critique, ce qui provoquerait plutôt la conduction continue de son gaz interne avec une décharge électrique auto-entretenue..
En revanche, si les conditions appropriées sont réunies, le gaz contenu dans le tube Geiger lui-même ne pourra conduire le courant électrique que pendant de très courts instants., à partir du moment où il est frappé par des rayonnements ionisants.
Pour que la décharge dans le gaz d'une bouche déclenchée puisse s'éteindre très rapidement, celui-ci est mélangé à des halogènes et des vapeurs d'alcool qui contribuent au fonctionnement de “trempe”.
Un champ électrique élevé est appliqué au tube Geiger
La tension dite de pré-polarisation n'est pas appliquée directement au tube Geiger, mais une résistance de très haute valeur ohmique est interposée en série, de l'ordre de plusieurs mégohms.
Cette résistance sert essentiellement à faciliter l'extinction de la décharge électrique dans le gaz après qu'il ait été traversé par une particule ionisante..
Dans le tube Geiger Muller il y a donc deux électrodes, la cathode résultante est généralement reliée au pôle négatif de la batterie et donc à la paroi métallique ou métallisée du tube.
Au lieu de cela, l'anode est un collecteur central, isolé électriquement de la paroi du tube et soumis à une tension continue positive de l'ordre de 400 – 800V.
D'autre part, la valeur de la tension appliquée nécessaire pour atteindre la zone de réponse linéaire du tube (PLATEAU), Cela dépend non seulement des caractéristiques dimensionnelles du tube Geiger mais aussi des propriétés physiques du gaz..
Cette tension doit absolument être légèrement inférieure à ce que provoquerait une conduction continue, et par conséquent la décharge électrique dans le gaz due à l'effet d'avalanche.
Le champ électrique ainsi généré à l’intérieur du dispositif de détection ressemble donc à ceci “promptement” déclencher une avalanche de courant électrique dès qu'une seule paire d'ions se forme dans le gaz en raison du rayonnement qui le frappe.
La sensibilité réelle, cela dépend directement ainsi que de la tension appliquée, aussi par taille, en fait, plus le tube est gros, plus la surface active est grande, capable de recevoir et donc de compter les rayonnements ionisants avec une plus grande cohérence.
Chaque fois qu'une particule chargée d'énergie traverse et ionise le gaz présent dans le tube Geiger Muller,en conséquence, une micro décharge électrique se déclenche pendant quelques microsecondes ce qui provoque la circulation d'un petit courant entre les deux bornes d'alimentation.
La tension d'alimentation est appliquée en interposant une résistance de grande valeur en série avec le circuit d'alimentation du capteur..
Il arrive donc qu'entre les bornes du tube Geiger, du fait de la chute de tension due à la décharge électrique dans le gaz, une impulsion négative est générée d'une amplitude d'environ 5/10 volts avec une durée ( d'environ 50/100 microsecondes).
L'ionisation des molécules de gaz produites par toute particule ionisante qui la traverse s'ajouterait au champ électrique déjà important associé à la forte différence de potentiel appliquée aux bornes du tube compteur Geiger.
L'impulsion résultante ne dépend pas de l'énergie libérée par la particule impactante., et donc par le nombre de paires d'ions produites.
En fait, lorsqu'il traverse le tube du compteur et heurte le gaz, une de ses molécules s'ionise, créer une paire ion-électron. Mais dans ces appareils, la charge collectée est indépendante de l'ionisation primaire..
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