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Des compteurs Geiger et des dosimètres
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Comment fonctionne un compteur Geiger avec tube de comptage Geiger Müller ?
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Différence entre un compteur Geiger et un dosimètre
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Domaines d'application des compteurs de violon et des dosimètres
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Comment le rayonnement est-il mesuré à l'aide du compteur Geiger ?
Comment fonctionne un compteur Geiger avec tube de comptage Geiger Müller ?
La forme la plus courante des appareils de mesure de la radioactivité est le tube de comptage Geiger Müller, court compteur Geiger. Différents détecteurs mesurent différentes radiations :
- Rayonnement alpha
- Rayonnement bêta
- Rayonnement gamma
- Rayonnement X (rayonnement X)
Le principe de fonctionnement du tube de comptage est qu'en cas de présence d'un rayonnement radioactif dans le détecteur, une tension électrique peut être mesurée :
- Dès qu'une particules ionisant pénètre dans le tube de comptage Geiger Müller, une réaction en chaîne se produit et entraîne une décharge de gaz.
- La particules divise les électrons des noyaux atomiques du gaz précieux dans le compteur (généralement l'argon ou le krypton) et ils, ainsi que d'innombrables particules secondaires, atteignent l'anode.
- Cela crée une tension dans le tube de comptage et le gaz ionisé est conducteur pendant une courte période, le circuit se ferme et le compteur Geiger signale le rayonnement. Les nombreux ions de l'anode garantissent un déséquilibre et protègent simultanément la cathode.
- La tension dans le tube de comptage diminue et le circuit est interrompu.
- Le temps mort est désormais défini comme la durée après cette décharge de gaz pendant laquelle le compteur ne mesure pas de signal. Le temps mort se termine dès que le nuage d'ions s'est déchargé à la cathode. Selon la conception du compteur Geiger, il est compris entre 0,1 et 0,3 millisecondes.
Compteur Geiger avec tube de comptage GM pour rayons gamma, alpha et bêta
Notre Conseil pratique : différentes versions
de nombreux appareils de mesure de la radioactivité combinent la détection de plusieurs types de rayonnement radioactif. Souvent, la puissance de dose est directement lisible sur un écran, certains appareils ne peuvent être lus qu'ultérieurement à l'aide d'autres appareils et logiciels d'évaluation. Les compteurs Geiger possèdent généralement une fonction d'avertissement : acoustique, optique ou comme vibration.
Les types de construction autres que le tube de comptage Geiger Müller mesurent les rayonnements radioactifs selon le même principe. La chambre d'ionisation et le tube de comptage proportionnel sont également des tubes de comptage. Ils sont également remplis d'un gaz de comptage pour convertir la réaction des ions du rayonnement radioactif en effets électriques mesurables. La chambre d'ionisation et le tube de comptage proportionnel fonctionnent avec des tensions inférieures à celles du tube de comptage Geiger-Müller, ce qui empêche une décharge continue du gaz, suivie d'un temps mort.
Différence entre un compteur Geiger et un dosimètre
Les compteurs Geiger sont souvent conçus comme des appareils de mesure simples de la puissance de dose. Parfois, un dosimètre est intégré directement, car cette fonction supplémentaire peut être facilement mise en œuvre techniquement.
- Le compteur Geiger (appareil de mesure de la puissance de dose) mesure la dose de rayonnement actuelle. Ils détectent d'une part la présence de rayonnements radioactifs et d'autre part la mesure dans laquelle l'exposition aux rayonnements tombe en panne.
- Le dosimètre permet de mesurer la dose de rayonnement sur la durée. Cela permet de déterminer la charge de rayonnement cumulée due à des influences radioactives. Les dosimètres sont utilisés dans la protection contre les rayonnements, car ils peuvent contrôler la conformité aux valeurs limites sur de longues périodes. Les dosimètres sont souvent conçus comme dosimètres personnels mobiles qui sont constamment portés sur le corps par certains groupes professionnels.
Attention : en Autriche, les termes dosimètre et appareil de mesure de la puissance de dose sont utilisés de manière synonyme dans les prescriptions d'étalonnage. De plus, il n'existe souvent pas de distinction précise entre les appareils utilisés pour déterminer la dose de rayonnement radioactif actuelle et les appareils de mesure de la puissance de la dose sur une longue période.
Domaines d'application des compteurs de violon et des dosimètres
Appareil de mesure de rayonnement avec avertissement acoustique et anti-vibration
Les appareils de mesure de la radioactivité sont utilisés dans de nombreux domaines.l'utilisation en radiologie et en médecine nucléaire est bien connue, mais le traitement du cancer est également surveillé par dosimètre afin d'assurer une dose optimale au patient.
Les équipes de protection civile, telles que les pompiers et les militaires, sont équipées de compteurs d'otage pour pouvoir agir en fonction de ces mesures lors d'opérations ABC, de dangers alsoatomiques, biologiques et chimiques. En outre, les archéologues, les géologues et les spécialistes en art utilisent des appareils de mesure de la radioactivité sans fil inconnus avec fonction d'avertissement et des méthodes de suivi adioactives pour l'analyse de ceux-ci. Des substances radioactives à virgule flottante sont également présentes dans l'exploitation minière et sont détectées à l'aide de compteurs Geiger.
Pour les particuliers, l'achat de compteurs de violon et de dosimètres simples est possible. Les régions sont de plus en plus nombreuses, qui sont connues pour être soumises à une charge exceptionnelle de la part de milieux mitradioactifs ou qui se trouvent dans une centrale nucléaire encore active en raison de catastrophes atomiques telles que le cas de la centrale de Chernobomyle ou de la centrale de Fukushima.
Comment le rayonnement est-il mesuré à l'aide du compteur Geiger ?
Comment se produit le rayonnement radioactif ?
Dans un état neutre, les atomes et les molécules ont autant d'électrons que les protones . Cependant, si plus de protones ou d'électrons sont présents, la particules possède une charge électrique et est appelée ion. En raison de ces particules instables et causal, le rayonnement atomique est également appelé rayonnement ionisant.
Le rayonnement radioactif se produit lorsqu'un noyau atomique se désintègre. Cela peut se faire de manière naturelle ou par une séparation nucléaire ciblée. En cas de division, les rayonnements alpha, bêta et gamma sont libérés. Il serait naturellement correct de parler d'une transformation, car de nouvelles substances se forment lors de la décomposition du noyau nucléaire. Ces substances sont radioactives et non le rayonnement en tant que tel. Il s'agit donc de ce que les profanes et les médias aiment appeler le « rayonnement atomique », le rayonnement ionisant des substances radioactives.
Types de rayonnement et portée
Parmi les types de rayonnement ionisant, on compte les rayonnements alpha, bêta, gamma et X. Ils diffèrent dans leur composition et leur portée. Tandis que les rayons alpha et bêta sont composés de particules chargées, les rayons gamma et les rayons X sont composés de photons et de quanten non-lus.
Par ailleurs, le rayonnement gamma et le rayonnement X ne diffèrent pas dans leur composition, mais par la nature de leur origine : le rayonnement gamma provient de réactions nucléaires, le rayonnement X provenant d'une modification de la vitesse des particules ou des transitions à haute énergie dans la gaine des électrons.
Dans de nombreux pays, les rayons X sont nommés d'après leur découvreur Wilhelm Conrad, mais au niveau international, le raccourci X pour les rayons X est également présent pour les rayons X, comme pour les grec a, b, ɣ pour les autres types de rayonnement.
Portée des types de rayonnement :
- Le rayonnement alpha (rayonnement A) a une portée de quelques centimètres seulement. Il peut déjà être arrêté par une feuille de papier. C'est pourquoi les compteurs de violon doivent être portés au-dessus des vêtements pour la détection du rayonnement alpha.
- Le rayonnement bêta (rayonnement) s'étend sur quelques mètres. Il peut être blindé par des métaux, par exemple l'aluminium.
- Le rayonnement gamma (rayonnement ɣ) et le rayonnement X (rayonnement X) ont une portée la plus longue, avec une incidence technique sur la portée lors de la production, en particulier en ce qui concerne les rayons X. Pour le blindage, une couche de plomb épaisse ou un mur en béton est utile. C'est pourquoi le plomb est intégré dans les tabliers de protection contre les rayons X et le personnel quitte la pièce pendant l'enregistrement.
Compteur Geiger avec mesure de la dose et des impulsions, ainsi qu'un indicateur de chute
Unités dans le compteur Geiger
Le becquerel (Bq) est l'unité de mesure de la radioactivité. 1 Bq correspond à la désintégration d'un noyau d'atome en 1 seconde. La radioactivité naturelle dans nos aliments est d'environ 40 Bq par kilogramme. Autrement dit, 40 noyaux d'atome en moyenne se désintégrent en 1 seconde dans 1 kg de nourriture.
Gray (Gy) indique en revanche la quantité de rayonnement ionisant absorbée par une masse. Il s'agit d'une valeur objectif provenant des unités si Joule et Kilogramme. L'unité Gray est la mesure de la dose de rayonnement absorbée par le tissu. Avec une irradiation du corps entier de plus de 6 Gy, les chances de survie sont faibles, même avec un traitement optimal, et zéro à 15 Gy.
Sievert (SV) est l'unité de mesure pondérée de la dose de rayonnement. Il caractérise l'effet du rayonnement ionisant sur les êtres humains. Cette dose tient compte de l'effet différent des types de rayonnement et de la sensibilité différente des organes par un facteur de pondération de rayonnement. Il s'agit donc de la valeur la plus significative pour l'évaluation des risques.
Valeurs limites d'exposition aux rayonnements
Appareil de mesure de rayonnement avec signal d'avertissement acoustique et optique sur l'écran
En Allemagne, l'exposition normale aux rayonnements est d'environ deux à quatre millisievert par an. La plupart d'entre eux, 1,5 millisievert, sont à la base d'examens radiographiques.
En plus du rayonnement ionisant qui se produit lors d'une sécession nucléaire ciblée, il y a toujours un rayonnement radioactif naturel de l'espace et du sol où, par exemple, les minerais contribuent au rayonnement. Ces valeurs ne sont pas dangereuses pour l'homme.
Même en cas de rayonnement moyen, l'effet nocif de la radioactivité n'est que secondaire, par exemple en raison de l'augmentation du nombre de cancers dans la population et de modifications des biens héréditaires qui entraînent des malformations chez les descendants. A partir de 250 millisievert, l'apparition de cancers et de défauts de gènes chez les nouveau-nés est très probable. Pendant une grossesse existante, les radiations sont déjà critiques à partir de 100 millisievert.
Avec une dose d'environ 1 sievert, il y a une maladie des rayonnements aigus qui, sous sa forme douce, est accompagnée de fièvre, de diarrhée et de nausées et, dans le pire des cas, entraîne la mort par des défaillances multiples d'organes.