Geiger sayacı, bir ucunda plastik veya seramik bir pencere ile kapatılmış düşük basınçlı gazla doldurulmuş metal bir silindirdir. Tüpün ortasından aşağıya doğru tungsten yapılmış ince bir metal tel var. Tel, yüksek ve pozitif bir voltaja bağlıdır, bu nedenle dış boru ile güçlü bir elektrik alanı vardır.
Radyasyon tüpe girdiğinde, iyonlaşmaya neden olur, gaz moleküllerini iyonlara ve elektronlara böler. Negatif yüklü elektronlar, yüksek voltajlı pozitif tel tarafından anında çekilir ve tüp boyunca yakınlaştıkça daha fazla gaz molekülü ile çarpışır ve daha fazla iyonizasyon üretir. Sonuç olarak, bir çok elektron aniden kabloya ulaşarak bir metrede ölçülebilen ve (sayaç bir amplifikatöre ve hoparlöre bağlıysa) bir “tık” olarak duyulan bir elektrik darbesi üretir. İyonlar ve elektronlar tüp içindeki milyarlarca gaz molekülü arasında hızla emilir, böylece sayaç etkili bir şekilde daha fazla radyasyon tespit etmeye hazır bir saniyenin bir kısmında kendini sıfırlar. Geiger sayaçları alfa, beta ve gama radyasyonunu tespit edebilir.
Peki Bu Geiger Sayacı Nasıl Çalışır?
- Radyasyon (koyu mavi) dedektör tüpünün dışında rasgele hareket ediyor.
- Radyasyonun bir kısmı tüpün ucundaki pencereye (gri) girer.
- Radyasyon (koyu mavi) tüpte (turuncu) gaz molekülleri ile çarpıştığında iyonlaşmaya neden olur: gaz moleküllerinin bazıları pozitif iyonlara (kırmızı) ve elektronlara (sarı) dönüşür.
- Pozitif iyonlar tüpün dışına çekilir (açık mavi).
- Elektronlar, yüksek pozitif voltajda muhafaza edilen borunun iç kısmından aşağıya doğru ilerleyen metal bir tele (kırmızı) çekilir. Elektronlar tele doğru ilerlerken, bazıları diğer gaz molekülleri ile çarpışarak iyonlara ve daha fazla elektrona bölünür. Böylece, tek bir radyasyon parçacığının bile hızlı bir şekilde art arda elektron çığları üretebileceği bir tür zincirleme reaksiyon alırız; bu işlem bir Geiger akıntısı olarak bilinir.
- Birçok elektron telin üzerinden geçer ve ona bağlı bir devrede bir akım patlaması meydana gelir.
- Elektronlar bir metre iğne sapması yapar ve bir hoparlör bağlıysa, parçacıklar her algılandığında yüksek bir tık sesi duyabilirsiniz. Duyduğunuz tıklama sayısı, ne kadar radyasyon bulunduğuna dair kabaca bir işaret verir (ölçüm cihazı size çok daha doğru bir fikir verir).
- Sayaç daha fazla radyasyon tespit etmeden önce, Geiger deşarjının etkilerini iptal eden söndürme adı verilen bir işlemle orijinal durumuna geri yüklenmesi gerekir. Bazen bu, tüpün içinde ikinci bir gaz (söndürme gazı, genellikle halojen denir) ile elde edilir. Veya çok büyük bir dirence sahip harici bir devre kullanılarak yapılabilir.