Contatori Geiger: Informazioni e Prezzi

Il contatore, o rilevatore Geiger è un misuratore di radiazioni di tipo ionizzante. Uno strumento, mettendola in termini più semplicistici, adoperato ancora oggi per misurare la radioattività, specialmente in bassi quantitativi.

Un po’ di storia: le origini del misuratore Geiger

Il contatore Geiger è noto ai più scrupolosi come contatore Geiger-Müller, in quanto l’invenzione originaria del fisico tedesco Hans Wilhelm Geiger risalente al 1913, venne perfezionata solo in seguito nel 1928 dal connazionale fisico Walther Müller. Un lavoro che ha donato ai posteri questo strumento di rilevazione di notevole importanza.

La sua popolarità specialmente fra i comuni cittadini in formati economicamente accessibili alle tasche e le capacità dei non esperti nel settore, è decollata purtroppo a seguito del terribile disastro avvenuto alla centrale nucleare di Černobyl nel 1986. Questo per la necessità di monitorare i livelli di radiazioni di aree, terreni e strutture di vario genere in maniera semplice e veloce.

Anche dopo l’incidente più recente di Fukushima del 2011, è tornato agli onori della cronaca fra le mani di molti cittadini, giapponesi e non solo. Questo per consentire di monitorare i livelli di radiazioni emessi da prodotti di importazione giunti da questo paese.

Attualmente il contatore Geiger è diventato per fortuna uno strumento da acquistare più per blandi monitoraggi e curiosità individuale, che non per effettivo bisogno al fine di tutelare con urgenza la propria salute. In ogni modo, quale che sia il caso che porta all’acquisto di un rilevatore di radioattività, è bene comunque documentarsi con attenzione ed approfondire le proprie conoscenze in merito.

Con una piccola base di documentazione che aiuti a comprendere il funzionamento e la struttura di fondo del contatore Geiger, nonché il significato reale delle sue rilevazioni, se ne ottimizzerà infatti l’utilizzo. Scopriamo dunque qualcosa di importante in più circa questi misuratori.

Cos’è il contatore Geiger e come funziona?

Il contatore, o rilevatore Geiger è un misuratore di radiazioni.

Nel dettaglio, esso è capace di rilevare radiazioni provenienti da decadimenti di tipo Alfa, Beta e Gamma, ossia nuclei di Elio, fotoni ed elettroni ad alta energia. Questi processi sono generalmente spiegati come decadimenti radioattivi.

Il misuratore Geiger è composto da un tubo metallico che fa da catodo e contiene del gas a ridotta pressione (di solito una miscela di argon con 10% di vapori di alcool), ed un filo interno di tungsteno teso lungo l’asse del tubo che fa da collettore o anodo. All’interno del tubo il filo viene tenuto da esso isolato e mantiene un potenziale positivo leggermente inferiore al potenziale di carica, di qualche centinaio di volt.

Anodo e catodo, ossia filo e contenitore sono entrambi connessi tramite un cavo al contatore esterno, capace di misurare gli impulsi elettrici e offrirci dunque un dato numerico espresso generalmente in Röntgen, l’unità di misura dei contatori Geiger. Da qui l’utente può dunque effettuare una lettura della misurazione rapida, tramite display analogico o tradizionale.

Il suo funzionamento avviene tramite il passaggio all’interno del tubo di una particella carica tramite l’apposita finestrella realizzata in mica. Quando ciò avviene, la particella carica ionizza il gas contenuto dal tubo e viene emessa una breve scarica elettrica tra anodo e catodo, prontamente misurata dunque dal contatore.

In quali situazioni si rende utile l’uso del contatore Geiger?

Come abbiamo già visto, il contatore Geiger si presta agevolmente a misurazioni anche di tipo domestico, per piccoli e medi quantitativi di radiazioni. Ad esempio è possibile monitorare la dose di radiazioni accumulata da una persona, oppure stimare e monitorare nel tempo i livelli di irradiazione o addirittura contaminazione radioattiva nell’ambiente, nelle cose o negli alimenti.

Spesso viene adoperato per misurare i residui di radiazioni nel cibo, nel terreno e i vari elementi naturali. Molti invece lo hanno acquistato per tenere sott’occhio i livelli emessi da apparecchiature domestiche di varia natura come televisori, modem e telefoni.

Questa versatilità lo rende uno strumento potenzialmente molto utile da possedere per ogni evenienza. Un attrezzo dalla natura puramente precauzionale o dal semplice utilizzo atto magari a coadiuvare studi personali di fisica delle particelle.

Esistono differenti tipi di contatori Geiger in commercio più o meno precisi ed affidabili, fra cui purtroppo anche le versioni più economiche solitamente puramente commerciali e poco attendibili come le mini-sonde Geiger da applicare al proprio telefono. Le versioni più costose sono prevedibilmente, in genere, le più efficaci nella misurazione delle radiazioni ed è meglio puntare su queste per non sprecare il proprio tempo e denaro con giocattoli inefficaci.

Come si usa un contatore Geiger?

A prescindere dalle singole funzionalità di ogni modello, di cui è bene studiare attentamente istruzioni e manuale, l’utilizzo è generalmente abbastanza semplice. Per monitorare i livelli di radioattività di un ambiente, una cosa o una persona è sufficiente infatti avvicinare il sensore del contatore acceso alla fonte, o farlo entrare direttamente in contatto con essa.

Il misuratore avrà bisogno dunque di un lasso di tempo variabile di qualche minuto per stabilizzare ed affinare la propria rilevazione di radiazioni. Per comprendere se la misurazione sia attendibile e fare un’immediata verifica nel caso di utilizzo con oggetti e punti localizzati, è sufficiente allontanare gradualmente il rilevatore Geiger dall’oggetto o la fonte appena misurata, in questo modo si assisterà al rapido calo dei valori rilevati del contatore.

Oltre al valore numerico mostrato dal display o dall’indicatore del contatore, un parametro importante è il suono emesso dall’attrezzo o in alcuni modelli un impulso luminoso. Questi segnali in particolare quello sonoro, emesso a seconda del modello direttamente dal contatore Geiger o indirizzabile più discretamente in cuffia, è già un indicatore sufficiente a farsi un’idea dei livelli rilevati dalle misurazioni: più il suono si fa alto e rapido, tanto maggiore è il livello di radiazioni rilevato.

Solitamente, oltre ad apprendere come utilizzare il contatore Geiger a livello puramente pratico, bisogna anche comprendere la sua funzione effettiva di rilevazione ed effettuare delle misurazioni attente e ripetute nel tempo. Queste misurazioni devono inoltre tenere conto della normale e naturale fonte di radioattività presente già nell’ambiente, detta radiazione di “fondo”.

Esistono infatti in natura molte fonti di radiazioni a cui veniamo esposti regolarmente durante tutta la durata della nostra vita, in percentuali non rischiose per la nostra salute. Le radiazioni di fondo sono date principalmente da due fattori: una l’esposizione ai corpi celesti e il Sole, la cui energia produce radiazioni Gamma, e la Terra stessa, in quanto contiene nei suoi strati rocciosi elementi radioattivi come Uranio e Torio.

Può essere dunque molto utile tenere conto con cura dell’ambiente in cui si prendono le misurazioni, oltre che dell’ora del giorno e l’altitudine in cui le si effettua. Sono consigliabili insomma monitoraggi di partenza anche solo della radiazione di fondo di almeno dieci minuti, per poterla escludere dal conteggio finale: il Geiger è uno strumento che richiede pazienza e scrupolosità nei primi approcci.

Chi può usare un contatore Geiger?

Il rilevatore Geiger non è un giocattolo, esso non è pericoloso ma rimane pur sempre uno strumento importante, da usare in maniera coscienziosa. È meglio evitare l’uso dunque da parte di ragazzi o bambini non sorvegliati da adulti, o un utilizzo imprudente da parte degli stessi adulti in presenza di materiale potenzialmente pericoloso o zone a rischio radioattività.

Prima di adoperarlo dunque, meglio rivolgersi al venditore chiedendo ogni specifica del caso, e senza disdegnare consigli circa eventuali equipaggiamenti protettivi per rilevazioni in zone particolari. Le rilevazioni in alcune zone potrebbero anche richiedere permessi specifici delle autorità locali, ad esempio in aree militari o private, o zone ad alto rischio in cui non è saggio addentrarsi senza un’opportuna preparazione.

Vantaggi e svantaggi del rilevatore Geiger

Questo strumento di rilevazione ha al suo attivo più fattori positivi che negativi, i secondi infatti sono puramente trascurabili nell’ottica della misurazione della radioattività. Il contatore Geiger di negativo ha infatti l’impossibilità di rilevare l’energia effettiva delle radiazioni rilevate o di rilevare nella maggior parte dei casi le particelle Alfa.

L’assenza della possibilità di rilevazione delle particelle Alfa è un problema che si auto-elimina, dato che queste sono potenzialmente innocue esternamente perché incapaci di penetrare l’epidermide. Inoltre l’emissione di particelle Alfa e Beta da una fonte radioattiva, è sempre accompagnata da quella di radiazioni Gamma, correttamente rilevate invece dallo strumento.

I contatori Geiger poi sono meno precisi rispetto a quelli a scintillazione nel rilevare i livelli più bassi di radiazioni. Un utilizzo corretto comunque, che dia il giusto tempo allo strumento di eseguire monitoraggi efficaci va comunque a coprire senza difficoltà tale carenza.

Fra i vantaggi del rilevatore Geiger troviamo invece la durata nel tempo, l’affidabilità delle rilevazioni, una buona semplicità di utilizzo alla portata di tutti, a fronte di un minimo di applicazione nel documentarsi correttamente. Il costo, relativamente ad altri macchinari e analisi è inoltre abbastanza contenuto e più o meno alla portata di chiunque senza dover ricorrere ad investimenti troppo onerosi.

Come procurarsi un rilevatore Geiger?

L’acquisto può essere fatto liberamente senza dover richiedere permessi particolari e si può effettuare anche comodamente a casa propria tramite siti di e-commerce (possibilmente referenziati e affidabili), o i negozi online dei produttori più noti. In alternativa si possono ordinare presso i negozi di componenti elettronici specializzati possibilmente in attrezzature speciali: è assai improbabile insomma trovarli esposti come comuni attrezzi presso un esercizio commerciale.

Nel caso dell’acquisto online è ovviamente consigliato un occhio di riguardo a recensioni sul produttore e il prodotto stesso. Non mancano difatti, purtroppo, potenziali fregature come il caso citato in precedenza dei super economici mini rilevatori Geiger da applicare al comune telefonino: solo pochi di essi possono rivelarsi realmente efficaci e attendibili.

I prezzi variano ovviamente a seconda della marca e della tipologia di contatore, dei materiali con cui è realizzato e della sua precisione effettiva. Solitamente si parla di cifre che, per quelli realmente efficienti, partono dal centinaio di euro in su, mentre uno dei modelli più comuni ha un costo che si aggira attorno ai quattrocento euro.

Chi sono i migliori produttori di contatori Geiger?

A livello di produzione e realizzazione dei tubi rilevatori di radiazioni ionizzanti, sono numerose le marche che nel mondo producono svariati prodotti efficaci e con sostanziali differenze in merito a dimensioni e prezzi. Una delle zone sicuramente più avanzate in tal senso, è tutta l’area dell’ex Unione Sovietica, seguita da Cina e Stati Uniti.

Anche l’Italia ha comunque le sue eccellenze nel campo e non ha nulla da invidiare ai concorrenti. Nel nostro paese produciamo infatti contatori molto efficienti.

Come costruire un contatore Geiger

Per gli amanti dell’elettronica, fisica fai da te, c’è la possibilità di acquistare dei kit appositi e assemblare da soli il proprio rilevatore Geiger. Un’esperienza utile a risparmiare qualche euro ma sopratutto a studiare e comprendere al meglio questo interessante ed utile strumento.

È possibile anche costruire un rilevatore Geiger fai da te utilizzando Arduino, la celebre piattaforma hardware ideata ad Ivrea. Le guide per procedere in tal senso sono disponibili gratuitamente online, dotate di passaggi ben dettagliati e documentati.

Qualche curiosità circa radioattività e contatori Geiger

Una delle unità di misura dell’attività di un radionuclide, molto usata agli albori degli studi in merito fu il Curie, (Ci). Il suo nome deriva dai due pionieri degli studi nel campo della radioattività Marie e Pierre Curie.

Attualmente il Curie è stato sostituito dal Becquerel nel sistema Sistema Internazionale. 1 Curie (Ci) equivale a 37 GigaBecquerel (GBq).

Vi sono numerose unità di misura che quantificano non solo le radiazioni ionizzanti e l’emissione di radiazioni di tipo X o Gamma, la loro energia, ma anche la tipologia di danni causata a differenti materiali. Il Sievert ad esempio, altra unità di misura di cui si sente spesso parlare in corrispondenza delle misurazioni coi contatori Geiger – in cui non è raro trovare tale opzione fra le conversioni immediate del contatore – è stato ideato per misurare la quantità di radiazioni che serve a causare danni sugli organismi.