Seguro que has visto muchas veces, especialmente en las películas, series o documentales, el famoso contador Giger, para medir la radiación ionizante. Pues bien, debes saber que tú mismo puedes crearte uno utilizando Arduino. Un proyecto de ciencia muy interesante con el que aprenderás sobre estos dispositivos y también podrás hacer mediciones en tu zona.
Así que, vamos allá…
¿Qué es un contador Geiger?
Para los que aún no lo sepan, un contador Geiger, también conocido como tubo Geiger-Müller, es un instrumento diseñado para detectar y medir la radiactividad ionizante. Es una herramienta fundamental en campos como la física nuclear, la medicina nuclear y la protección radiológica. Su función principal es contar las partículas ionizantes, como las partículas alfa, beta y los rayos gamma, que son emitidas por materiales radiactivos, de ahí su nombre: «contador».
Funcionamiento
El funcionamiento del contador Geiger se basa en un principio simple pero efectivo: la ionización de un gas. Para ello, se compone de las siguientes partes fundamentales:
- Tubo Geiger-Müller: el corazón del contador es un tubo metálico cilíndrico con un electrodo central de alambre fino. El espacio entre el cilindro y el alambre está lleno de un gas noble, como el argón, a baja presión.
- Generador de alto voltaje: se aplica un voltaje alto entre el cilindro y el alambre, creando un fuerte campo eléctrico. Cuando una partícula ionizante penetra en el tubo, choca con las moléculas de gas, arrancando electrones y creando iones positivos. Los electrones liberados son acelerados por el campo eléctrico y colisionan con otras moléculas de gas, creando más iones en un proceso llamado avalancha. Esta avalancha de electrones produce un breve pulso de corriente eléctrica que puede ser detectado y amplificado por un circuito electrónico.
- Contador: el circuito electrónico cuenta estos pulsos y muestra el resultado en un display, indicando el número de partículas detectadas en un intervalo de tiempo determinado. Es decir, cada pulso eléctrico generado por una avalancha representa la detección de una partícula ionizante. El circuito electrónico cuenta estos pulsos y los muestra en un display, proporcionando una medida de la actividad radiactiva.
Es importante destacar algunos detalles adicionales, ten en cuenta que las partículas radiactivas tienen suficiente energía como para arrancar electrones a los átomos de gas, es decir, generando iones positivos y por otro lado los electrones libres. Cuando los electrones liberados son acelerados por el campo eléctrico hacia el ánodo (alambre central), durante la avalancha, se genera una reacción que continúa, lo que mostraría una medición mantenida. Para evitar eso y que haga mediciones precisas a cada instante, se realiza un proceso de extinción, evitando que la carga eléctrica se vuelva continua. Una de las prácticas más habituales para esta extinción es agregar una pequeña cantidad de gas halógeno para absorber los electrones e iones, recuperando así el estado del tubo para la próxima medición.
Opciones disponibles para crear el contador Geiger con Arduino
Una vez sabes qué es un contador Geiger y comprendes su funcionamiento, lo siguiente es conocer cómo puedes montar tu propio dispositivo para medir radiación ionizante de tu entorno de forma fácil, barata y precisa.
En Amazon tienes uno de estos tubos ya creados, en un módulo compatible con Arduino, lo que facilita mucho las cosas. Además, comprar estos sensores o tubos por separado no es sencillo y son caros, puedes encontrar algunos de la época soviética de segunda mano por la red, pero lo mejor es comprar este:
También existen interesantes kits para montar, con todo lo necesario, lo que puede ser de gran ayuda, y para los que puedes crear tu propia carcasa mediante impresión 3D y así que tenga un formato más compacto y parecido a los comerciales:
Y, si eres un manitas del DIY y quieres soldar los componentes desde cero, puedes conseguir este otro:
Más adelante también analizaremos cómo montarlo y programarlo…