Il Contatore Geiger

 Il legame dello stumento con la chimica è sicuramente nel suo principio di funzionamento infatti si basa su un gas in grado di ionizzarsi. Infatti un gas allo stato normale si comporta come un dielettrico mentre se sottoposto a un campo elettrico di elevata intensità si può ionizzare ovvero avere un comportamento da conduttore.  All'interno di un contatore Geiger la differenza di potenziale tra catodo(superficie del cilindro contentente il gas) e andodo(filo all'interno) è tale che l'impatto di una particella ionizzante con il gas generi una piccola scarica di corrente chiamata scarica oscura o cascata di Townsend. Quello che avviene è che la particella ionizzata iniziale si scontra con un atomo neutro del gas che produce altri elettroni. Questi elettroni essendo sottoposti al campo elettrico vengono accelerati e colpiscono a loro volta altri atomi neutri che si ionizzano provocando un meccanismo a cascata. Alla fine gli elettroni si scaricano sull'anodo generando una ...

Il grafico rappresenta le diverse tecnologie per la rivelazione di particelle ionizzanti. A inizio novecento la tecnologia più diffusa e conosciuta è l'elettroscopio in grado di rilevare solo cariche elettriche. Successivamente si sviluppano le camere a ionizzazione e i contatori Geiger. Dopo la seconda guerra mondiale con lo sviluppo e lo studio dell'energia nucleare e la radioattività si ha un incremento significativo delle diverse tecnologie nella letteratura scientifica ma non solo. Anche il grande pubblico viene a conoscienza dei rivelatori di particelle, significativo è il prossimo grafico. Il grafico rappresenta i dati relativi alla presenza nella letteratura delle parole contatore Geiger, Civil Defense e uranium ore. Si nota come dopo la creazione della Civil Defence in america(organizzazione nata per preparare i civili a un possibile attacco militare), la propaganda governativa sulla ricerca dell'uranio e la commercializzazione di rivelatori di radioattività i term...

Il primo riferimento a un contatore Geiger si ha con questo documento pubblicato da Ernest Rutherford e Hans Geiger nel 1908. Uno dei primi brevetti relativi a un tubo di Geiger-Muller di A. S. Keaton datato 27 ottobre 1944. brev. US2409498A Indroduzione da parte di Sidney H. Liebson di un gas alogeno all'interno della camera di ionizzazione del gas che permette una riduzione del voltaggio necessario al funzionamento del dispositivo, sostituendo il vecchio tubo GM che utilizzava miscele di gas differenti. brev. US2586836A, 1948 Struttura differente di un tubo di Geiger-Muller con una finestra in mica brevettata dalla Victoreen il 14 aprile 1947, inoltre presenta una struttura rinforzata resistente agli urti permettendo l'uso dello strumento all'aperto e non solo in laboratorio per il pericolo di rompere la sonda. brev. US2542440A. fonti: https://patents.google.com/patent/US2409498A   https://patents.google.com/patent/US2586836A https://patents.google.com/patent/US2542440A ...

  fonti: https://www.phys.uniroma1.it/DipWeb/web_disp/d2/dispense/mattioli/TRivelatori2002.pdf  

HANS GEIGER Nato il 30 settembre 1883 a Neustadt an der Haardt, in Germania. Nel 1906 consegue la laurea in fisica all'univesità di Erlangen. Dopo poco tempo si trasferisce all'università di Manchester dove diventa uno dei fidati collaboratori di Ernest Rutherford. Qui costruisce la sua prima versione del contatore di particelle che porta il suo nome. Nel 1912 si trasferisce all'istituto nazionale per la scienza e tecnologia di Berlino dove continua gli studi sulla struttura dell'atomo. Partecipa alla prima guerra mondiale come ufficiale di artiglieria nei ranghi tedeschi. Nel 1924 insieme a Bothe conferma sperimentalmente l'esffetto Compton. Nel 1925 accetta la posizione di insegnante all'università di Kiel, qui insieme a Walther Muller perfeziona il contatore Geiger-Muller. Successivamente dedicherà i suoi studi a i raggi cosmici, radioattività artificiale e fissione nucleare prima all'università di Tubinga e poi ne '36 al Technische Hochschule di Berl...

La parte più importante dello strumento è sicuramente il tubo di Geiger-Muller, abbreviato GM. Il tubo è composto da un cilindro conduttore che funziona da catodo e un sottile filo interno che costituisce l'anodo, l'interno è riempito da una miscela di gas sotto pressione. Proprio sui gas vorrei soffermarmi come principali materiali dello strumento. La miscela di gas è composta da un gas di riempimento e da un gas di raffreddamento che può essere di natura organica o inorganica(un gas alogeno). Il gas di riempimento permette la ionizzazione dello stesso e il funzionamento dello strumento. Mentre il gas di raffreddamento serve a riportare il tubo di GM alle condizioni iniziali per permettere la rivelazione di un altra particella ionizzante. Se il gas di riempimento è l'elio allora si usa un gas di tipo organico, tipicamente l'isobutano. Se il gas di riempimento è il neon(oppure argon o krypton)si utilizza un gas alogeno come il cloro. ELIO: simbolo chimico He, scoperto n...