Compteur Geiger
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Le compteur Geiger[1], ou compteur Geiger-Müller (ou compteur G-M), sert à mesurer certains rayonnements ionisants (particules alpha, bêta ou gamma et rayons X, mais pas les neutrons). Cet instrument de mesure (En physique et en sciences de l’ingénieur, mesurer consiste à comparer une grandeur physique qui caractérise un objet (ou un événement) avec celle de même nature choisie comme unité de mesure. La valeur numérique de la...), dont le principe fut imaginé vers 1913 par Hans Geiger, fut mis au point (Graphie) par Geiger et Walther Müller en 1928.

Description

Il est constitué d’un tube Geiger-Müller et d’un système d’amplification et d’enregistrement du signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe sous forme d'objets ayant des formes particulières. Les signaux lumineux sont...). Le tube Geiger-Müller, une chambre métallique cylindrique dans l’axe de laquelle est tendu un mince fil métallique, est rempli d’un gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme...) sous faible pression (La pression est une notion physique fondamentale. On peut la voir comme une force rapportée à la surface sur laquelle elle s'applique.). Une tension (La tension est une force d'extension.) de l’ordre de 1000 volts est établie entre le cylindre (Un cylindre est une surface dans l'espace définie par une droite (d), appelée génératrice, passant par un point variable décrivant une courbe plane fermée...) (qui fait office de cathode) et le fil (anode).

Principe

Quand un rayonnement ionisant (Un rayonnement ionisant est un rayonnement qui produit des ionisations dans la matière qu'il traverse. Pour les rayons ionisants, il y a beaucoup d'usages pratiques, mais...) pénètre à l’intérieur du tube geiger-muller, il ionise le gaz, c’est-à-dire qu’il arrache des électrons, par effet Compton. Ces électrons se multiplient très vite par avalanche électronique, dite " avalanche de Townsend ", rendant le gaz conducteur pendant un temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) bref (phénomène de décharge) : les électrons sont accélérés par la haute tension, ils percutent des molécules de gaz et provoquent ainsi d'autres ionisations en cascade.

Du fait de cette cascade, c'est un détecteur (Un détecteur est un dispositif technique (instrument, substance, matière) qui change d'état en présence de l'élément ou de la situation pour lequel il a été spécifiquement...) qui fonctionne en permanence en saturation. L'appareil est sensible au plus petit événement, mais le temps mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par exemple la mort des étoiles). Chez les...) est assez important, de l'ordre de 200 Microsecondes, et le détecteur sature à partir de quelques centaines de coups par secondes[2] ; si le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun....) est plus important, des particules traversent le compteur sans être détectées. Par ailleurs, le facteur d'amplification (On parle d'amplificateur de force pour tout une palette de systèmes qui amplifient les efforts : mécanique, hydraulique, pneumatique, électrique.) est tel que toutes les impulsions sont à la hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) maximale, il n'est pas possible de distinguer les différents types de particules.

Après amplification, le signal électrique ainsi produit est enregistré et se traduit par une indication (Une indication (du latin indicare : indiquer) est un conseil ou une recommandation, écrit ou oral.) visuelle (aiguille, lampe) ou sonore (déclic).

Notes

  1. se prononce " gaïgueur " en allemand, mais de nombreux français prononcent " jèjère "
  2. un coup est une impulsion électrique comptée ; hors saturation, le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) de coups est proportionnel au nombre de particules ionisantes traversant le détecteur
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