Om du är ett fan av vintage science fiction och skräckfilmer som 1984 -filmen "C.H.U.D., "Du är van vid att få en chill längs ryggraden när tecken pekar en boxig pryl in i mörkret och blir varnade för närvaron av ett ännu osynligt radioaktivt monster av ett illavarslande klickljud.

Geiger -räknare är en så bekant rekvisit i gamla filmer, faktiskt, att du skulle bli förlåten för att anta att de antingen är en uppfinning som bara finns i huvudet på manusförfattare, eller att de är en föråldrad teknik som gick ur mode när människor slutade bygga atombombskydd i deras bakgårdar.

I verkligheten, fastän, Geigermätaren-som i den vetenskapliga och tekniska världen är känd som Geiger-Muller-räknaren-är en faktisk enhet som fortfarande används ofta för att detektera strålning i olika inställningar. Nuclear Regulatory Commission säger att det är det mest använda bärbara strålningsinstrumentet.

Teknologins ursprung går tillbaka till början av 1900 -talet, när den tyska fysikern Hans Geiger arbetade som assistent för Ernest Rutherford, vinnare av Nobelpriset i kemi 1908. Rutherford utvecklade konceptet att en atom innehåller en kärna av ännu mindre partiklar, och att en kärna kan sönderfalla och avge de partiklarna. Geiger arbetade med Rutherford för att utveckla en strålningsmätare-en räknare för att detektera alfa-partikeln, en kombination av två protoner och två neutroner som avges av en atom under radioaktivt sönderfall.

Geigers karriär avbröts första världskriget, där han tjänstgjorde som artilleriofficer i den tyska armén, men efteråt, han återvände till undervisning och forskning. Han samarbetade så småningom med Walther Müller, en av hans doktorander vid universitetet i Kiel, för att förbättra sin räknare, så att den kunde detektera andra typer av radioaktiva partiklar samt alfa -partikeln. Enheten de skapade är i stort sett samma teknik som används idag.

Hur fungerar en Geiger -räknare?

En Geiger -räknare är en relativt enkel och billig enhet, som består av en lågtrycksgas - typiskt argon eller xenon - i en sluten kammare som innehåller två elektroder. När strålningen når disken, det joniserar gasen, frigöra negativt laddade elektroner från atomer och skapa positiva joner från den del av atomen som finns kvar. En högspännings elektrisk laddning appliceras på elektroderna, vilket får de fria elektronerna att resa till den positiva elektroden, som kallas en anod.

På grund av den höga spänning som appliceras på elektroderna finns det ett område nära anoden där det resulterande elektriska fältet är så starkt att det skapar "laviner" av sekundära elektroner när de primära elektronerna närmar sig anoden, förklarar Marek Flaska, en biträdande professor i kärnteknik vid Penn State University, i ett mejl.

"Denna" gasförstärkning "resulterar i ett mycket stort antal laddningar som produceras oavsett hur mycket primär laddning som skapas av strålning, "Flaska skriver." Där denna laddning samlas upp vid elektroderna, en stor elektrisk puls skapas av detektorn. Dessa pulser är stora - flera volt - så ingen extra signalförstärkare behövs. "

Varför klickar en Geiger -räknare?

Dessa pulser skapar de klick som du hör när radioaktiva partiklar kommer in i enheten och får joner och elektroner att splittras. Antalet klick som du hör indikerar hur många gånger detta händer på en minut. Dessutom, Det finns vanligtvis en display som anger antalet.

Nivån av strålning som räknas av en Geiger -räknare uttrycks i en enhet som kallas microSieverts, per exponeringstimme. (En sievert är 1, 000 milliSieverts och 1 miljon microSieverts.) Så om Geiger -räknaren läser 0,25 microSieverts per timme, det betyder att den upptäckte .25 mikroSieverts av strålning på en timmes tid. Några grundläggande siffror att använda som vägledning:En enda-organ CT-skanning ger en strålningsdos på cirka 6, 900 microSieverts, enligt Reuters, medan 2, 000, 000 mikroSiever av exponering skulle indikera allvarlig strålningsförgiftning som leder till möjlig död, enligt Pure Earth.

När du slår på en Geiger -räknare, du hör vanligtvis några klick direkt, oavsett var du är, enligt NRC. Det beror på naturligt förekommande bakgrundsradioaktivitet som kommer från solen, naturligt uran i jorden, vissa typer av stenar, och radon, en naturligt förekommande radioaktiv gas, bland andra källor.

Även om det finns ett antal andra strålningsdetekteringstekniker tillgängliga, Geigerdisken är en ganska enkel teknik som har funnits ett tag och de är ganska billiga idag, med några low-end konsumentversioner på marknaden som kostar mindre än $ 100, enligt Google Shopping.

"GMs [Geiger-Muller-räknare] används någon annanstans, särskilt när en billig lösning som inte kräver särskiljande strålningstyp eller energi önskas, "förklarar Los Alamos National Laboratory (LANL) i ett mejl.

Många industrier använder fortfarande Geiger -räknare idag för bland annat övervakning av radioaktiv kontaminering i laboratorier. Polismyndigheten får använda sofistikerade versioner av enheterna för att upptäcka transport av olagligt radioaktivt material, och många räddningspersonal bär dem också, enligt Department of Homeland Security. I Japan, personliga Geigerdiskar blev heta säljare efter olyckan 2011 vid kärnkraftverket i Fukushima Daiichi. De används också av prospektörer för att hitta uran och andra mineraler.

Men Geigerdiskarna har också begränsningar. "En GM -räknare är i och för sig oförmögen att urskilja vilken typ av partikel som utlöste pulsen eller ens energin i en partikel, "LANL skriver." Eftersom varje interaktion ger samma pulsstyrka - tänk på en uppsatt musfälla; när den fjädrar ger den samma svar oavsett om en mus eller människofot är ansvarig, även om konsekvenserna kan vara mycket olika. "

HowStuffWorks kan tjäna en liten provision från affiliate -länkar i den här artikeln.

Geiger var kort en del av "uranklubben, "Tysklands misslyckade försök att utveckla en atombomb under andra världskriget, enligt Jeremy Bernsteins bok "Hitlers Uranium Club:The Secret Recordings at Farm Hall".