가이거 계수기 (방사선 측정기)

Geiger counter

가이거 계수기는 눈에 보이지 않는 방사선을 어떻게 «딸깍» 소리로 셀까요?

무슨 일이 일어났나

가이거-뮐러 계수기는 기체를 채운 관 안에 전극이 있는 장치로, 한스 가이거와 W. 뮐러의 이름을 땄고 1920 년대에 만들어졌습니다(NRC).

방사선이 관 속 기체를 이온화하면 전자가 눈사태처럼 불어나고(APS), 음극에서 양극으로 짧고 센 전류 펄스가 흐릅니다. 1 초에 센 펄스 수가 방사선의 세기를 나타냅니다(NRC).

시뮬레이터에서 알파 원천과 계수기 사이 공기를 3.5 cm 로 두면 1 초에 40 번을 세지만, 4 cm 로 늘리면 알파가 공기에서 35.8 mm 만 가고 멈춰 0 번이 됩니다.

계수기는 알파 · 베타 · 감마를 모두 잡지만 서로 구별하지는 못하므로(LBL), 무엇인지 알려면 판을 끼우거나 거리를 바꿔 세는 수가 어떻게 줄어드는지 봅니다.

💡 생활 속 예시

  • 운동회 결승선의 계수원이 들어오는 선수를 한 명씩 세듯, 계수기는 관을 지나간 방사선을 펄스 하나씩으로 셉니다.
  • 우산에 떨어지는 빗방울 소리가 잦아질수록 비가 세다는 것을 알듯, 계수기의 «딸깍» 이 잦아질수록 방사선이 셉니다.

어떤 부품이 무엇을 하나

  • 기체를 채운 관 (계수관) — 방사선이 지나가며 관 속 기체 원자를 이온화하는 곳입니다.
  • 가운데 가는 선 (양극) — 높은 전압이 걸려 이온화로 생긴 전하를 끌어모읍니다(LBL).
  • 관 벽 (음극) — 가운데 선과 짝을 이루는 반대쪽 전극입니다.
  • 고전압 전원 — 가운데 선과 관 벽 사이에 높은 전압을 걸어 줍니다.
  • 계수 회로 · 스피커 — 펄스가 올 때마다 하나씩 세고 «딸깍» 소리를 냅니다.
  1. 고전압 전원이 관 가운데 선에 높은 전압을 겁니다.
  2. 방사선 하나가 관 속 기체를 지나며 원자에서 전자를 떼어 냅니다(이온화).
  3. 떨어진 전자가 가운데 선으로 끌려가며 다른 원자를 또 이온화해, 전자가 눈사태처럼 불어납니다.
  4. 모인 전하가 짧고 센 전류 펄스가 되어 회로로 흐릅니다.
  5. 회로가 펄스를 하나씩 세고, 1 초에 센 수를 방사선 세기로 보여 줍니다.

확인된 값

한스 가이거 · W. 뮐러의 이름을 땄고 1920 년대에 만들었다 (NRC)
1920s 출처
기체를 채운 관 안에 전극이 있다
gas-filled tube 출처
방사선이 지나가면 음극에서 양극으로 짧고 센 전류 펄스가 흐른다
current pulse 출처
1 초마다 세는 펄스 수가 방사선 세기를 나타낸다
pulses per second 출처
가장 흔히 쓰는 휴대용 방사선 측정기
most common portable 출처
러더퍼드 · 가이거의 «알파 입자를 전기로 세는 방법» 논문 해
1908 출처
가이거 · 뮐러의 «전자 계수관» 논문 해
1928 출처
알파선이 기체를 이온화하면 전자 사태(눈사태처럼 불어난 전자)가 생긴다
electron avalanche 출처
가운데 높은 전압의 가는 선이 이온화로 생긴 전하를 모은다 (LBL)
central wire, high voltage 출처
알파 · 베타 · 감마를 다 잡지만 서로 구별하지는 못한다
no discrimination 출처

교육과정에서는

  • 잉글랜드 · KS4 Physics: Atomic structure
  • 일본 · 中学校 第1分野 (3) 電流とその利用

출처

이어서 보기

같은 단원 · 원자핵과 방사선

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