Os contadores Geiger, usam o processo natural de ionização para detectar e medir os níveis de radiação.

Crédito da imagem: Getty Images/albln

O contador Geiger, também conhecido como tubo Geiger-Muller, é um instrumento barato e útil usado para detectar e medir rapidamente a radiação. 

Existem dois tipos de radiação, não ionizante e ionizante. Radiações não ionizantes, como as micro-ondas, têm energia suficiente para agitar os átomos, mas não o suficiente para arrancar elétrons deles e mudar sua composição. A radiação ionizante, por outro lado, pode retirar os átomos de seus elétrons, em um processo chamado ionização. Como resultado, um par de íons é formado, um átomo carregado positivamente e um elétron carregado negativamente. 

Um contador Geiger explora o processo natural de ionização para detectar e medir a radiação. O dispositivo abriga um gás estável dentro de sua câmara. Quando exposto a partículas radioativas, este gás ioniza. Isso gera uma corrente elétrica que o contador registra por um período de 60 segundos.

Quando a ionização ocorre e a corrente é produzida, um alto-falante vibra e uma leitura é dada, geralmente em milisieverts (mSv) [O sievert é a unidade usada para dar uma avaliação do impacto da radiação ionizante sobre os seres humanos]. Existem vários tipos diferentes de partículas radioativas que causam ionização, conhecidas como radiação alfa, beta ou gama. No entanto, os contadores Geiger não podem diferenciar entre os diferentes tipos de radiação.

A exposição à radiação ionizante pode ser prejudicial à saúde humana. Quando esse tipo de radiação entra em contato com moléculas de DNA em células vivas, sua natureza energética pode romper, danificar ou alterar o DNA. A curta exposição a algumas formas de radiação, como os raios X para exames médicos, não causam riscos imediatos à saúde. No entanto, a exposição prolongada pode levar a mutações no DNA e produzir câncer. Portanto, os contadores Geiger são uma ferramenta inestimável para avaliar uma fonte potencial de radioatividade.

TIPOS DE RADIAÇÃO IONIZANTE

As partículas de radiação alfa com carga positiva contêm dois prótons e dois nêutrons, como o núcleo de um átomo de hélio. Eles são pesados e lentos, e podem ser bloqueados por um pedaço de papel ou uma fina camada de pele. Isso os torna significativamente menos perigosos do que outros tipos de radiação. 

As partículas de radiação beta são elétrons de alta energia (ou às vezes as contrapartes dos elétrons, chamados pósitrons). São partículas relativamente leves, com cerca de um milésimo da massa de um próton. Fontes naturais de radiação beta são elementos em decomposição radioativa, como urânio ou actínio.

A radiação gama, também conhecida como raios gama, é uma forma de radiação eletromagnética semelhante aos raios-x. Ela emite os fótons de energia mais alta (partículas de radiação eletromagnética) no espectro eletromagnético. Os raios gama são altamente penetrantes e podem facilmente passar pelo corpo para causar danos.

Este frasco de nitrato de uranila contém Rádio, um dos elementos mais radioativos da tabela periódica. Certamente enviaria qualquer contador Geiger para um ataque de cliques. Crédito da imagem: Getty

CRIANDO O CONTADOR

O contador Geiger foi idealizado e projetado pelos físicos alemães Hans Wilhelm Gieger e pelo físico britânico Ernest Rutherford, em 1908. Sua criação inicial só conseguia detectar partículas alfa. 

A dupla usou seu contador para estudar partículas alfa e, em 1911, publicou as descobertas de vários experimentos inovadores, como o experimento da folha de ouro, que acabou revelando o núcleo dos átomos para o mundo.

Entre 1925 e 1928, Geiger e seu aluno de doutorado Walter Muller melhoraram a sensibilidade do contador para detectar todos os tipos de radiação ionizante. O projeto do contador Gieger-Muller permanece relativamente inalterado nos contadores Gieger usados hoje.

O físico alemão e inventor do tubo Geiger-Muller, Dr. Hans Wilhelm Geiger, com o colega físico Ernest Rutherford. Crédito da imagem: Getty Images/Science & Society Picture Library

RECURSOS ADICIONAIS

• Saiba mais sobre a radiação nos Centros de Controle e Prevenção de Doenças.
• Descubra como a radioterapia pode ser usada para tratar o câncer através do site Cancer.gov.
• Saiba que radiação você pode encontrar na vida cotidiana.

BIBLIOGRAFIA

• H. Friedman: Tubos do Contador Geiger
• Richard Doll: Perigos da radiação ionizante: 100 anos de observações sobre o homem
• Nikola Kržanovic, Koviljka Stankovic, Miloš Živanovic, Miloš Ðaletic, Olivera Ciraj-Bjelac: Desenvolvimento e teste de um instrumento de proteção contra radiação de baixo custo baseado em um tubo Geiger-Müller compensado por energia

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Referência:

DUTFIELD, Scott; BIGGS, Ben. Geiger counter: Design, facts and uses. Live Science, Nova York, 19, abr. 2022. Disponível em: <https://www.livescience.com/how-a-geiger-counter-works.html>. Acesso em: 21, abr. 2022.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.