Contador Geiger

Qué es el contador Geiger

El nombre honra a dos físicos alemanes. Hans Geiger (Neustadt an der Weinstraße, 1882 - Potsdam, 1945) trabajó con Ernest Rutherford en Manchester y describió en 1908 el primer detector eléctrico de partículas alfa: un cilindro metálico con un hilo central, relleno de gas, que producía un pulso de corriente cada vez que una partícula alfa ionizaba las moléculas de su interior. Aquel prototipo tenía limitaciones serias (solo detectaba partículas alfa y requería un circuito de amplificación complejo), pero demostró que la ionización gaseosa podía convertirse en señal eléctrica contable.

Veinte años más tarde, en la Universidad de Kiel, Geiger retomó la idea junto a su estudiante de doctorado Walther Müller (nacido en 1905, fallecido en 1979). Müller introdujo modificaciones que resultaron decisivas: ajustó la presión del gas de llenado, incorporó un gas de extinción que frenaba la avalancha eléctrica tras cada pulso y elevó el voltaje del tubo hasta la región en la que una sola ionización primaria desencadena una descarga completa a lo largo de todo el ánodo. El resultado fue un detector compacto, robusto y capaz de registrar radiación alfa, beta y gamma. Publicaron el diseño en 1928.

La avalancha de Townsend y la región Geiger-Müller

Para entender por qué el tubo de Geiger-Müller produce pulsos tan grandes con tan poca electrónica, conviene recurrir al concepto de avalancha de Townsend. Cuando un fotón gamma o una partícula cargada ioniza una molécula del gas, el electrón liberado se acelera hacia el ánodo central por efecto del campo eléctrico. Si el voltaje es suficiente, ese electrón adquiere la energía necesaria para ionizar a su vez otras moléculas, cada una de las cuales libera otro electrón que repite el proceso. La multiplicación es exponencial.

En la región de operación del tubo Geiger-Müller, el voltaje es tan alto que la avalancha se propaga a lo largo de todo el hilo anódico. El pulso resultante es intenso y uniforme, con independencia de la energía de la partícula que lo inició. Esa uniformidad simplifica la electrónica de conteo (basta un circuito de umbral para registrar cada pulso), pero tiene un precio: se pierde toda información espectral. El tubo dice "ha pasado algo", nunca "qué era ni cuánta energía tenía".

Uso en el entorno sanitario

En hospitales con servicios de medicina nuclear, los contadores Geiger portátiles se emplean sobre todo para el rastreo de contaminación superficial: se pasan sobre mesas de trabajo, suelos, ropa y manos del personal para verificar que no quedan restos de material radiactivo fuera de las zonas controladas. La respuesta rápida del tubo y la señal acústica inmediata hacen de este instrumento el más práctico para esa tarea.

Para la medición precisa de dosis personales, sin embargo, se recurre a dosímetros termoluminiscentes u optoluminiscentes, que integran la exposición a lo largo del tiempo y proporcionan datos en unidades de dosis absorbida. Y cuando se necesita identificar qué radioisótopo está presente o medir la actividad de una muestra, el contador gamma de centelleo ofrece la resolución energética que el tubo Geiger-Müller no puede dar.

Preguntas frecuentes

¿De dónde viene el nombre "Geiger-Müller"?

De sus dos creadores. Hans Geiger ideó el principio de detección por ionización gaseosa en 1908, y Walther Müller lo perfeccionó en 1928 hasta convertirlo en un instrumento capaz de detectar varios tipos de radiación. El epónimo doble se usa en la literatura técnica; en el habla corriente suele abreviarse a "contador Geiger".

¿Puede un contador Geiger medir la energía de la radiación?

No. El pulso que genera el tubo Geiger-Müller tiene siempre la misma amplitud, independientemente de que lo haya producido una partícula alfa muy energética o un fotón gamma de baja energía. Solo indica que se ha producido un evento de ionización. Para medir la energía se necesitan detectores de centelleo o detectores semiconductores.

¿El chasquido del contador Geiger indica peligro?

Depende de la tasa de conteo. Un chasquido ocasional es normal: la radiación de fondo (rayos cósmicos, radiactividad natural de los materiales de construcción) produce entre 10 y 30 cuentas por minuto en condiciones habituales. Una tasa de conteo que se eleva rápidamente o se mantiene muy por encima de ese nivel de fondo indica la presencia de una fuente de radiación significativa, y conviene investigar su origen.

¿Se sigue fabricando el contador Geiger o ha quedado obsoleto?

Se sigue fabricando, y se sigue usando a diario en hospitales, centrales nucleares e instalaciones de investigación. Su robustez, bajo coste y facilidad de manejo le aseguran un nicho que los detectores más sofisticados no han sustituido. Para el rastreo rápido de contaminación, pocas alternativas resultan tan eficientes.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Exposición a la radiación. MedlinePlus en español.
2. Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA). Detección de radiaciones: detección y medición de las radiaciones ionizantes.
3. Foro Nuclear (España). Hans Geiger, inventor del contador de partículas radiactivas. Rincón Educativo.
4. Consejo de Seguridad Nuclear (CSN). Protección radiológica.