Tubo Geiger-Müller

Cuando la radiación ionizante golpea el tubo, algunas moléculas del gas se ionizan, ya sea directamente por la radiación incidente o indirectamente por medio de los electrones secundarios producidos en las paredes del tubo.[4]​ La creación de múltiples avalanchas se debe a la producción de fotones ultravioletas en la avalancha original, que no se ven afectados por el campo eléctrico y se mueven lateralmente con respecto al eje del ánodo para provocar nuevos eventos ionizantes por colisión con las moléculas del gas.Estas colisiones producen nuevas avalanchas, que a su vez producen más fotones, y por lo tanto más avalanchas en una reacción en cadena que se extiende lateralmente a través del gas de relleno, y envuelve el cable del ánodo.En consecuencia, no hay información sobre la energía de radiación en los pulsos,[4]​ lo que significa que el tubo Geiger-Muller no puede ser utilizado para generar información espectral de la radiación incidente.Una presión demasiado baja reduce la eficiencia de la interacción con la radiación incidente.Con una presión demasiado alta, el "recorrido libre medio" para las colisiones entre electrones acelerados y el gas de llenado es demasiado pequeña, y los electrones no pueden reunir suficiente energía entre cada colisión para causar ionización del gas.La mica es un material utilizado comúnmente debido a su baja masa por unidad de área.Sin embargo, pueden ser producidos los tubos sensibles a los neutrones ya sea recubriendo sus paredes interiores con boro, o utilizando como gas de relleno trifluoruro de boro o helio-3.Estas partículas cargadas inician a continuación el proceso de avalancha normal.En algunos casos se utiliza la denominada mezcla Penning, y un gas de "extinción o moderador" compuesto por entre un 5 a 10% de un vapor orgánico, o un gas halógeno para evitar pulsaciones múltiples.La meseta Geiger es el rango de tensión en el que el tubo GM opera en el modo correcto.Una tensión más baja no es suficiente para causar una descarga completa a lo largo del ánodo, y descargas de Townsend individuales son el resultado, con el tubo que trata de actuar como un contador proporcional.Si la tensión aplicada es mayor que la meseta, se forma una descarga luminiscente continua y el tubo no puede detectar la radiación.Cuando el voltaje aplicado se eleva, el umbral para la respuesta mínima a la radiación cae, y por lo tanto la sensibilidad del contador se eleva; dando lugar a la pendiente.La tasa de conteo para una fuente de radiación dada varía ligeramente cuando el voltaje aplicado varía y para evitar esto, se utiliza una tensión estabilizada.[6]​ Un tubo G-M ideal debe producir un único impulso a la entrada de una sola partícula ionizante.Estos átomos vuelven a su estado fundamental emitiendo fotones que a su vez puede producir más eventos de ionización y por lo tanto causar falsas descargas de impulsos secundarios.Sin embargo, la aplicación moderna del "enfriamiento electrónico" (véase más adelante) puede ampliar este límite superior considerablemente.Por lo tanto, se producirían átomos de argón neutros y los iones del gas extintor a su vez alcanzarían el cátodo, ganarían electrones del mismo, y pasarían a estados excitados que se desintegran por la emisión de un fotón, reiniciando la producción de una descarga en el tubo.Esto puede producir pulsos demasiado pequeños para ser detectados por el sistema electrónico de conteoy dar lugar a la situación muy indeseable, por el que un contador G-M en un campo de radiación muy alta está indicando falsamente un nivel bajo.Tubos delgados con ventana final tienen eficiencias muy altas (puede ser casi del 100%) para radiación beta de alta energía, aunque la energía beta disminuye debido a la atenuación producida por el material de la ventana.Sin embargo, los pulsos individuales obtenidos por un tubo G-M no llevan ninguna información respecto a la energía de la radiación detectada.Sin embargo, a niveles de energía más bajos esta atenuación puede llegar a ser demasiado grande, por lo que se dejan espacios sin cubrir por la camisa para permitir que la radiación de baja energía pueda tener un efecto mayor.