Capita di appassionarsi alla radioattività e, di conseguenza, si acquista un contatore Geiger, poi si trova o si acquista un campione radioattivo per fare le prime prove.
E tutto fila liscio, ci si diverte un mondo a misurare di tutto e ci si fa la propria esperienza.
Ma un gran brutto giorno decidiamo di acquistare un secondo contatore Geiger, rifacciamo le solite misure dei nostri soliti campioni, ma troviamo dei valori completamente diversi ! Ma di brutto !
Dopo una prima fase di incredulità, una successiva fase di disperazione, in un momento di follia spendereccia, acquistiamo un terzo contatore, un professionale con sonda al super carburo e il display digitale che ci dice anche i decimi dei decimi e legge ben 7 cifre decimali.
Con il nuovo acquisto, dissanguati dall'esborso, corriamo a casa come pazzi e rifacciamo le solite misure. Ce ne fosse una che assomigliasse a quelle vecchie, sembra di essere in un altro mondo, come se per magia i nostri campioni si trasformassero ad ogni misurazione. Lo stesso super Geiger al carburo con display digitale non fa una lettura uguale alla precedente neppure a piantargli dei chiodi nel display: 0,2345 . . . 0,1856 . . . 0,3003 . . . e così via.
Questa volta il colpo è troppo forte, il nostro povero tapino dopo una fase di depressione nera, mette tutte le sue apparecchiature in asta su eBay: partenza 1,99 Euro, nessun prezzo di riserva ! E via, si passa al modellismo navale statico !
Ma cosa è successo ? Perché i Geiger non vanno d'accordo, anzi sembra che ciascuno viva in un mondo a sè ? Perché i nostri campioni danno letture ogni volta diverse ?
E' fatica capire il perché, i motivi sono tanti e tutti incidono in vario modo, talvolta non sempre con uguale senso, ne con uguale intensità.
* Il primo motivo non è neppure un difetto, è la semplice casualità del rilievo delle radiazioni: le particelle ionizzanti colpiscono la nostra sonda in modo casuale, alcune volte in tante, altre volte in poche raggiungono il nostro tubo geiger. Questo fatto dovrebbe anche spiegarvi come i contatori con tubi piccoli siano molto "ballerini" nelle letture e come sia opportuno rendere più lungo il tempo di conteggio, specie quando misuriamo basse radiazioni.
* Altro motivo molto importante è un fenomeno chiamato "dead time": il tubo riceve una particella, questa ionizza l'atmosfera interna al tubo che per un breve istante conduce la corrente generando un impulso da contare, immediatamente la ionizzazione decade ed il tubo è pronto per ricevere e contare un nuovo impulso. Bello, ma tutto questo non è istantaneo, ha un suo tempo e durante questo tempo la nostra sonda è insensibile ad altri impulsi, che quindi non verranno contati. I costruttori cercano di minimizzare questo inconveniente usando particolari miscele di gas e con particolari artifici anche meccanici, nella costruzione della stessa sonda. Questo vi spiega come mai i tubi buoni costano cari (ma guarda !), i tubi vecchi vanno peggio dei nuovi (ma no !), ecc.
Riguardo alla forma fisica, i tubi li potete così distinguere nei più classici, gli "hot dog"; nei più recenti tubi schiacciati che aumentano la superficie captante pur riducendo il tragitto interno delle particelle, i cosidetti tubi "pancake"; nei tubi a superficie, dove una forma particolare permette un'area captante particolarmente estesa, utile per cercare polveri radioattive. Naturalmente ne esistono tantissimi altri tipi, più o meno specializzati: per liquidi, a bastone, a sfera, ecc.
* Un problema ancora più grave affligge i tubi scintillatori di tipo vecchio, dove il fotomoltiplicatore viene ben presto "abbagliato" dai microscopici lampi di luce conseguenti alla collisione delle particelle sulla lastrina di solfuro di Zinco. Di conseguenza la lettura è attendibile solo finchè la radiazione è minima, ma appena questa aumenta, all'interno del tubo si forma una specie di luminosità che impedisce il riconoscimento di altre particelle, con il risultato di avere letture esatte ai bassi livelli, ma poi sempre più errate, man mano che il livello di radioattività aumenta. Questo inconveniente penalizza contatori come il RAM 63, che è ottimo sotto tanti punti di vista, ma paga lo scotto di essere uno scintillatore e per di più, di vecchia concezione.
* Poi i problemi dei contatori veri e propri, progettati e costruiti più o meno bene: un CDV 700 ha tre gamme, ma un unico punto di taratura. Un RAM 60, della stessa epoca, ha un punto di taratura per ogni gamma e può quindi essere tarato in modo quasi perfetto, il CDV 700 solo in modo molto approssimativo.
* Ancora, gli stessi costruttori dei contatori, almeno quelli seri, denunciano sempre i margini di errore del conteggio degli impulsi, errore che non è mai inferiore al 10-15 % nei migliori contatori tipo Bicron, Ludlum, Nuclear Enterprises, ecc. Figurarsi quindi l'errore di conteggio dei contatori meno blasonati. E questo errore va poi a sommarsi a quello della sonda utilizzata. La stessa taratura dei probe viene di norma fatta con campioni di isotopi con uno spettro di emissione strettissimo (Americio 241 per le sole radiazioni Alfa, Radio 226 per le sole radiazioni Beta, Cesio 137 per le Gamma, ecc.), in questo modo si calcola il rendimento della sonda alle varie emissioni. Ma quando voi usate il vostro campione, in genere non sapete quale spettro emette e quindi, neppure quante radiazioni il vostro Geiger sarà in grado di rivelare.
Proprio per questo, quasi tutti i contatori vanno d'accordo quando misurano il "fondo" naturale: le radiazioni sono soltanto quelle altamente penetranti, il loro valore è abbastanza prevedibile, è un "campione" che tutti hanno a disposizione. I guai vengono dopo, quando andiamo a misurare radioattività 10, 100, 1000 volte maggiori. A quel punto la diversa linearità delle sonde vi farà fare letture completamente diverse !
Ora basta, credo che vi siate già fatti un'idea del perché i contatori Geiger danno spesso dei valori così diversi, comunque consolatevi, non è affatto detto che TUTTI gli strumenti debbano essere così sballati, alcuni, non molti in verità, hanno una ottima precisione ed una ottima ripetibilità nelle misurazioni.
Io stesso mi sono divertito a conservare 6 campioni di radioattività ed a farli misurare, sempre nelle stesse condizioni, da ogni contatore mi passasse per le mani. E sono stati tanti !
Qualche contatore li sbagliava tutti, la maggior parte ne indovinava solo due o tre. Solo alcuni, ma da contare sulle dita di una mano, li hanno centrati tutti.
Immagino che ora vogliate sapere i nomi di questi fenomeni, i contatori che ci prendono e che "vanno d'accordo". Mi dispiace ma non posso dirvelo, io prima o poi dovrò mettere in asta e vendere tutti i contatori che posseggo, non solo quei pochi esatti, quindi nulla da fare, fatevi le vostre esperienze, cosi come io ho fatto le mie. :-)