Sonda GM e unità di misura. Confusione.

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Mr. Fahrenheit
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Sonda GM e unità di misura. Confusione.

Messaggio da Mr. Fahrenheit » 01/10/2017, 15:00

Buona domenica a tutti.
Ultimamente, nell'ottica di approfondire la conoscenza frammentaria che ho dei rivelatori, sto leggendo un sacco di cose per lo più scaricate da internet. In attesa che tutti i tasselli arrivino pian piano a riempire i vuoti di conoscenza chiedo il vostro aiuto per accelerare i tempi.
Da quel che ho capito, le sonde Geiger Muller non sono adatte a misure di energia (quindi espresse, per esempio, in Gray ovvero J/Kg e simili?) ma a quantificazione della radiazione in cps/cpm, questo a causa del fatto che lavorano in un regime di tensioni per il quale la successione a valanga della scarica interna non è proporzionale alla radiazione incidente, a differenza di camere a ionizzazione e contatori proporzionali.
Al riguardo ho letto anche il thread presente nella sezione "Contatori Geiger" [Local Link Removed for Guests]" onclick="window.open(this.href);return false;
Ora: mi sono imbattuto in un documento relativo a strumentazione Italelettronica, storicamente in uso all'esercito italiano, in cui si parla di una sonda beta-gamma, la GF 145, e altri modelli simili. Posto direttamente il paragrafo interessato.
Schermata da 2017-10-01 14-12-52.png
Schermata da 2017-10-01 14-13-17.png
Sul retro della sonda dove è presente il citato commutatore beta-gamma/gamma sono stampigliate le unità di misura mR/h e imp/sec, qundi è il produttore stesso a dichiararlo.
E' chiarissimo che nella modalità beta/gamma si ragiona in imp/sec ovvero cps, poichè non viene discriminato il tipo di radiazione. E' pacifico. Ma nel momento in cui si opera in modalità gamma si può quantificare in mR/h utilizzando un tubo GM che lavora in regime di non proporzionalità? E' forse dovuto al fatto che tale sonda GF 145 è fornita tarata? Quindi so per certo che con sonda a coperchio anteriore avvitato entrano solo fotoni gamma e questa taratura che devo ancora approfondire mi permette di "compensare" la non proporzionalità della risposta del rivelatore tanto da poter esprimere la misurazione con unità di misura dimensionalmente differente rispetto agli anonimi cps? Oppure dice bene Amarturini:
amarturini ha scritto:Se non si sa che isotopo c'è davanti al tubo GM non si può fare una conversione da eventi misurati ogni secondo a dose assorbita.
[...]
Allora come fanno i contatori GM ad indicare i uSv/h? Inventano!
Io ho risolto così con il mio contatore autocostruito: ho scritto all'ASL e mi sono fatto dire quanta è la dose media, basata sul fondo naturale, a Milano. Poi ho tarato di conseguenza il contatore. Ma so benissimo che la misura in uSv/h è molto approssimata.
E' sostanzialmente un'approssimazione? Magari anche abbastanza precisa chi lo sa, fatta in virtù dell'utilizzo militare di questi apparati, quindi tenendo conto dell'utilizzo pratico in situazioni di emergenza in cui un certo scarto è accettabile ai fini delle decisioni pratiche da prendere sul campo in tempi brevi?
Sto veramente sbattendo la testa contro l'equivalenza mR/h = imp/sec, non riesco a "visualizzarla" nella mia testa. Dimensionalmente, i cps sono [sec^-1] come è possibile convertirli i mR/h? Il Roentgen è unità di misura della dose di esppsizione in aria, espressi in sC/cm^3 (nel S.I. il suo corrispettivo è C/Kg). E' la taratura della sonda che mi permette di fare la conversione, anche approssimativa?
Ringrazio chi vorrà intervenire, spero di aver esposto la questione, e i miei dubbi, in maniera chiara. Saranno benvenuti i rimandi a documentazione e spiegazioni in cui non mi sono ancora imbattuto.

Mr. F.
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Re: Sonda GM e unità di misura. Confusione.

Messaggio da marconmeteo » 01/10/2017, 15:29

Ti rispondo io intanto (nelle mie scarse conoscenze di fisica); hai centrato il problema: le sonde vengono tarate su uno specifico isotopo (in genere Cs137 o Co60) utilizzando dei campioni tarati di cui si conoscono l'attività ed il decadimento.
Infatti la precisione della misura è in funzione di questa taratura e già il fatto che tu andrai a misurare qualcosa che nel 99% dei casi sarà diverso dal Cesio del campione utilizzato per la taratura ti da un idea di quanto poco preciso sia uno strumento geiger.
Lascio comunque una spiegazione più dettagliata a chi sicuramente ne sa più di me in questo specifico settore.


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Re: Sonda GM e unità di misura. Confusione.

Messaggio da eliocor » 01/10/2017, 19:38

È tornato...


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Re: Sonda GM e unità di misura. Confusione.

Messaggio da cipndale » 03/10/2017, 17:03

Giusto un consiglio.
Si deve iniziare a capire bene che cosa sono i Sv, Rad, Reontgen, Grey ecc. Dopo, sapendo le potenzialità di ognuno dei misuratori rad (con tubi Geiger, tubi proporzionali, scintillatori), potresti risponderti da solo quale sonda può darti una misura di dose, e sopratutto, in che modo deve essere usata per tirare fuori tale informazioni. I Geiger sono i più insensibili al energia dei gamma che li vengono a doso, e, per quanto mi riguarda, non vedo il senso per quale si devono usare per ricavare informazioni oltre i CPM/CPS.



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Mr. Fahrenheit
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Re: Sonda GM e unità di misura. Confusione.

Messaggio da Mr. Fahrenheit » 04/10/2017, 1:32

Infatti io ero già persuaso, dopo svariate letture di approfondimento, che i GM non fossero adatti a quantificare la dose, cioè a lavorare sulle energie, diversamente dai contatori proporzionali in cui la valanga di ionizzazioni rimane più controllata e utile allo scopo. Lo scompiglio me lo ha creato quella sonda Italelettronica dove l'utilizzo in modalità gamma pura viene espresso, ripeto, stampato sulla sonda stessa, in mRem/h = 1/10 imp/sec. In nessun documento letto finora sulle sonde a ionizzazione di gas ho trovato un accenno alla questione perciò mi sono rivolto al forum, volevo capire se è una approssimazione bella e buona o se esiste un sistema (taratura della sonda, circuito elettronico, bacchetta magica, ecc) in grado di espletare questa equivalenza. Mettendo insieme il pensiero di Amarturini e Marconmeteo la risposta appare essere questa: una sonda geiger muller può quantificare la dose solo se è tarata e se la misurazione avviene nei confronti di un isotopo dello stesso tipo di quello di taratura. Diversamente la misura non è veritiera. Correggetemi se ho capito male.



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cicastol
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Re: Sonda GM e unità di misura. Confusione.

Messaggio da cicastol » 04/10/2017, 11:09

Mr. Fahrenheit ha scritto: CUT
una sonda geiger muller può quantificare la dose solo se è tarata e se la misurazione avviene nei confronti di un isotopo dello stesso tipo di quello di taratura. Diversamente la misura non è veritiera. Correggetemi se ho capito male.
Stai facendo molta confusione , bisogna sapere almeno cosa è la DOSE e cosa un RATEO di DOSE, l'argomento è vasto e complesso, Il discorso , se approfondito, necessita di pagine e pagine......
Per dare una risposta minimale e semplicistica per non dire banale; un contatore conta gli impulsi e basta, poi in base al tipo di sensore usato bisogna cercare di dare un' interpretazione di questi impulsi quantificando un corrispondente valore di RATEO di DOSE , una sonda GM al pari di tutte le altre sonde ha delle determinate caratteristiche tra cui le più importanti sono linearità e risposta (energetica in questo caso) a cui si aggiunge la risoluzione energetica per le scintillatrici e le proporzionali.
Le sonde GM hanno una curva di risposta energetica caratteristica che varia in funzione dell' energia dei fotoni incidenti,conoscendo quindi il fattore di conversione specifico di taratura, di solito riferito ad un radionuclide di riferimento (spesso 137Cs in quanto emette fotoni di media energia) si riesce a quantificare il RATEO di DOSE, ma valido ovviamente solo a quella determinata energia del radionuclide di riferimento!!
Il problema però sorge se io vado a misurare fotoni con energie diverse da quella di riferimento per la conversione, il fattore di conversione va quindi a farsi benedire...... come fare quindi?
Esistono delle sonde specifiche GM munite di sistema per la COMPENSAZIONE dell'energia per linearizzare la risposta energetica su una più ampia gamma di energie, queste sonde sono dette appunto compensate e sono quelle utilizzate per i dosimetri.



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Re: Sonda GM e unità di misura. Confusione.

Messaggio da Mr. Fahrenheit » 04/10/2017, 12:01

Chiedo anticipatamente scusa per i "quote" multipli che in genere non sono graditi sui forum ma ne ho bisogno per articolare bene questo messaggio, la risposta di cicastol è ricca di spunti di riflessione.
cicastol ha scritto: Stai facendo molta confusione , bisogna sapere almeno cosa è la DOSE e cosa un RATEO di DOSE, l'argomento è vasto e complesso, Il discorso , se approfondito, necessita di pagine e pagine......
A livello di definizioni base ci siamo, probabilmente allora ci sono implicazioni più viscerali di queste due grandezze dosimetriche che non ho ancora avuto modo di studiare, continuerò le letture sperando che questi approfondimenti non vadano al di là delle mie capacità...
cicastol ha scritto: Le sonde GM hanno una curva di risposta energetica caratteristica che varia in funzione dell' energia dei fotoni incidenti
Ecco qui i conti non mi tornano, probabilmente sto usando male questo grafico che ritenevo fosse quello di riferimento sull'argomento
PHY251_Geiger_fig2.gif
Avevo inteso che la risposta di un tubo GM, che lavora al di sopra del regime di proporzionalità, non fosse relazionabile con l'energia dei fotoni incidenti a causa del fatto che la successione di ionizzazioni "a valanga" avviene in maniera incontrollata (tanto da rendere necessario un sistema di auto spegnimento - quenching).
cicastol ha scritto: Esistono delle sonde specifiche GM munite di sistema per la COMPENSAZIONE dell'energia per linearizzare la risposta energetica su una più ampia gamma di energie
Ecco, questo è un tassello mancante di cui andare subito alla ricerca.
Hai iniziato dicendo che sto facendo molta confusione e probabilmente è verissimo, d'altra parte ritengo sia inevitabile, tu mi parli di sistemi di compensazione mentre ieri sera leggevo questo testo che sembrava avvalorare le mie idee. Può darsi che estrapolare le nozioni un po' di qua un po' di là sia un metodo sbagliato per fare chiarezza, cercherò di fare più attenzione
Schermata da 2017-10-04 11-14-01.png
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Re: Sonda GM e unità di misura. Confusione.

Messaggio da amarturini » 04/10/2017, 12:51

Tempo fa avevo scritto qualche nota proprio per chi si sta avvicinando all'argomento radioattività per cercare di fugare gli inevitabili dubbi.
Si trova qui: [Local Link Removed for Guests]" onclick="window.open(this.href);return false;

Prova a vedere se può esserti utile.

Ciao,
Alberto


Se io ho una moneta, tu hai una moneta e ce le scambiamo, ciascuno ha una moneta. Se io ho un'idea, tu hai un'idea e ce le scambiamo, ciascuno ha due idee.

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Re: Sonda GM e unità di misura. Confusione.

Messaggio da Mr. Fahrenheit » 04/10/2017, 13:09

Ti ringrazio, lo avevo già scaricato qualche giorno fa. Recentemente ho letto diverse cose sui concetti base, sto inizaindo a pensare di aver scelto di approfondire un argomento, la radioattività, che forse nei suoi aspetti più profondi va al di là delle mie capacità di comprensione, forse dovrei accontentarmi di nozioni più superficiali senza pretendere di spaccare il capello in quattro... comunque grazie sarà una delle mie prossime letture.



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