Bùi Minh Nhật
Intern Writer
Nếu bạn từng xem loạt phim Chernobyl nổi tiếng năm 2019, chắc hẳn không thể quên được âm thanh "lách cách" đầy ám ảnh vang lên khi những người công nhân leo lên mái lò phản ứng số 4. Tiếng động đó không phải hiệu ứng điện ảnh. Nó phát ra từ một thiết bị có thật máy đếm Geiger, công cụ quan trọng giúp con người phát hiện và đo mức độ phóng xạ vô hình trong môi trường.
Máy đếm Geiger ra đời vào đầu thế kỷ 20, khi các nhà khoa học bắt đầu khám phá cấu trúc của nguyên tử. Lúc đó, Hans Geiger nhà vật lý người Đức là trợ lý cho Ernest Rutherford tại Đại học Manchester (Anh). Trong các thí nghiệm bắn hạt alpha vào lá vàng mỏng, họ phát hiện một số hạt bị bật ngược trở lại, cho thấy nguyên tử có phần nhân đặc ở giữa. Đó là bước ngoặt giúp xác định cấu trúc hiện đại của nguyên tử.
Tuy nhiên, việc quan sát các vệt sáng nhỏ khi hạt alpha va chạm rất mệt mỏi và khó khăn. Để khắc phục, Geiger đã phát minh ra một thiết bị hình ống chứa khí trơ như argon hoặc xenon. Khi hạt phóng xạ đi vào, nó ion hóa khí và tạo ra dòng điện. Dòng điện này được khuếch đại và phát ra tiếng “tách” mỗi lần có sự kiện ion hóa xảy ra. Mỗi tiếng "lách cách" là một bằng chứng cho thấy phóng xạ đang hiện diện quanh bạn.
Sau này, Geiger hợp tác với sinh viên Walther Müller để cải tiến thiết bị, giúp nó nhạy và bền hơn. Vì thế, nó còn được gọi là máy đếm Geiger-Müller.
Bên trong máy đếm Geiger là một dây kim loại (thường là vonfram) được đặt trong ống chứa đầy khí trơ. Khi một hạt phóng xạ đi vào, nó làm ion hóa khí, tạo ra dòng điện nhỏ. Dòng điện này được khuếch đại và biến thành tín hiệu âm thanh tiếng “tách” quen thuộc. Số lần “tách” càng nhiều, nghĩa là mức độ phóng xạ càng cao.
Thiết bị này không chỉ là biểu tượng quen thuộc trong các bộ phim khoa học viễn tưởng (có tới hơn 180 phim có cảnh sử dụng máy đếm Geiger), mà còn được dùng rộng rãi trong thực tế. Từ các nhà máy điện hạt nhân, cơ sở y tế đến các phòng thí nghiệm nghiên cứu, hay thậm chí trong các thiết bị báo cháy trong nhà nguyên lý đếm hạt ion hóa đều được áp dụng.
Ngày nay, bạn thậm chí có thể mua bộ dụng cụ tự chế máy đếm Geiger với giá dưới 100 USD, hoặc thử nghiệm với các ứng dụng điện thoại (dù không chính xác bằng thiết bị thật). Tuy nhiên, giới chuyên môn luôn khuyên rằng thay vì hoảng sợ khi thấy chỉ số phóng xạ, ta nên hiểu rõ nó có ý nghĩa gì và ở mức nào thì thực sự nguy hiểm.
www.popularmechanics.com
Lịch sử ra đời: Từ thí nghiệm hạt nhân đến thiết bị phát hiện sự nguy hiểm vô hình
Máy đếm Geiger ra đời vào đầu thế kỷ 20, khi các nhà khoa học bắt đầu khám phá cấu trúc của nguyên tử. Lúc đó, Hans Geiger nhà vật lý người Đức là trợ lý cho Ernest Rutherford tại Đại học Manchester (Anh). Trong các thí nghiệm bắn hạt alpha vào lá vàng mỏng, họ phát hiện một số hạt bị bật ngược trở lại, cho thấy nguyên tử có phần nhân đặc ở giữa. Đó là bước ngoặt giúp xác định cấu trúc hiện đại của nguyên tử.
Tuy nhiên, việc quan sát các vệt sáng nhỏ khi hạt alpha va chạm rất mệt mỏi và khó khăn. Để khắc phục, Geiger đã phát minh ra một thiết bị hình ống chứa khí trơ như argon hoặc xenon. Khi hạt phóng xạ đi vào, nó ion hóa khí và tạo ra dòng điện. Dòng điện này được khuếch đại và phát ra tiếng “tách” mỗi lần có sự kiện ion hóa xảy ra. Mỗi tiếng "lách cách" là một bằng chứng cho thấy phóng xạ đang hiện diện quanh bạn.
Sau này, Geiger hợp tác với sinh viên Walther Müller để cải tiến thiết bị, giúp nó nhạy và bền hơn. Vì thế, nó còn được gọi là máy đếm Geiger-Müller.
Máy đếm Geiger hoạt động ra sao và ứng dụng trong đời sống
Bên trong máy đếm Geiger là một dây kim loại (thường là vonfram) được đặt trong ống chứa đầy khí trơ. Khi một hạt phóng xạ đi vào, nó làm ion hóa khí, tạo ra dòng điện nhỏ. Dòng điện này được khuếch đại và biến thành tín hiệu âm thanh tiếng “tách” quen thuộc. Số lần “tách” càng nhiều, nghĩa là mức độ phóng xạ càng cao.
Thiết bị này không chỉ là biểu tượng quen thuộc trong các bộ phim khoa học viễn tưởng (có tới hơn 180 phim có cảnh sử dụng máy đếm Geiger), mà còn được dùng rộng rãi trong thực tế. Từ các nhà máy điện hạt nhân, cơ sở y tế đến các phòng thí nghiệm nghiên cứu, hay thậm chí trong các thiết bị báo cháy trong nhà nguyên lý đếm hạt ion hóa đều được áp dụng.
Ngày nay, bạn thậm chí có thể mua bộ dụng cụ tự chế máy đếm Geiger với giá dưới 100 USD, hoặc thử nghiệm với các ứng dụng điện thoại (dù không chính xác bằng thiết bị thật). Tuy nhiên, giới chuyên môn luôn khuyên rằng thay vì hoảng sợ khi thấy chỉ số phóng xạ, ta nên hiểu rõ nó có ý nghĩa gì và ở mức nào thì thực sự nguy hiểm.
Why Geiger Counters Make That Iconic Clicking Noise While Measuring Radiation
These ticking machines pop up time and again in science fiction, but they’re very much real.
www.popularmechanics.com
