Tubo de Geiger-Müller

Un contador Geiger completo, con el tubo Geiger-Müller montado en un recinto cilíndrico conectado por un cable al instrumento.

El tubo Geiger-Müller o tubo G-M es el elemento sensor del instrumento contador Geiger utilizado para la detección de radiación ionizante. Lleva el nombre de Hans Geiger, quien inventó el principio en 1908, y Walther Müller, quien colaboró con Geiger en el desarrollo de la técnica en 1928 para producir un tubo práctico que podía detectar varios tipos de radiación diferentes.

Es un detector de ionización gaseosa y utiliza el fenómeno de avalancha de Townsend para producir un pulso electrónico fácilmente detectable a partir de tan solo un evento ionizante debido a una partícula de radiación. Se utiliza para la detección de radiación gamma, rayos X y partículas alfa y beta. También se puede adaptar para detectar neutrones. El tubo opera en el "Geiger" región de generación de pares iónicos. Esto se muestra en el gráfico adjunto para detectores gaseosos que muestran la corriente de iones frente al voltaje aplicado.

Si bien es un detector robusto y económico, el G–M no puede medir altas tasas de radiación de manera eficiente, tiene una vida finita en áreas de alta radiación y no puede medir la energía de radiación incidente, por lo que no se puede generar información espectral y hay no discriminación entre tipos de radiación; como entre partículas alfa y beta.

Principio de funcionamiento

Parcela de corriente de par de iones contra tensión para un detector de radiación gaseosa cilíndrica con un ánodo central de alambre.

Visualización de la propagación de avalanchas de Townsend por medio de fotones UV. Este mecanismo permite un solo evento ionizante para ionizar todo el gas que rodea el ánodo provocando múltiples avalanchas.

Detección de gamma en un tubo G-M con una cátodo de acero inoxidable de paredes gruesas. Los electrones secundarios generados en la pared pueden alcanzar el gas de relleno para producir avalanchas. Este efecto está considerablemente atenuado a bajas energías por debajo de alrededor de 20 KeV

Un tubo G-M consta de una cámara llena de una mezcla de gases a una presión baja de alrededor de 0,1 atmósferas. La cámara contiene dos electrodos, entre los cuales hay una diferencia de potencial de varios cientos de voltios. Las paredes del tubo son de metal o tienen su superficie interior recubierta con un material conductor o un alambre en espiral para formar el cátodo, mientras que el ánodo es un alambre montado axialmente en el centro de la cámara.

Cuando la radiación ionizante golpea el tubo, algunas moléculas del gas de relleno son ionizadas directamente por la radiación incidente, y si el cátodo del tubo es un conductor eléctrico, como el acero inoxidable, indirectamente por medio de electrones secundarios producidos en las paredes del el tubo, que migran hacia el gas. Esto crea iones cargados positivamente y electrones libres, conocidos como pares de iones, en el gas. El fuerte campo eléctrico creado por el voltaje a través de los electrodos del tubo acelera los iones positivos hacia el cátodo y los electrones hacia el ánodo. Cerca del ánodo en la "región de avalancha" donde la intensidad del campo eléctrico aumenta inversamente proporcional a la distancia radial a medida que se acerca al ánodo, los electrones libres obtienen suficiente energía para ionizar moléculas de gas adicionales por colisión y crear una gran cantidad de avalanchas de electrones. Estos se propagan a lo largo del ánodo y efectivamente por toda la región de la avalancha. Esta es la "multiplicación de gas" efecto que le da al tubo su característica clave de poder producir un pulso de salida significativo a partir de un solo evento ionizante original.

Si solo hubiera una avalancha por evento ionizante original, entonces el número de moléculas excitadas sería del orden de 10⁶ a 10⁸. Sin embargo, la producción de avalanchas múltiples da como resultado un factor de multiplicación aumentado que puede producir de 10⁹ a 10¹⁰ pares de iones. La creación de múltiples avalanchas se debe a la producción de fotones UV en la avalancha original, que no se ven afectados por el campo eléctrico y se mueven lateralmente al eje del ánodo para provocar más eventos ionizantes por colisión con moléculas de gas. Estas colisiones producen más avalanchas, que a su vez producen más fotones y, por lo tanto, más avalanchas en una reacción en cadena que se propaga lateralmente a través del gas de relleno y envuelve el alambre del ánodo. El diagrama adjunto muestra esto gráficamente. La velocidad de propagación de las avalanchas suele ser de 2 a 4 cm por microsegundo, por lo que para los tamaños comunes de tubos, la ionización completa del gas alrededor del ánodo tarda solo unos pocos microsegundos. Este breve e intenso pulso de corriente se puede medir como un evento de conteo en forma de un pulso de voltaje desarrollado a través de una resistencia eléctrica externa. Esto puede ser del orden de voltios, simplificando así el procesamiento electrónico adicional.

La descarga se termina por el efecto colectivo de los iones positivos creados por las avalanchas. Estos iones tienen menor movilidad que los electrones libres debido a su mayor masa y se mueven lentamente desde la vecindad del alambre del ánodo. Esto crea una "carga espacial" que contrarresta el campo eléctrico que es necesario para la generación continua de avalanchas. Para una geometría de tubo y un voltaje de operación particulares, esta terminación siempre ocurre cuando se ha creado un cierto número de avalanchas, por lo tanto, los pulsos del tubo son siempre de la misma magnitud, independientemente de la energía de la partícula iniciadora. En consecuencia, no hay información de energía de radiación en los pulsos, lo que significa que el tubo Geiger-Müller no se puede utilizar para generar información espectral sobre la radiación incidente. En la práctica, la terminación de la avalancha se mejora mediante el uso de "apagado" técnicas (ver más adelante).

La presión del gas de relleno es importante en la generación de avalanchas. Una presión demasiado baja reduce la eficacia de la interacción con la radiación incidente. Una presión demasiado alta, y el "camino libre medio" para las colisiones entre los electrones acelerados y el gas de relleno es demasiado pequeño, y los electrones no pueden acumular suficiente energía entre cada colisión para provocar la ionización del gas. La energía ganada por los electrones es proporcional a la relación “e/p”, donde “e” es la intensidad del campo eléctrico en ese punto del gas y “p” es la presión del gas.

Tipos de tubo

En términos generales, hay dos tipos principales de construcción de tubos Geiger.

Tipo de ventana final

Esquemático de un contador Geiger usando un tubo de "ventana final" para radiación de baja captación. Un altavoz también se utiliza para la indicación

Para las partículas alfa, las partículas beta de baja energía y los rayos X de baja energía, la forma habitual es un tubo de ventana final cilíndrico. Este tipo tiene una ventana en un extremo cubierta con un material delgado a través del cual la radiación de baja penetración puede pasar fácilmente. La mica es un material de uso común debido a su baja masa por unidad de área. El otro extremo alberga la conexión eléctrica al ánodo.

Tubo de crepes

Pancake G–M tubo, el ánodo concéntrico circular se puede ver claramente.

El tubo panqueque es una variante del tubo de ventana final, pero que está diseñado para monitorear la contaminación beta y gamma. Tiene aproximadamente la misma sensibilidad a las partículas que el tipo de ventana final, pero tiene una forma anular plana para que se pueda utilizar el área de ventana más grande con un espacio de gas mínimo. Al igual que el tubo de ventana de extremo cilíndrico, la mica es un material de ventana de uso común debido a su baja masa por unidad de área. El ánodo normalmente tiene varios cables en círculos concéntricos, por lo que se extiende completamente por todo el espacio de gas.

Tipo sin ventanas

Este tipo general es distinto del tipo de ventana final dedicada, pero tiene dos subtipos principales, que utilizan diferentes mecanismos de interacción de radiación para obtener un recuento.

Paredes gruesas

Una selección de tubos G–M de acero inoxidable recubierto para la detección de gamma. El mayor tiene un anillo de compensación energética; los otros no son compensados por la energía

Utilizado para la detección de radiación gamma por encima de energías de aproximadamente 25 KeV, este tipo generalmente tiene un espesor total de pared de aproximadamente 1-2 mm de acero cromado. Debido a que la mayoría de los fotones gamma de alta energía pasarán a través del gas de relleno de baja densidad sin interactuar, el tubo usa la interacción de los fotones en las moléculas del material de la pared para producir electrones secundarios de alta energía dentro de la pared. Algunos de estos electrones se producen lo suficientemente cerca de la pared interna del tubo para escapar al gas de relleno. Tan pronto como esto sucede, el electrón se desplaza hacia el ánodo y se produce una avalancha de electrones como si el electrón libre se hubiera creado dentro del gas. La avalancha es un efecto secundario de un proceso que comienza dentro de la pared del tubo con la producción de electrones que migran a la superficie interna de la pared del tubo y luego ingresan al gas de relleno. Este efecto se atenúa considerablemente a bajas energías por debajo de unos 20 KeV.

Pared delgada

Los tubos de pared delgada se utilizan para:

• Detección de beta de alta energía, donde la beta entra por el lado del tubo e interactúa directamente con el gas, pero la radiación tiene que ser lo suficientemente energética para penetrar la pared del tubo. La beta de baja energía, que penetraría una ventana final, sería detenida por la pared del tubo.
• Gamma de baja energía y detección de rayos X. Los fotones de energía inferior interactúan mejor con el gas de relleno para que este diseño se concentre en aumentar el volumen del gas de relleno utilizando un tubo largo delgado y no utilice la interacción de fotones en la pared del tubo. La transición del fino diseño amurallado al grueso tiene lugar en los niveles de energía 300–400 keV. Sobre estos niveles se utilizan diseños de pared gruesos, y bajo estos niveles predomina el efecto de ionización directa del gas.

Detección de neutrones

Los tubos G-M no detectarán neutrones ya que estos no ionizan el gas. Sin embargo, se pueden producir tubos sensibles a los neutrones que tienen el interior del tubo recubierto con boro, o el tubo contiene trifluoruro de boro o helio-3 como gas de relleno, o el tubo está envuelto en aproximadamente 0,5 mm (1⁄50 in) de lámina de cadmio de espesor. Los neutrones interactúan con los núcleos de boro, produciendo partículas alfa, o directamente con los núcleos de helio-3 produciendo iones y electrones de hidrógeno y tritio, o con el cadmio, produciendo rayos gamma. Estas partículas energéticas interactúan y producen iones que luego desencadenan el proceso de avalancha normal.

Mezclas de gases

Los componentes de la mezcla de gases son vitales para el funcionamiento y la aplicación de un tubo G-M. La mezcla está compuesta por un gas inerte como helio, argón o neón que se ioniza por la radiación incidente y un "apagador" gas del 5 al 10% de un vapor orgánico o un gas halógeno para evitar pulsos espurios apagando las avalanchas de electrones. Esta combinación de gases se conoce como mezcla de Penning y hace uso del efecto de ionización de Penning.

El tubo G-M moderno lleno de halógeno fue inventado por Sidney H. Liebson en 1947 y tiene varias ventajas sobre los tubos más antiguos con mezclas orgánicas. La descarga del tubo de halógeno aprovecha un estado metaestable del átomo de gas inerte para ionizar más fácilmente una molécula de halógeno que un vapor orgánico, lo que permite que el tubo funcione a voltajes mucho más bajos, generalmente de 400 a 600 voltios en lugar de 900 a 1200 voltios. Si bien los tubos templados con halógeno tienen mayores pendientes de voltaje de meseta en comparación con los tubos templados orgánicos (una cualidad indeseable), tienen una vida mucho más larga que los tubos templados con compuestos orgánicos. Esto se debe a que el proceso de descarga destruye gradualmente un vapor orgánico, lo que otorga a los tubos templados orgánicos una vida útil de alrededor de 10⁹ eventos. Sin embargo, los iones de halógeno pueden recombinarse con el tiempo, dando a los tubos templados con halógeno una vida útil prácticamente ilimitada para la mayoría de los usos, aunque eventualmente fallarán en algún momento debido a otros procesos iniciados por ionización que limitan la vida útil de todos los tubos Geiger. Por estas razones, el tubo templado con halógeno es ahora el más común.

El neón es el gas de relleno más común. El cloro es el extintor más común, aunque ocasionalmente también se usa bromo. Los halógenos se usan más comúnmente con neón, argón o criptón, extintores orgánicos con helio.

Un ejemplo de una mezcla de gases, utilizada principalmente en detectores proporcionales, es P10 (90 % argón, 10 % metano). Otro se usa en tubos templados con bromo, típicamente argón al 0,1%, bromo al 1-2% y el resto de neón.

Los apagadores de halógeno son químicamente muy reactivos y atacan los materiales de los electrodos, especialmente a temperaturas elevadas, lo que lleva a una degradación del rendimiento del tubo con el tiempo. Los materiales del cátodo se pueden elegir entre, p. aleación de cromo, platino o níquel-cobre, o recubierto con grafito coloidal, y pasivado adecuadamente. El tratamiento con plasma de oxígeno puede proporcionar una capa de pasivación sobre el acero inoxidable. Un recubrimiento denso no poroso con platino o una capa de tungsteno o un revestimiento de lámina de tungsteno puede brindar protección aquí.

Los gases nobles puros exhiben voltajes de umbral que aumentan con el aumento del peso atómico. La adición de extintores orgánicos poliatómicos aumenta el voltaje de umbral, debido a la disipación de un gran porcentaje de energía de colisión en las vibraciones moleculares. El argón con vapores de alcohol era uno de los rellenos más comunes de los primeros tubos. Tan solo 1 ppm de impurezas (argón, mercurio y criptón en neón) puede reducir significativamente el umbral de voltaje. La mezcla de cloro o bromo proporciona enfriamiento y estabilidad a las mezclas de neón y argón de bajo voltaje, con un amplio rango de temperatura. Los voltajes de operación más bajos conducen a tiempos de subida de pulsos más largos, sin cambiar apreciablemente los tiempos muertos.

Los pulsos espurios son causados principalmente por electrones secundarios emitidos por el cátodo debido al bombardeo de iones positivos. Los pulsos espurios resultantes tienen la naturaleza de un oscilador de relajación y muestran un espaciado uniforme, dependiendo del gas de llenado del tubo y de la sobretensión. Con sobretensiones lo suficientemente altas, pero aún por debajo del inicio de las descargas de corona continuas, se pueden producir secuencias de miles de pulsos. Dichos recuentos espurios se pueden suprimir recubriendo el cátodo con materiales de mayor función de trabajo, pasivación química, recubrimiento de laca, etc.

Los extintores orgánicos pueden descomponerse en moléculas más pequeñas (alcohol etílico y acetato de etilo) o polimerizarse en depósitos sólidos (típicos del metano). Los productos de degradación de las moléculas orgánicas pueden o no tener propiedades de extinción. Las moléculas más grandes se degradan en más productos de extinción que las pequeñas; los tubos enfriados con acetato de amilo tienden a tener una vida útil diez veces mayor que los de etanol. Los tubos enfriados con hidrocarburos a menudo fallan debido al recubrimiento de los electrodos con productos de polimerización, antes de que se agote el gas; la simple recarga de gas no ayudará, es necesario lavar los electrodos para eliminar los depósitos. A veces se busca deliberadamente una baja eficiencia de ionización; En algunos experimentos con rayos cósmicos se utilizan mezclas de hidrógeno o helio a baja presión con extintores orgánicos para detectar muones y electrones fuertemente ionizantes.

El argón, el criptón y el xenón se utilizan para detectar rayos X suaves, con una absorción creciente de fotones de baja energía con una masa atómica decreciente, debido a la ionización directa por efecto fotoeléctrico. Por encima de 60-70 keV, la ionización directa del gas de relleno se vuelve insignificante, y los fotoelectrones secundarios, los electrones Compton o la producción de pares electrón-positrón por la interacción de los fotones gamma con el material del cátodo se convierten en los mecanismos dominantes de iniciación de la ionización. Las ventanas de los tubos se pueden eliminar colocando las muestras directamente dentro del tubo o, si son gaseosas, mezclándolas con el gas de relleno. El requisito de hermeticidad al vacío se puede eliminar utilizando un flujo continuo de gas a presión atmosférica.

Meseta Geiger

La curva característica de la respuesta del tubo Geiger-Müller con radiación constante contra voltaje de tubo variable.

La meseta de Geiger es el rango de voltaje en el que el tubo G-M opera en su modo correcto, donde la ionización ocurre a lo largo del ánodo. Si un tubo G-M se expone a una fuente de radiación constante y el voltaje aplicado aumenta desde cero, sigue el gráfico de corriente que se muestra en la "región Geiger" donde el gradiente se aplana; esta es la meseta de Geiger.

Esto se muestra con más detalle en el diagrama adjunto de la curva de la meseta de Geiger. Si el voltaje del tubo aumenta progresivamente desde cero, la eficiencia de detección aumentará hasta que la radiación más energética comience a producir pulsos que puedan ser detectados por la electrónica. Este es el "voltaje de inicio". Aumentar aún más el voltaje da como resultado un aumento rápido de los recuentos hasta que el "rodilla" o se alcanza el umbral de la meseta, donde cae la tasa de aumento de conteos. Aquí es donde el voltaje del tubo es suficiente para permitir una descarga completa a lo largo del ánodo para cada recuento de radiación detectado, y el efecto de las diferentes energías de radiación es igual. Sin embargo, la meseta tiene una ligera pendiente debido principalmente a los campos eléctricos más bajos en los extremos del ánodo debido a la geometría del tubo. A medida que aumenta el voltaje del tubo, estos campos se fortalecen para producir avalanchas. Al final de la meseta, la tasa de conteo comienza a aumentar rápidamente nuevamente, hasta el inicio de una descarga continua en la que el tubo no puede detectar la radiación y puede dañarse.

Dependiendo de las características del tubo específico (fabricante, tamaño, tipo de gas, etc.) el rango de voltaje de la meseta variará. La pendiente generalmente se expresa como cambio porcentual de conteos por 100 V. Para evitar cambios en la eficiencia general debido a la variación del voltaje del tubo, se usa un suministro de voltaje regulado y es una práctica normal operar en el medio de la meseta para reducir el efecto. de cualquier variación de voltaje.

Enfriamiento y tiempo muerto

Tiempo muerto y tiempo de recuperación en un tubo Geiger-Müller. El tubo no puede producir más pulsos durante el tiempo muerto, y sólo produce pulsos de menor altura hasta que haya transcurrido el tiempo de recuperación.

El tubo G-M ideal debería producir un solo pulso para cada evento ionizante debido a la radiación. No debería dar pulsos espurios y debería recuperarse rápidamente al estado pasivo, listo para el próximo evento de radiación. Sin embargo, cuando los iones de argón positivos alcanzan el cátodo y se convierten en átomos neutros al ganar electrones, los átomos pueden elevarse a niveles de energía mejorados. Estos átomos luego regresan a su estado fundamental emitiendo fotones que a su vez producen una mayor ionización y, por lo tanto, descargas secundarias espurias. Si no se hiciera nada para contrarrestar esto, la ionización se prolongaría e incluso podría escalar. La avalancha prolongada aumentaría el "tiempo muerto" cuando no se pueden detectar nuevos eventos, y podrían volverse continuos y dañar el tubo. Por lo tanto, es esencial alguna forma de extinción de la ionización para reducir el tiempo muerto y proteger el tubo, y se utilizan varias técnicas de extinción.

Extinción de gases

Los tubos de autoapagado o de apagado interno detienen la descarga sin ayuda externa, originalmente mediante la adición de una pequeña cantidad de un vapor orgánico poliatómico originalmente como el butano o el etanol, pero para los tubos modernos es un halógeno como el bromo o cloro.

Si se introduce en el tubo un gas apagador de baja calidad, los iones de argón positivos, durante su movimiento hacia el cátodo, tendrían múltiples colisiones con las moléculas del gas apagador y les transferirían su carga y algo de energía. Así, se producirían átomos de argón neutros y los iones del gas extintor, a su vez, alcanzarían el cátodo, ganarían electrones y pasarían a estados excitados que decaerían por emisión de fotones, produciendo la descarga del tubo. Sin embargo, las moléculas extintoras efectivas, cuando se excitan, pierden su energía no por emisión de fotones, sino por disociación en moléculas extintoras neutras. Por lo tanto, no se producen pulsos espurios.

Incluso con enfriamiento químico, durante un breve período de tiempo después de un pulso de descarga, hay un período durante el cual el tubo se vuelve insensible y, por lo tanto, no puede detectar temporalmente la llegada de ninguna nueva partícula ionizante (las llamadas muertas tiempo; normalmente de 50 a 100 microsegundos). Esto provoca una pérdida de conteos a tasas de conteo suficientemente altas y limita el tubo G-M a una tasa de conteo efectiva (precisa) de aproximadamente 10³ conteos por segundo incluso con enfriamiento externo. Si bien un tubo G-M es técnicamente capaz de leer tasas de conteo más altas antes de que realmente se sature, el nivel de incertidumbre involucrado y el riesgo de saturación hacen que sea extremadamente peligroso confiar en lecturas de tasas de conteo más altas cuando se intenta calcular una tasa de dosis de radiación equivalente a partir del conteo. tasa. Una consecuencia de esto es que los instrumentos de cámara de iones suelen preferirse para tasas de conteo más altas, sin embargo, una técnica de extinción externa moderna puede extender este límite superior considerablemente.

Enfriamiento externo

Extinción externa, a veces denominada "extinción activa" o "apagado electrónico", utiliza una electrónica de control de alta velocidad simplista para eliminar y volver a aplicar rápidamente el alto voltaje entre los electrodos durante un tiempo fijo después de cada pico de descarga para aumentar la tasa máxima de conteo y la vida útil del tubo. Aunque esto se puede usar en lugar de un gas de extinción, se usa mucho más comúnmente junto con un gas de extinción.

El "método de tiempo hasta el primer conteo" es una implementación moderna y sofisticada de extinción externa que permite velocidades de recuento máximas considerablemente mayores mediante el uso de técnicas de procesamiento de señales estadísticas y una electrónica de control mucho más compleja. Debido a la incertidumbre en la tasa de conteo introducida por la implementación simplista de la extinción externa, la tasa de conteo de un tubo Geiger se vuelve extremadamente poco confiable por encima de aproximadamente 10³ conteos por segundo. Con el método de tiempo hasta el primer conteo, se pueden lograr tasas de conteo efectivas de 10⁵ conteos por segundo, dos órdenes de magnitud más grandes que el límite efectivo normal. El método de tiempo hasta el primer conteo es significativamente más complicado de implementar que los métodos tradicionales de enfriamiento externo y, como resultado, no ha tenido un uso generalizado.

Efecto de retroceso

Una consecuencia del efecto de tiempo muerto es la posibilidad de que una tasa de conteo alta active continuamente el tubo antes de que haya transcurrido el tiempo de recuperación. Esto puede producir pulsos demasiado pequeños para que la electrónica de conteo los detecte y conducir a la situación muy indeseable en la que un contador G-M en un campo de radiación muy alto indica falsamente un nivel bajo. Este fenómeno se conoce como "plegamiento hacia atrás". Una regla general de la industria es que el circuito discriminador que recibe la salida del tubo debe detectar hasta 1/10 de la magnitud de un pulso normal para protegerse contra esto. Además, el circuito debe detectar cuándo se produce un "apilamiento de pulsos " ha ocurrido, donde el voltaje aparente del ánodo se ha movido a un nuevo nivel de CC a través de la combinación de alto número de pulsos y ruido. El diseño electrónico de los contadores Geiger-Müller debe ser capaz de detectar esta situación y dar una alarma; normalmente se hace estableciendo un umbral para la corriente excesiva del tubo.

Eficiencia de detección

La eficiencia de detección de un tubo G–M varía según el tipo de radiación incidente. Los tubos con ventanas de extremo delgado tienen eficiencias muy altas (pueden ser casi del 100 %) para beta de alta energía, aunque esto disminuye a medida que la energía beta disminuye debido a la atenuación del material de la ventana. Las partículas alfa también son atenuadas por la ventana. Dado que las partículas alfa tienen un alcance máximo de menos de 50 mm en el aire, la ventana de detección debe estar lo más cerca posible de la fuente de radiación. La atenuación de la ventana se suma a la atenuación del aire, por lo que la ventana debe tener una densidad tan baja como 1,5 a 2,0 mg/cm² para brindar un nivel aceptable de eficiencia de detección. El artículo sobre el poder de frenado explica con más detalle los rangos para los tipos de partículas de varias energías. La eficiencia de conteo de la radiación de fotones (rayos gamma y X por encima de 25 keV) depende de la eficiencia de la interacción de la radiación en la pared del tubo, que aumenta con el número atómico del material de la pared. El cromo-hierro es un material de uso común, que proporciona una eficiencia de alrededor del 1% en una amplia gama de energías.

Compensación de energía fotónica

Curvas de respuesta comparadas para tubos G-M con y sin compensación de energía gamma

Tubo G–M de vidrio de paredes finas que muestra una cacahuete de alambre espiral. Las bandas de cinta son para fijar anillos compensadores

Tubo G–M de vidrio de paredes finas con anillos de compensación energética. El montaje completo encaja en la carcasa de aluminio.

Si se va a utilizar un tubo G-M para mediciones de dosimetría de rayos X o gamma, se debe tener en cuenta la energía de la radiación incidente, que afecta el efecto ionizante. Sin embargo, los pulsos de un tubo G-M no llevan ninguna información de energía y atribuyen la misma dosis a cada evento de conteo. En consecuencia, la respuesta de la tasa de conteo de un "desnudo" El tubo G-M a fotones a diferentes niveles de energía no es lineal con el efecto de sobrelectura a bajas energías. La variación en la respuesta a la dosis puede ser un factor entre 5 y 15, según la construcción del tubo individual; los tubos muy pequeños que tienen los valores más altos.

Para corregir esto, una técnica conocida como "compensación de energía" se aplica, que consiste en añadir un escudo de material absorbente alrededor del tubo. Este filtro absorbe preferentemente los fotones de baja energía y la respuesta a la dosis se "aplana". El objetivo es que la característica de sensibilidad/energía del tubo coincida con la característica de absorción/energía del filtro. Esto no se puede lograr exactamente, pero el resultado es una respuesta más uniforme en el rango establecido de energías de detección para el tubo.

El plomo y el estaño son materiales de uso común, y se puede fabricar un filtro simple efectivo por encima de 150 keV usando un collar continuo a lo largo del tubo. Sin embargo, a niveles de energía más bajos, esta atenuación puede volverse demasiado grande, por lo que se dejan espacios de aire en el collar para permitir que la radiación de baja energía tenga un mayor efecto. En la práctica, el diseño del filtro de compensación es un compromiso empírico para producir una respuesta aceptablemente uniforme, y se utilizan varios materiales y geometrías diferentes para obtener la corrección requerida.