Il dispositivo noto come contatore gamma misura la radiazione gamma in un campione. Funzionando sullo stesso principio di un rivelatore a scintillazione, questi contatori utilizzano cristalli che emettono luce quando i fotoni dei raggi gamma interagiscono con essi. I campioni vengono solitamente inseriti in provette, che vengono poi inserite nella macchina. I contatori gamma sono generalmente utilizzati nei laboratori di ricerca poiché la maggior parte non è portatile.
La radiazione gamma, o raggi gamma, è un tipo dannoso di radiazione ad alta energia che consiste in fotoni di luce o particelle quantistiche. I fotoni vengono emessi quando le sostanze radioattive decadono o tentano di diventare stabili. A differenza dei tipi di radiazioni meno dannose, i raggi gamma non vengono fermati dalla pelle o dai vestiti e possono entrare nel corpo, danneggiando o uccidendo le cellule. Il piombo viene generalmente utilizzato per proteggere le persone dagli effetti dannosi delle radiazioni gamma.
Come un rivelatore a scintillazione, i contatori gamma si basano su cristalli con proprietà luminescenti per funzionare. Ciò significa che questi cristalli si illuminano, o scintillano, quando entrano in contatto con le radiazioni gamma. Più si accendono, più radiazioni emette un campione. L’energia luminosa viene solitamente convertita in energia elettrica tramite un fotomoltiplicatore per fornire agli scienziati una misura significativa.
La precisione del contatore dipende dal cristallo utilizzato. Se la radiazione è bassa, e quindi interagisce poco con il cristallo luminescente, i fotoni di luce potrebbero non registrarsi. Al contrario, se la radiazione è estremamente elevata, potrebbe essere abbastanza potente da passare direttamente attraverso il cristallo senza interagire abbastanza da produrre anche luce. I cristalli spessi aiutano a ridurre queste non reazioni, e quindi sono estremamente importanti nei contatori gamma di qualità.
I contatori gamma moderni possono avere più rilevatori e canali per i campioni. Le macchine di solito hanno anche una schermatura in piombo per aiutare a proteggere i ricercatori dalle radiazioni. Molti contatori gamma hanno all’incirca le dimensioni di registratori di cassa o fotocopiatrici, con un piccolo schermo elettronico collegato per le letture.
Ci sono anche piccoli contatori gamma, non molto più grandi di un piede quadrato (0.3 m2). Anche i piccoli contatori, però, non sono facilmente trasportabili, in quanto la schermatura in piombo li rende estremamente pesanti nonostante le loro dimensioni. Un contatore delle dimensioni di un piede quadrato può pesare fino a 55 libbre (25 kg).
Una calibrazione corretta è estremamente importante quando si lavora con i contatori gamma perché producono misurazioni così precise. Molti contatori hanno una calibrazione interna che si basa su diodi emettitori di luce. Tuttavia, alcuni contatori più vecchi potrebbero dover essere calibrati a mano. Durante la calibrazione manuale, viene utilizzata come riferimento una sostanza con una radiazione nota e all’incirca lo stesso volume del campione da testare.