Tuikelaskuri on laite, jota käytetään havaitsemaan ja mittaamaan radioaktiivisten alkuaineiden päästöt. Radioaktiivisuus on hiukkasten tai energian vapautumista tietyistä alkuaineista, jotka sisältävät liikaa neutroneja ja jotka voivat olla vaarallisia ihmisille, eläimille ja kasveille. Tuikelaskuri yhdistää kemikaalin, joka luo valoa radioaktiivisten päästöjen osuessa, ja ilmaisimen, joka tunnistaa ja laskee valopulssit.
Monilla elementeillä on isotooppeja, molekyylejä, jotka sisältävät eri määrän neutroneja, joilla on sama määrä protoneja ja elektroneja. Useimmat isotoopit ovat vakaita, eikä mikään tapahdu muuttamaan niiden kemiallista koostumusta ajan myötä. Monet radioaktiiviset isotoopit eivät kuitenkaan pidä neutroneja paikallaan ja alkavat hajoaa radioaktiivisesti.
Radioaktiivista hajoamista on kolme päätyyppiä, ja jokaisella on erilaiset ominaisuudet. Alfa -säteily on hiukkanen, joka yhdistää protoneja ja neutroneja ja jolla on suhteellisen pieni energia, joten se voidaan pysäyttää vedellä tai ohuilla metallilevyillä. Beetasäteily on elementistä vapautuvia suuren energian elektroneja, jotka voivat tunkeutua kehon kudoksiin ja suojaaviin kerroksiin. Gammasäteily ei ole hiukkanen, vaan pikemminkin valon kaltainen sähkömagneettinen aalto, jolla on erittäin suuri energia ja joka voidaan suojata vain tiheän lyijylevyn kerroksilla.
Kaikki kolme tyyppiä aiheuttavat soluvaurioita kasveille ja eläimille, koska ne aiheuttavat molekyylien muutoksen säteilyn vaikutuksesta. Kun radioaktiivinen hiukkanen tai gammasäteily iskee molekyyliin, se vapauttaa elektroneja ympäröiviin kudoksiin tai ilmaan. Jos säteily iskee kemikaalin, joka antaa valon välähdyksen ja jos valo voidaan havaita, tuikelaskuri on luotu.
Laskureissa käytetään kolmenlaisia kiinteitä tuikekemikaaleja, nimeltään fosforit, ja niihin kuuluvat epäorgaaniset, orgaaniset ja muovit. Epäorgaanisia kemikaaleja, jotka voivat vapauttaa valoa, nimeltään fotoneja, kun ne altistuvat säteilylle, ovat metallijodidit ja sinkkisulfidi. Orgaaniset fosforit voivat sisältää naftaleenia, antraseenia ja muita bentseeniin liittyviä yhdisteitä. Muovit eivät itsessään ole tyypillisesti fosforia, mutta kemikaalit voidaan yhdistää muoviin fotonigeneraattorin muodostamiseksi.
Epäorgaaniset kemikaalit ovat parhaita gammasäteilyn ilmaisimia, orgaaniset aineet ovat optimaalisia beetahiukkasille ja muoviin upotetut fosforit toimivat hyvin neutronien havaitsemiseen. Radioaktiiviset isotoopit voivat hajota käyttämällä erilaisia menetelmiä, joten ilmaisimet voivat sisältää useampaa kuin yhden tyyppistä ilmaisuelementtiä. Ilmaisimissa käytettävä laskentaohjelmisto on kriittinen säteilyn määrän määrittämisessä, koska suuremmat lukemat osoittavat, että radioaktiivista elementtiä on enemmän tai laskuri on lähellä radioaktiivisuutta.
Kun valon fotoneja on luotu, toinen tärkeä osa on ilmaisin, joka sekä näkee fotonit että laskee ne. Monet laskurit käyttävät valomonistinta, joka on sarja tyhjöputkeen asennettuja elektrodeja. Kun valon fotoni tulee putkeen, se on yleensä liian heikkoa tuikelaskurin elektroniikkapiirien havaitsemiseksi. Fotoni osuu ensimmäiseen elektrodiin, johon on liitetty sähköjännite.
Kun valo osuu, elektrodi vapauttaa enemmän elektroneja, jotka kulkevat toiseen elektrodiin. Joka kerta, kun näin tapahtuu, vapautuu enemmän elektroneja ja signaali vahvistuu. Useiden vaiheiden jälkeen, jotka tapahtuvat erittäin nopeasti valon nopeudella kulkevien elektronien kanssa, signaali on riittävän vahva, jotta laskuri voi havaita sen, ja se rekisteröi valon fotonin ja laskee sen. Valomonistin on erittäin herkkä ja pystyy havaitsemaan tarkasti hyvin pienet valon välähdykset hajoamisesta.
Toinen tuikelaskurin tyyppi on nestefaasiyksikkö. Nämä laskurit voivat olla hyödyllisiä laboratorioanalyyseissä, koska näyte asetetaan suoraan nesteeseen, joka koostuu fosforista ja liuottimesta. Näytettä ympäröivät fosforit havaitsevat välittömästi radioaktiiviset päästöt, jotka sitten lasketaan.
Tämä tekniikka voi olla hyödyllinen radioaktiivisen vuodon dekontaminoinnissa, koska pyyhkimistesteillä voidaan tarkistaa radioaktiivisuus. Pienet kangasnäytteet pyyhitään pintojen päälle ja asetetaan sitten nestetuikelaskimeen. Tämä prosessi voidaan toistaa tarpeen mukaan, kunnes laskuri osoittaa radioaktiivisuuden olevan alhaisella tasolla, jota kutsutaan taustasäteilyksi.