O alarme de dose individual é o principal dispositivo de proteção contra a radiação, o princípio de detecção é baseado principalmente em dois caminhos técnicos: tubo de contagem GM e detector de semicondutores, ambos através de diferentes mecanismos físicos para alcançar a captura e quantificação de sinais de radiação.
A tecnologia de tubo de contagem da GM é a principal opção para os primeiros alarmes de dose pessoais. Sua estrutura central é uma câmara de ionização composta por ánodos metálicos centrais e cátodos de parede de tubo, preenchidos internamente com gases inertes (como argão) e gases de extinção (como vapor de bromo). Quando as partículas de raios (por exemplo, raios beta e gamma) entram no tubo, as moléculas de gás ionizantes produzem pares elétron-íon. Sob o efeito do campo elétrico de alta tensão, os elétrons aceleram o impacto em outras moléculas de gás, desencadeando descargas avalanche, formando sinais de pulso elétrico detetáveis. O gás de extinção termina a descarga absorvendo energia em excesso, garantindo que cada evento de raio produza apenas um único pulso. A vantagem dos tubos GM é que são estruturalmente simples, de baixo custo e com uma eficiência próxima de 100% na detecção de raios beta, mas com uma menor sensibilidade aos raios gamma (cerca de 10%) e um efeito de "tempo de morte" (dezenas de microsegundos de intervalo entre dois pulsos) que podem fugir com altas taxas de dose.
A tecnologia de detectores de semicondutores representa a direção de desenvolvimento do alarme de dose pessoal moderno. Utiliza silício ou germânio como meio de detecção e, quando as partículas de raio entram na área sensível, estimulam a geração de pares eletrônicos-buracos. Sob o efeito do campo elétrico adicional, o carregador de carga se desvia para o eletrodo, formando um sinal elétrico proporcional à energia dos raios. Os detectores de semicondutores têm uma resolução energética muito maior do que os tubos GM e podem distinguir raios de diferentes energias (por exemplo, distinguir raios X de baixa energia e raios gamma de alta energia) sem limites de tempo de morte, adequados para ambientes de alta taxa de dosagem. Além disso, seu tamanho pequeno e resistência à interferência eletromagnética são fortes, e alguns modelos também integram módulos Bluetooth e GPS para suportar a transmissão de dados em tempo real e monitoramento remoto. No entanto, os detectores de semicondutores são exigentes para o processo de fabricação e precisam trabalhar a baixas temperaturas, como a temperatura do nitrogênio líquido, para suprimir o ruído térmico, o que resulta em custos mais altos.
Na aplicação prática, os alarmes de dose individuais muitas vezes usam uma combinação de tubos GM e detectores de semicondutores para equilibrar a sensibilidade e o custo. Por exemplo, em cenários de inspeção de usinas nucleares, os tubos GM são usados para rastrear rapidamente os pontos quentes de radiação e os detectores de semicondutores são usados para medir com precisão as doses acumuladas para garantir a segurança do pessoal.