SEMANA 2

PRINCIPIOS DE DETECCIÓN DE LA RADIACIÓN

TIPO DE DETECTOR

I.              INMEDIATOS

a.    Por ionización

1.    Gaseosos

Los detectores gaseosos están básicamente constituidos por un recinto conteniendo un gas, sometido a un campo eléctrico producido por una diferencia de potencial aplicada entre dos electrodos (uno de los cuales cumple, en general, la función de contener ese gas).

·         Cámaras de Ionización

Las cámaras de ionización se emplean fundamentalmente para la determinación de la intensidad de campos de radiación; en efecto, la intensidad media de corriente a través de una cámara de ionización resulta directamente proporcional a la tasa de fluencia de las partículas y a la energía de las mismas, ya que al incrementarse cualquiera de ellas, aumenta el número de iones generados y, consecuentemente, la intensidad media de corriente.

·         Contadores proporcionales

La amplitud de los impulsos obtenidos guarda proporcionalidad tanto con la energía transferida por la partícula ionizante incidente que interactúa con el detector como con la tensión de polarización de los electrodos. En estos detectores, para igualdad de energía de la partícula ionizante, la amplitud del impulso eléctrico obtenido es mayor que el de las cámaras de ionización, por lo que se los puede emplear en el contaje de eventos.

·         Contadores Geiger-Müller

La principal característica de un contador Geiger-Müller es que la amplitud de la señal eléctrica es independiente de la energía y naturaleza de la partícula, resultando la de mayor amplitud obtenible con la configuración del detector gaseoso utilizado.

2.    Semiconductores

Se asemeja a la cámara de ionización, donde el medio ionizable, en vez de un gas, consiste en un semiconductor (Ge o Si) de alta resistividad. La alta resistividad se alcanza mediante la formación de zonas del material exentas de portadores libres (zonas de carga espacial).

VENTAJAS

·         La alta densidad del medio ionizado;

·         La energía necesaria es aproximadamente 10 veces menor que en los gases, y 100 veces menor que en un centellador.

·         Elevada la resolución en tiempo.

b.    Por excitación

1.    De centelleo

Cuando una partícula ionizante incide en un material, puede interactuar de acuerdo al mecanismo que corresponda al tipo de partículas, a su energía y al material de que se trate, produciendo partículas cargadas que se mueven en su interior. En ciertos materiales, denominados centelladores, pequeña fracción de la energía cinética de las partículas secundarias es convertida en energía luminosa; el resto se transfiere al medio como calor o como vibraciones de su red cristalina. La fracción de la energía que se convierte en luz (definida como eficiencia de centelleo) depende, para un dado centellador, de la naturaleza de la partícula y de su energía. En algunos casos, la eficiencia puede ser independiente de la energía de la partícula, permitiendo una proporcionalidad directa entre la intensidad del impulso luminoso y la energía.

PUEDEN SER:

-   Centelladores inorgánicos: Los centelladores inorgánicos son cristales que poseen, en general, mejor rendimiento luminoso y linealidad que los orgánicos, pero tienen menor velocidad de respuesta. El mecanismo de centelleo en estos materiales depende de los estados de energía determinados por su red cristalina.

-     Centelladores orgánicos: El proceso de fluorescencia en los centelladores orgánicos se genera a partir de transiciones en la estructura de los niveles de energía dentro de una misma molécula y, por lo tanto, es independiente del estado físico del material

II.            RETARDADOS

a.    Por ionización

1.    De película fotográfica

Los electrones liberados por la radiación neutralizan al ion Ag+ transformándolo en plata metálica, lo que constituye la formación de la denominada imagen latente por pocos átomos de plata de un grano (que típicamente tiene del orden de 1010 Ag+). La cantidad de granos de bromuro que han sufrido esta transformación, así como el número de iones plata convertidos en cada grano, es función de la dosis absorbida.

b.    Por excitación

1.    termoluminiscentes

Los detectores termoluminiscentes (TLD, en inglés) son detectores pasivos e integradores que permiten realizar la determinación de dosis y discriminar las componentes de distintos campos de radiación. El fundamento de su uso está basado en el fenómeno de luminiscencia.