Nick Connor

El contador Geiger , también conocido como contador Geiger-Mueller , es un dispositivo eléctrico que detecta varios tipos de radiación ionizante . Este dispositivo lleva el nombre de los dos físicos que inventaron el contador en 1928. Mueller era estudiante de Hans Geiger.  El contador Geiger es ampliamente utilizado en aplicaciones como dosimetría de radiación, protección radiológica , física experimental y la industria nuclear. Un contador Geiger consiste en un tubo Geiger-Müller (el elemento sensor que detecta la radiación) y la electrónica de procesamiento, que muestra el resultado.

El contador Geiger puede detectar radiaciones ionizantes como partículas alfa  y  beta ,  neutrones y  rayos gamma  utilizando el efecto de ionización producido en un tubo Geiger-Müller, que da nombre al instrumento. El voltaje del detector se ajusta de modo que las condiciones correspondan a la región Geiger-Mueller .

Ventajas del contador Geiger-Mueller

• La amplificación de alta . Estas avalanchas producen una señal fuerte (el factor de amplificación puede alcanzar aproximadamente 10 ¹⁰ ) con forma y altura independientemente de la ionización primaria y la energía del fotón detectado. El pulso de voltaje en este caso sería grande y fácilmente detectable ≈ 1.6 V. La ventaja técnica de un contador Geiger es su simplicidad de construcción y su insensibilidad a pequeñas fluctuaciones de voltaje. Dado que el proceso de amplificación de carga mejora en gran medida la relación señal / ruido del detector, generalmente no se requiere la amplificación electrónica posterior.
• Simplicidad . Los contadores GM se utilizan principalmente para instrumentación portátil debido a su sensibilidad, circuito de conteo simple y capacidad para detectar radiación de bajo nivel. Los detectores GM son generalmente más sensibles a las radiaciones de baja energía y baja intensidad que los detectores proporcionales o de cámara de iones.
• Electrónica más simple . Los detectores GM se pueden usar con paquetes electrónicos más simples. La
  sensibilidad de entrada de un instrumento de levantamiento GM típico es de 300-800 milivoltios, mientras que la
  sensibilidad de entrada de un instrumento de levantamiento proporcional típico es de 2 milivoltios.

Desventajas del contador Geiger-Mueller

• Sin identificación de partículas, sin resolución energética . Dado que la altura del pulso es independiente del tipo y la energía de la radiación, la discriminación no es posible. No hay información alguna sobre la naturaleza de la ionización que causó el pulso. Los detectores GM no pueden discriminar contra diferentes tipos de radiación (α, β, γ), ni contra diversas energías de radiación. Esto se debe a que el tamaño de la avalancha es independiente de la ionización primaria que la creó.
• Tiempo Muerto . Debido a la gran avalancha inducida por cualquier ionización, un contador Geiger tarda mucho tiempo (aproximadamente 1 ms) en recuperarse entre pulsos sucesivos. Por lo tanto, los contadores Geiger no pueden medir altas tasas de radiación debido al » tiempo muerto » del tubo.

El contador Geiger , también conocido como contador Geiger-Mueller , es un dispositivo eléctrico que detecta varios tipos de radiación ionizante . Este dispositivo lleva el nombre de los dos físicos que inventaron el contador en 1928. Mueller era estudiante de Hans Geiger.  El contador Geiger es ampliamente utilizado en aplicaciones como dosimetría de radiación, protección radiológica , física experimental y la industria nuclear. Un contador Geiger consiste en un tubo Geiger-Müller (el elemento sensor que detecta la radiación) y la electrónica de procesamiento, que muestra el resultado.

El contador Geiger puede detectar radiaciones ionizantes como partículas alfa  y  beta ,  neutrones y  rayos gamma  utilizando el efecto de ionización producido en un tubo Geiger-Müller, que da nombre al instrumento. El voltaje del detector se ajusta de modo que las condiciones correspondan a la región Geiger-Mueller .

Aplicaciones: detección de radiación alfa, beta y gamma 

Los contadores Geiger se utilizan principalmente para instrumentación portátil debido a su sensibilidad, circuito de conteo simple y capacidad para detectar radiación de bajo nivel. Aunque el uso principal de los contadores Geiger es probablemente en la detección de partículas individuales, también se encuentran en medidores de gamma. Son capaces de detectar casi todos los tipos de radiación, pero hay ligeras diferencias en el tubo Geiger-Mueller. Sin embargo, el tubo Geiger-Müller produce una salida de pulso que es de la misma magnitud para toda la radiación detectada, por lo que un contador Geiger con un tubo de ventana final no puede distinguir entre partículas alfa y beta.

Hay dos tipos principales de construcción de tubos Geiger :

• Tipo de ventana final . Para que las partículas alfa y beta sean detectadas por los contadores Geiger, deben contar con una ventana delgada . Esta » ventana final » debe ser lo suficientemente delgada para que las partículas alfa y beta puedan penetrar. Sin embargo, una ventana de casi cualquier espesor evitará que una partícula alfa ingrese a la cámara. La ventana generalmente está hecha de mica con una densidad de aproximadamente 1.5 – 2.0 mg / cm ²para permitir que las partículas beta de baja energía (p. ej., del carbono 14) ingresen al detector. La reducción de la eficiencia para alfa se debe al efecto de atenuación de la ventana final, aunque la distancia desde la superficie que se está comprobando también tiene un efecto significativo, e idealmente una fuente de radiación alfa debería estar a menos de 10 mm del detector debido a la atenuación en el aire.
• Tipo sin ventanas . Los rayos gamma tienen muy pocos problemas para penetrar las paredes metálicas de la cámara. Por lo tanto, los contadores Geiger pueden usarse para detectar radiación gamma y rayos X (tubos de pared delgada) conocidos colectivamente como fotones, y para esto se usa el tubo sin ventanas.
  • Se utiliza un tubo de pared gruesa para la detección de radiación gamma por encima de las energías de aproximadamente 25 KeV, este tipo generalmente tiene un espesor de pared total de aproximadamente 1-2 mm de acero al cromo.
  • Se usa un tubo de pared delgada para fotones de baja energía (rayos X o rayos gamma) y partículas beta de alta energía. La transición del diseño de paredes delgadas a las de paredes gruesas tiene lugar en los niveles de energía de 300–400 keV. Por encima de estos niveles se utilizan diseños de paredes gruesas, y por debajo de estos niveles predomina el efecto de ionización gaseosa directa.

A veces, se prefiere un diseño de «panqueque» del tubo Geiger-Mueller. Este detector es un tubo Geiger plano con una delgada ventana de mica de área más grande. Los tubos Geiger planos como este se conocen como tubos «panqueque». Dichos tubos están equipados con una pantalla de alambre para protegerlos. Este diseño proporciona un área de detección más grande y, por lo tanto, una mayor eficiencia para agilizar la verificación. Sin embargo, la presión de la atmósfera contra la baja presión del gas de relleno limita el tamaño de la ventana debido a la resistencia limitada de la membrana de la ventana.

Aplicaciones – Detección de neutrones

Como los neutrones son partículas eléctricamente neutras, están sujetos principalmente a fuertes fuerzas nucleares pero no a fuerzas eléctricas. Por lo tanto, los neutrones no son directamente ionizantes y generalmente tienen que convertirse en partículas cargadas antes de que puedan detectarse. En general, cada tipo de detector de neutrones debe estar equipado con un convertidor (para convertir la radiación de neutrones en radiación detectable común) y uno de los detectores de radiación convencionales (detector de centelleo, detector gaseoso, detector de semiconductores, etc.).

No es común, pero los contadores Geiger también pueden usarse para la detección de neutrones. En este caso, el tubo Geiger-Mueller debe tener el interior del tubo recubierto con boro, o el tubo debe contener trifluoruro de boro (BF ₃ ) o helio-3 como gas de relleno.

Los neutrones entrantes producen partículas alfa cuando reaccionan con los átomos de boro en el gas detector. La mayoría de las reacciones (n, alfa) de los neutrones térmicos son reacciones 10B (n, alfa) 7Li acompañadas de una emisión gamma de 0.48 MeV .

Además, el isótopo boro-10 tiene una sección transversal de reacción alta (n, alfa) a lo largo de todo el espectro de energía de neutrones . La partícula alfa causa ionización dentro de la cámara, y los electrones expulsados ​​causan más ionizaciones secundarias.

El contador Geiger , también conocido como contador Geiger-Mueller , es un dispositivo eléctrico que detecta varios tipos de radiación ionizante . Este dispositivo lleva el nombre de los dos físicos que inventaron el contador en 1928. Mueller era estudiante de Hans Geiger.  El contador Geiger es ampliamente utilizado en aplicaciones como dosimetría de radiación, protección radiológica , física experimental y la industria nuclear. Un contador Geiger consiste en un tubo Geiger-Müller (el elemento sensor que detecta la radiación) y la electrónica de procesamiento, que muestra el resultado.

El contador Geiger puede detectar radiaciones ionizantes como partículas alfa  y  beta ,  neutrones y  rayos gamma  utilizando el efecto de ionización producido en un tubo Geiger-Müller, que da nombre al instrumento. El voltaje del detector se ajusta de modo que las condiciones correspondan a la región Geiger-Mueller .

Detección de neutrones usando el contador Geiger

Como los neutrones son partículas eléctricamente neutras, están sujetos principalmente a fuertes fuerzas nucleares pero no a fuerzas eléctricas. Por lo tanto, los neutrones no son directamente ionizantes y generalmente tienen que convertirse en partículas cargadas antes de que puedan detectarse. En general, cada tipo de detector de neutrones debe estar equipado con un convertidor (para convertir la radiación de neutrones en radiación detectable común) y uno de los detectores de radiación convencionales (detector de centelleo, detector gaseoso, detector de semiconductores, etc.).

No es común, pero los contadores Geiger también pueden usarse para la detección de neutrones. En este caso, el tubo Geiger-Mueller debe tener el interior del tubo recubierto con boro, o el tubo debe contener trifluoruro de boro (BF ₃ ) o helio-3 como gas de relleno.

Los neutrones entrantes producen partículas alfa cuando reaccionan con los átomos de boro en el gas detector. La mayoría de las reacciones (n, alfa) de neutrones térmicos son reacciones 10B (n, alfa) 7Li acompañadas de una emisión gamma de 0,48 MeV .

Además, el isótopo boro-10 tiene una sección transversal de reacción alta (n, alfa) a lo largo de todo el espectro de energía de neutrones . La partícula alfa causa ionización dentro de la cámara, y los electrones expulsados ​​causan más ionizaciones secundarias.

El contador Geiger , también conocido como contador Geiger-Mueller , es un dispositivo eléctrico que detecta varios tipos de radiación ionizante . Este dispositivo lleva el nombre de los dos físicos que inventaron el contador en 1928. Mueller era estudiante de Hans Geiger.  El contador Geiger es ampliamente utilizado en aplicaciones como dosimetría de radiación, protección radiológica , física experimental y la industria nuclear. Un contador Geiger consiste en un tubo Geiger-Müller (el elemento sensor que detecta la radiación) y la electrónica de procesamiento, que muestra el resultado.

El contador Geiger puede detectar radiaciones ionizantes como partículas alfa  y  beta ,  neutrones y  rayos gamma  utilizando el efecto de ionización producido en un tubo Geiger-Müller, que da nombre al instrumento. El voltaje del detector se ajusta de modo que las condiciones correspondan a la región Geiger-Mueller .

Tubo Geiger de pared gruesa y pared delgada

Tipo sin ventanas . Los rayos gamma tienen muy pocos problemas para penetrar las paredes metálicas de la cámara. Por lo tanto, los contadores Geiger pueden usarse para detectar radiación gamma y rayos X (tubos de pared delgada) conocidos colectivamente como fotones, y para esto se usa el tubo sin ventanas.

• Se utiliza un tubo de pared gruesa para la detección de radiación gamma por encima de las energías de aproximadamente 25 keV, este tipo generalmente tiene un espesor de pared total de aproximadamente 1-2 mm de acero al cromo.
• Se usa un tubo de pared delgada para fotones de baja energía (rayos X o rayos gamma) y partículas beta de alta energía. La transición del diseño de paredes delgadas a las de paredes gruesas tiene lugar en los niveles de energía de 300–400 keV. Por encima de estos niveles se utilizan diseños de paredes gruesas, y por debajo de estos niveles predomina el efecto de ionización gaseosa directa.

A veces, se prefiere un diseño de «panqueque» del tubo Geiger-Mueller. Este detector es un tubo Geiger plano con una delgada ventana de mica de área más grande. Los tubos Geiger planos como este se conocen como tubos «panqueque». Dichos tubos están equipados con una pantalla de alambre para protegerlos. Este diseño proporciona un área de detección más grande y, por lo tanto, una mayor eficiencia para agilizar la verificación. Sin embargo, la presión de la atmósfera contra la baja presión del gas de relleno limita el tamaño de la ventana debido a la resistencia limitada de la membrana de la ventana.

El contador Geiger , también conocido como contador Geiger-Mueller , es un dispositivo eléctrico que detecta varios tipos de radiación ionizante . Este dispositivo lleva el nombre de los dos físicos que inventaron el contador en 1928. Mueller era estudiante de Hans Geiger.  El contador Geiger es ampliamente utilizado en aplicaciones como dosimetría de radiación, protección radiológica , física experimental y la industria nuclear. Un contador Geiger consiste en un tubo Geiger-Müller (el elemento sensor que detecta la radiación) y la electrónica de procesamiento, que muestra el resultado.

El contador Geiger puede detectar radiaciones ionizantes como partículas alfa  y  beta ,  neutrones y  rayos gamma  utilizando el efecto de ionización producido en un tubo Geiger-Müller, que da nombre al instrumento. El voltaje del detector se ajusta de modo que las condiciones correspondan a la región Geiger-Mueller .

Tipo de ventana final y sin ventana de contador Geiger

Los contadores Geiger se utilizan principalmente para instrumentación portátil debido a su sensibilidad, circuito de conteo simple y capacidad para detectar radiación de bajo nivel. Aunque el uso principal de los contadores Geiger es probablemente en la detección de partículas individuales, también se encuentran en medidores de gamma. Son capaces de detectar casi todos los tipos de radiación, pero hay ligeras diferencias en el tubo Geiger-Mueller. Sin embargo, el tubo Geiger-Müller produce una salida de pulso que es de la misma magnitud para toda la radiación detectada, por lo que un contador Geiger con un tubo de ventana final no puede distinguir entre partículas alfa y beta.

Hay dos tipos principales de construcción de tubos Geiger :

• Tipo de ventana final . Para que las partículas alfa y beta sean detectadas por los contadores Geiger, deben contar con una ventana delgada . Esta » ventana final » debe ser lo suficientemente delgada para que las partículas alfa y beta puedan penetrar. Sin embargo, una ventana de casi cualquier espesor evitará que una partícula alfa ingrese a la cámara. La ventana generalmente está hecha de mica con una densidad de aproximadamente 1.5 – 2.0 mg / cm ²para permitir que las partículas beta de baja energía (p. ej., del carbono 14) ingresen al detector. La reducción de la eficiencia para alfa se debe al efecto de atenuación de la ventana final, aunque la distancia desde la superficie que se está comprobando también tiene un efecto significativo, e idealmente una fuente de radiación alfa debería estar a menos de 10 mm del detector debido a la atenuación en el aire.
• Tipo sin ventanas . Los rayos gamma tienen muy pocos problemas para penetrar las paredes metálicas de la cámara. Por lo tanto, los contadores Geiger pueden usarse para detectar radiación gamma y rayos X (tubos de pared delgada) conocidos colectivamente como fotones, y para esto se usa el tubo sin ventanas.
  • Se utiliza un tubo de pared gruesa para la detección de radiación gamma por encima de las energías de aproximadamente 25 KeV, este tipo generalmente tiene un espesor de pared total de aproximadamente 1-2 mm de acero al cromo.
  • Se usa un tubo de pared delgada para fotones de baja energía (rayos X o rayos gamma) y partículas beta de alta energía. La transición del diseño de paredes delgadas a las de paredes gruesas tiene lugar en los niveles de energía de 300–400 keV. Por encima de estos niveles se utilizan diseños de paredes gruesas, y por debajo de estos niveles predomina el efecto de ionización gaseosa directa.

A veces, se prefiere un diseño de «panqueque» del tubo Geiger-Mueller. Este detector es un tubo Geiger plano con una delgada ventana de mica de área más grande. Los tubos Geiger planos como este se conocen como tubos «panqueque». Dichos tubos están equipados con una pantalla de alambre para protegerlos. Este diseño proporciona un área de detección más grande y, por lo tanto, una mayor eficiencia para agilizar la verificación. Sin embargo, la presión de la atmósfera contra la baja presión del gas de relleno limita el tamaño de la ventana debido a la resistencia limitada de la membrana de la ventana.

Debido a la gran avalancha inducida por cualquier ionización, un contador Geiger tarda mucho tiempo (aproximadamente 1 ms) en recuperarse entre pulsos sucesivos. Por lo tanto, los contadores Geiger no pueden medir altas tasas de radiación debido al » tiempo muerto » del tubo. El  tiempo muerto  es el tiempo después de cada evento durante el cual el sistema no puede grabar otro evento.

En un contador Geiger, el gas de relleno de la cámara es un gas inerte que se ioniza por radiación incidente, y un gas de enfriamiento de 5 a 10% de un vapor orgánico o un gas halógeno para evitar pulsos espurios al apagar las avalanchas de electrones. El contador Geiger no debe dar pulsos espurios, y debe recuperarse rápidamente al estado pasivo, listo para el próximo evento de radiación. El argón y el helio son los gases de relleno más utilizados y permiten la detección de radiación alfa, beta y gamma. Para la detección de neutrones, He-3 y BF ₃ (trifluoruro de boro) son los gases más comúnmente empleados.

Sin embargo, por cada electrón recogido en la cámara, queda un ion de gas cargado positivamente. Estos iones de gas son pesados ​​en comparación con un electrón y se mueven mucho más lentamente. Los electrones libres son mucho más livianos que los iones positivos, por lo tanto, son atraídos hacia el electrodo central positivo mucho más rápido que los iones positivos hacia la pared de la cámara. La nube resultante de iones positivos cerca del electrodo conduce a distorsiones en la multiplicación de gases. Finalmente, los iones positivos se alejan del cable central cargado positivamente hacia la pared cargada negativamente y se neutralizan obteniendo un electrón. Estos átomos luego regresan a su estado fundamental mediante la emisión de fotones que a su vez producen más ionización y, por lo tanto, descargas secundarias espurias. Los electrones producidos por esta ionización se mueven hacia el cable central y se multiplican en el camino. Este pulso de carga no está relacionado con la radiación que se detectará y puede activar una serie de pulsos. En la práctica, la terminación de la avalancha se mejora mediante el uso de Técnicas de «enfriamiento» .

Las moléculas de gas de enfriamiento tienen una afinidad más débil por los electrones que el gas de la cámara; por lo tanto, los átomos ionizados del gas de la cámara toman fácilmente electrones de las moléculas de gas de enfriamiento. Por lo tanto, las moléculas ionizadas de gas de enfriamiento alcanzan la pared de la cámara en lugar del gas de la cámara. Las moléculas ionizadas del gas de enfriamiento se neutralizan al obtener un electrón, y la energía liberada no causa más ionización, sino que provoca la disociación de la molécula. Este tipo de enfriamiento se conoce como  auto-enfriamiento  o  enfriamiento interno , ya que los tubos detienen la descarga sin ayuda externa.

Para los contadores Geiger, el enfriamiento externo, a veces llamado » enfriamiento activo » o » enfriamiento electrónico «, también es una posibilidad. El enfriamiento 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 velocidad máxima de conteo y la vida útil del tubo.

Referencia especial: Departamento de Energía, Instrumentación y Control de EE. UU. DOE Fundamentals Handbook, Volumen 2 de 2. Junio ​​de 1992.

El contador Geiger , también conocido como contador Geiger-Mueller , es un dispositivo eléctrico que detecta varios tipos de radiación ionizante . Este dispositivo lleva el nombre de los dos físicos que inventaron el contador en 1928. Mueller era estudiante de Hans Geiger.  El contador Geiger es ampliamente utilizado en aplicaciones como dosimetría de radiación, protección radiológica , física experimental y la industria nuclear. Un contador Geiger consiste en un tubo Geiger-Müller (el elemento sensor que detecta la radiación) y la electrónica de procesamiento, que muestra el resultado.

El contador Geiger puede detectar radiaciones ionizantes como partículas alfa  y  beta ,  neutrones y  rayos gamma  utilizando el efecto de ionización producido en un tubo Geiger-Müller, que da nombre al instrumento. El voltaje del detector se ajusta de modo que las condiciones correspondan a la región Geiger-Mueller .

Principio básico de los contadores Geiger

El contador Geiger tiene un cátodo y un ánodo que se mantienen a alto voltaje, y el dispositivo se caracteriza por una capacitancia determinada por la geometría de los electrodos. En un contador Geiger, el gas de relleno de la cámara es un gas inerte que se ioniza por radiación incidente, y un gas de enfriamiento del 5–10% de un vapor orgánico o un gas halógeno para evitar pulsos espurios al apagar las avalanchas de electrones.

A medida que la radiación ionizante ingresa al gas entre los electrodos, se forma un número finito de pares de iones. En el aire, la energía promedio necesaria para producir un ion es de aproximadamente 34 eV, por lo tanto, una radiación de 1 MeV completamente absorbida en el detector produce aproximadamente 3 x 10 ⁴par de iones El comportamiento de los pares de iones resultantes se ve afectado por el gradiente potencial del campo eléctrico dentro del gas y el tipo y la presión del gas de relleno. Bajo la influencia del campo eléctrico, los iones positivos se moverán hacia el electrodo cargado negativamente (cilindro externo), y los iones negativos (electrones) migrarán hacia el electrodo positivo (cable central). El campo eléctrico en esta región evita que los iones se recombinen con los electrones. En las inmediaciones del cable del ánodo, la intensidad del campo se vuelve lo suficientemente grande como para producir avalanchas de Townsend.. Estas avalanchas pueden ser activadas y propagadas por fotones emitidos por átomos excitados en la avalancha original. Como estos fotones no se ven afectados por el campo eléctrico, pueden interactuar lejos (por ejemplo, lateralmente al eje) de la avalancha primaria, todo el tubo Geiger participa en el proceso. Estas avalanchas producen una señal fuerte (el factor de amplificación puede alcanzar aproximadamente 10 ¹⁰ ) con forma y altura independientemente de la ionización primaria y la energía del fotón detectado. El alto factor de amplificación del contador Geiger es la principal ventaja sobre la cámara de ionización. El contador Geiger es, por lo tanto, un dispositivo mucho más sensible que otras cámaras. A menudo se usa en la detección de rayos gamma de bajo nivel y partículas beta por este motivo.

Dado que los iones positivos no se alejan de la región de avalancha, una nube de iones cargada positivamente perturba el campo eléctrico y termina el proceso de avalancha. En la práctica, la terminación de la avalancha se mejora mediante el uso de técnicas de «enfriamiento» .

La recolección de todos estos electrones producirá una carga en los electrodos y un pulso eléctrico a través del circuito de detección. Cada pulso corresponde a una interacción de rayos gamma o neutrones. La altura del pulso no es proporcional al número de electrones originales producidos. Por lo tanto, los contadores Geiger no son capaces de identificar partículas y medir la energía (espectroscopía). Dado que el proceso de amplificación de carga mejora en gran medida la relación señal / ruido del detector, generalmente no se requiere la amplificación electrónica posterior.

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Este artículo se basa en la traducción automática del artículo original en inglés. Para más información vea el artículo en inglés. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducción, envíela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducción en línea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducción lo antes posible. Gracias.

Para los sistemas de detección de radiación que registran pulsos (eventos discretos) , el tiempo muerto es el tiempo después de cada evento durante el cual el sistema no puede grabar otro evento. Este fenómeno es muy importante, por ejemplo, para los contadores Geiger . Debido a la gran avalancha inducida por cualquier ionización, un contador Geiger tarda mucho tiempo (aproximadamente 1 ms) en recuperarse entre pulsos sucesivos. Por lo tanto, los contadores Geiger no pueden medir altas tasas de radiación debido al «tiempo muerto» del tubo.

En otras palabras, el tiempo muerto es el período durante el cual el detector está ocupado y no puede aceptar y procesar pulsos. En el caso de los detectores de radiación ionizante, este fenómeno puede tener serias consecuencias, ya que el tiempo muerto distorsiona los resultados a altas actividades o altas tasas de dosis. El tiempo muerto total de un sistema de detección generalmente se debe a las contribuciones del tiempo muerto intrínseco del detector, del extremo frontal analógico y de la adquisición de datos.

Detector paralizable y no paralizable

Debido a la naturaleza aleatoria de la desintegración radiactiva , siempre existe alguna probabilidad de que se pierda un evento verdadero, porque solo se registra otro evento y el detector no puede aceptar y procesar más de un pulso.

Hay dos características principales de tiempo muerto de cada sistema de detección:

• Paralyzable . En un detector paralizable, un evento que ocurra durante el tiempo muerto no solo se perderá, sino que reiniciará el tiempo muerto, de modo que con una frecuencia creciente, el detector alcanzará un punto de saturación donde será incapaz de registrar ningún evento.
• No paralyzable . En un detector no paralizable, un evento que ocurre durante el tiempo muerto simplemente se pierde, de modo que con una tasa de evento creciente el detector alcanzará una tasa de saturación igual a la inversa del tiempo muerto.

Para los sistemas de detección de radiación que registran pulsos (eventos discretos) , el tiempo muerto es el tiempo después de cada evento durante el cual el sistema no puede grabar otro evento. Este fenómeno es muy importante, por ejemplo, para los contadores Geiger . Debido a la gran avalancha inducida por cualquier ionización, un contador Geiger tarda mucho tiempo (aproximadamente 1 ms) en recuperarse entre pulsos sucesivos. Por lo tanto, los contadores Geiger no pueden medir altas tasas de radiación debido al «tiempo muerto» del tubo.

En otras palabras, el tiempo muerto es el período durante el cual el detector está ocupado y no puede aceptar y procesar pulsos. En el caso de los detectores de radiación ionizante, este fenómeno puede tener serias consecuencias, ya que el tiempo muerto distorsiona los resultados a altas actividades o altas tasas de dosis. El tiempo muerto total de un sistema de detección generalmente se debe a las contribuciones del tiempo muerto intrínseco del detector, del extremo frontal analógico y de la adquisición de datos.

Detector paralizable y no paralizable

Debido a la naturaleza aleatoria de la desintegración radiactiva , siempre existe alguna probabilidad de que se pierda un evento verdadero, porque solo se registra otro evento y el detector no puede aceptar y procesar más de un pulso.

Hay dos características principales de tiempo muerto de cada sistema de detección:

• Paralyzable . En un detector paralizable, un evento que ocurra durante el tiempo muerto no solo se perderá, sino que reiniciará el tiempo muerto, de modo que con una frecuencia creciente, el detector alcanzará un punto de saturación donde será incapaz de registrar ningún evento.
• No paralyzable . En un detector no paralizable, un evento que ocurre durante el tiempo muerto simplemente se pierde, de modo que con una tasa de evento creciente el detector alcanzará una tasa de saturación igual a la inversa del tiempo muerto.

Enfriamiento – Tiempo muerto – Contadores Geiger

El fenómeno del tiempo muerto es muy importante también para los contadores Geiger. Por lo general, tiene un valor de aproximadamente 100 μs (para contadores proporcionales es mucho menor), por lo que después de cada evento ionizante, un tubo Geiger se apaga básicamente por 100 μs.

En un contador Geiger, el gas de relleno de la cámara es un gas inerte que se ioniza por radiación incidente, y un gas de enfriamiento del 5–10% de un vapor orgánico o un gas halógeno para evitar pulsos espurios al apagar las avalanchas de electrones. El contador Geiger no debe dar pulsos espurios, y debe recuperarse rápidamente al estado pasivo, listo para el próximo evento de radiación. El argón y el helio son los gases de relleno más utilizados y permiten la detección de radiación alfa, beta y gamma. Para la detección de neutrones, He-3 y BF ₃ (trifluoruro de boro) son los gases más comúnmente empleados.

Sin embargo, por cada electrón recogido en la cámara, queda un ion de gas cargado positivamente. Estos iones de gas son pesados ​​en comparación con un electrón y se mueven mucho más lentamente. Los electrones libres son mucho más livianos que los iones positivos, por lo tanto, son atraídos hacia el electrodo central positivo mucho más rápido que los iones positivos hacia la pared de la cámara. La nube resultante de iones positivos cerca del electrodo conduce a distorsiones en la multiplicación de gases. Finalmente, los iones positivos se alejan del cable central cargado positivamente hacia la pared cargada negativamente y se neutralizan obteniendo un electrón. Estos átomos luego regresan a su estado fundamental mediante la emisión de fotones que a su vez producen más ionización y, por lo tanto, descargas secundarias espurias. Los electrones producidos por esta ionización se mueven hacia el cable central y se multiplican en el camino. Este pulso de carga no está relacionado con la radiación que se detectará y puede activar una serie de pulsos. En la práctica, la terminación de la avalancha se mejora mediante el uso deTécnicas de «enfriamiento» .

Las moléculas de gas de enfriamiento tienen una afinidad más débil por los electrones que el gas de la cámara; por lo tanto, los átomos ionizados del gas de la cámara toman fácilmente electrones de las moléculas de gas de enfriamiento. Por lo tanto, las moléculas ionizadas de gas de enfriamiento alcanzan la pared de la cámara en lugar del gas de la cámara. Las moléculas ionizadas del gas de enfriamiento se neutralizan al obtener un electrón, y la energía liberada no causa más ionización, sino que provoca la disociación de la molécula. Este tipo de enfriamiento se conoce como autoenfriamiento o enfriamiento interno , ya que los tubos detienen la descarga sin ayuda externa.

Para los contadores Geiger, el enfriamiento externo, a veces llamado » enfriamiento activo » o » enfriamiento electrónico «, también es una posibilidad. El enfriamiento 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 velocidad máxima de conteo y la vida útil del tubo.