¿Qué es el detector de radiación de ionización? Definición

Los detectores de radiación ionizante constan de dos partes que generalmente están conectadas. La primera parte consiste en un material sensible, que consiste en un compuesto que experimenta cambios cuando se expone a la radiación. Dosimetría de radiación
Detector de radiación ionizante - Tubo Geiger
Detector de radiación ionizante – Tubo Geiger

Se utilizan diversos instrumentos y dispositivos para la detección de radiación. En general, los detectores de radiación ionizante se pueden clasificar según su finalidad. Su propósito está estrechamente relacionado con la señal generada en el detector. Hay tres tipos principales de detectores, que registran diferentes tipos de señales.

  • Contador . La actividad o intensidad de la radiación se mide en conteos por segundo (cps). El contador más conocido es el contador Geiger-Müller. En los contadores de radiación, la señal generada a partir de la radiación incidente se crea contando el número de interacciones que ocurren en el volumen sensible del detector.
  • Espectrómetro de radiación . Los espectrómetros son dispositivos diseñados para medir la distribución de potencia espectral de una fuente. La radiación incidente genera una señal que permite determinar la energía de la partícula incidente.
  • Dosímetro . Un dosímetro de radiación es un dispositivo que mide la exposición a la radiación ionizante. Los dosímetros generalmente registran una dosis, que es la energía de radiación absorbida medida en grises (Gy) de la dosis equivalente medida en sieverts (Sv). Un dosímetro personal es un dosímetro, que la persona que está monitoreando usa en la superficie del cuerpo, y registra la dosis de radiación recibida.

Todos estos tipos de equipos requieren que las radiaciones den como resultado cambios observables en un compuesto (ya sea gas, líquido o sólido). En sus principios básicos de funcionamiento, la mayoría de los detectores de radiación ionizante siguen características similares. Los detectores de radiación ionizante constan de dos partes que generalmente están conectadas. La primera parte consiste en un material sensible., que consiste en un compuesto que experimenta cambios cuando se expone a la radiación. El otro componente es un dispositivo que convierte estos cambios en señales medibles. Todos los detectores requieren que la radiación deposite parte de su energía en material sensible que forme parte del instrumento. La radiación ingresa al detector, interactúa con los átomos del material del detector y deposita algo de energía en el material sensible. Cada evento puede generar una señal, que puede ser un pulso, agujero, señal de luz, pares de iones en un gas y muchos otros. La tarea principal es generar suficiente señal, amplificarla y grabarla.

En esta sección describimos varios tipos diferentes de instrumentos de medición de radiación. Nos centramos en la primera parte, que consiste en un material sensible. Los detectores pueden clasificarse de acuerdo con materiales y métodos sensibles que pueden utilizarse para realizar una medición:

  • Detectores de ionización gaseosa
  • Detectores de centelleo
  • Detectores de semiconductores
  • Insignias de cine
  • TLD

Principios básicos de los detectores

Detector de radiación ionizante - esquema básico
Los detectores de radiación ionizante constan de dos partes que generalmente están conectadas. La primera parte consiste en un material sensible, que consiste en un compuesto que experimenta cambios cuando se expone a la radiación. El otro componente es un dispositivo que convierte estos cambios en señales medibles.

En sus principios básicos de funcionamiento, la mayoría de los detectores de radiación ionizante siguen características similares. Los detectores de radiación ionizante constan de dos partes que generalmente están conectadas. La primera parte consiste en un material sensible , que consiste en un compuesto que experimenta cambios cuando se expone a la radiación. El otro componente es un dispositivo que convierte estos cambios en señales medibles.. Todos los detectores requieren que la radiación deposite parte de su energía en material sensible que forme parte del instrumento. La radiación ingresa al detector, interactúa con los átomos del material del detector y deposita algo de energía en el material sensible. Cada evento puede generar una señal, que puede ser un pulso, un agujero, una señal de luz, pares de iones en un gas y muchos otros. La tarea principal es generar suficiente señal, amplificarla y grabarla.

Supongamos los detectores de ionización gaseosa . El detector básico de ionización gaseosa consta de una cámaraque se llena con un medio adecuado (aire o un gas de relleno especial) que se puede ionizar fácilmente. Como regla general, el cable central es el electrodo positivo (ánodo) y el cilindro externo es el electrodo negativo (cátodo), de modo que los electrones (negativos) son atraídos hacia el cable central y los iones positivos son atraídos hacia el cilindro externo. El ánodo tiene un voltaje positivo con respecto a la pared del detector. A medida que la radiación ionizante ingresa al gas entre los electrodos, se forma un número finito de pares de iones. 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). La recolección de estos iones producirá una carga en los electrodos y un pulso eléctrico a través del circuito de detección.amplificado , y luego grabado usando electrónica estándar.

Relación señal a ruido

La relación señal / ruido, SNR, es una medida utilizada en ciencia e ingeniería que compara la señal de salida eléctrica con el ruido eléctrico generado en el tendido del cable o en la instrumentación.

Discriminado

La discriminación en los circuitos de detección de radiación se refiere al proceso de distinguir entre diferentes tipos de radiación en función de la altura del pulso. Un circuito discriminador selecciona la altura de pulso mínima o máxima que se debe contar. Por ejemplo, se utiliza un circuito discriminador en el detector de neutrones para distinguir los pulsos grandes de la ionización alfa (la absorción de neutrones en el detector produce partículas alfa) de las mucho más pequeñas que serían causadas por los rayos gamma.

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

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