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Qué es la avalancha de Townsend – Definición

La avalancha de Townsend o la descarga de Townsend influyen significativamente en el número de pares de iones recogidos en los detectores de ionización gaseosa. La avalancha de Townsend es un proceso de ionización de gas donde los electrones libres son acelerados por un campo eléctrico. Dosimetría de radiación

La relación entre el voltaje aplicado y la altura del pulso en un detector es muy compleja. La altura del pulso y el número de pares de iones recogidos están directamente relacionados. La avalancha de Townsend o la descarga de Townsend influyen significativamente en el número de pares de iones recogidos en los detectores de ionización gaseosa. La avalancha de Townsend es un proceso de ionización de gas donde los electrones libres son acelerados por un campo eléctrico, chocan con moléculas de gas y, en consecuencia, electrones secundarios libres. El resultado es una multiplicación de avalanchas que permite la conducción eléctrica a través del gas.

Avalancha de Townsend – Región proporcional

La generación de discretas avalanchas de Townsend en un contador proporcional. Fuente: wikpedia.org Licencia: CC BY-SA 3.0

En la región proporcional, la carga acumulada aumenta con un aumento adicional en el voltaje del detector, mientras que el número de pares de iones primarios permanece sin cambios. Al aumentar el voltaje, los electrones primarios tienen suficiente aceleración y energía para que puedan ionizar átomos adicionales del medio. Estos iones secundarios formados también se aceleran causando un efecto conocido como avalanchas de Townsend , que crea un solo pulso eléctrico grande. Aunque hay una gran cantidad de iones secundarios (aproximadamente 10 3 – 10 5 ) para cada evento primario, la cámara siempre funciona de manera tal que la cantidad de iones secundarios es proporcionala la cantidad de eventos primarios. Es muy importante, porque la ionización primaria depende del tipo y la energía de las partículas o rayos en el campo de radiación interceptado. El número de pares de iones recogidos dividido por el número de pares de iones producidos por la ionización primaria proporciona el factor de amplificación de gas (denotado por A). La amplificación de gas que ocurre en esta región puede aumentar la cantidad total de ionización a un valor medible. El proceso de amplificación de carga mejora enormemente la relación señal / ruido del detector y reduce la subsiguiente amplificación electrónica requerida. Cuando los instrumentos se operan en la región proporcional, el voltaje debe mantenerse constante.Si un voltaje permanece constante, el factor de amplificación de gas tampoco cambia. Los instrumentos de detección de contador proporcional son muy sensibles a los bajos niveles de radiación. Además, los contadores proporcionales son capaces de identificar partículas y medir la energía (espectroscopía). Se pueden distinguir diferentes energías de radiación y diferentes tipos de radiación analizando la altura del pulso, ya que difieren significativamente en la ionización primaria.

Avalancha Townsend – Región Geiger-Mueller

Visualización de la propagación de avalanchas de Townsend mediante fotones UV. Fuente: wikpedia.org Licencia: CC BY-SA 3.0

En esta región, el voltaje es lo suficientemente alto como para proporcionar a los electrones primarios suficiente aceleración y energía para que puedan ionizar átomos adicionales del medio. Estos iones secundarios (amplificación de gas) formados también se aceleran causando un efecto conocido como 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. Una señal fuerte ( el factor de amplificación puede alcanzar aproximadamente 10 10) es producida por estas avalanchas 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.

 

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