Un contador proporcional , también conocido como detector proporcional , es un dispositivo eléctrico que detecta varios tipos de radiación ionizante. El voltaje del detector se ajusta de modo que las condiciones correspondan a la región proporcional . 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 , que crea un solo pulso eléctrico grande. Los contadores proporcionales gaseosos generalmente operan en campos eléctricos altos del orden de 10 kV / cm y alcanzan los valores típicosfactores de amplificación de aproximadamente 10 5 . Dado que el factor de amplificación depende en gran medida del voltaje aplicado, la carga recogida (señal de salida) también depende del voltaje aplicado y los contadores proporcionales requieren un voltaje constante.
Detección de radiación alfa, beta y gamma utilizando contador proporcional
Los contadores proporcionales en forma de detectores planos de área grande se utilizan ampliamente para verificar la contaminación radiactivaen personal, superficies planas, herramientas y prendas de vestir. Los contadores proporcionales se usan normalmente para detectar partículas alfa y beta, y pueden permitir la discriminación entre ellos al proporcionar una salida de pulso proporcional a la energía depositada en la cámara por cada partícula. Tienen una alta eficiencia para beta, pero más baja para alfa. Para que las partículas alfa y beta sean detectadas por contadores proporcionales, deben estar provistas de 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 2 para permitir partículas beta de baja energía (por ejemplo, de carbono-14) para ingresar 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.
Los rayos gamma tienen muy pocos problemas para penetrar las paredes metálicas de la cámara. Por lo tanto, se pueden usar contadores proporcionales para detectar radiación gamma y rayos X (tubos de pared delgada) conocidos colectivamente como fotones, y para esto se usa el tubo sin ventanas.
El principal inconveniente de usar contadores proporcionales en instrumentos portátiles es que requieren una fuente de alimentación y un amplificador muy estables para garantizar condiciones de operación constantes (en el medio de la región proporcional). Esto es difícil de proporcionar en un instrumento portátil, y es por eso que los contadores proporcionales tienden a usarse más en instrumentos fijos o de laboratorio.
Contador proporcional – Espectroscopía
En general, los espectroscopios 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.
En contadores proporcionales , el número de electrones producidos es proporcional a la energía y al tipo de partícula incidente. Por lo tanto, los contadores proporcionales son capaces de identificar partículas y medir la energía (espectroscopía). Las diferentes energías de radiación y los diferentes tipos de radiación se pueden distinguir analizando la altura del pulso, ya que difieren significativamente en la ionización primaria (baja-LET versus alta-LET). Los contadores proporcionales pueden usarse, por ejemplo, para analizar un espectro de radiaciones alfa o un espectro de partículas beta. Sin embargo, la resolución energética de un contador proporcional es limitada porque tanto el evento de ionización inicial como el evento de ‘multiplicación’ posterior están sujetos a fluctuaciones estadísticas caracterizadas por una desviación estándar igual a la raíz cuadrada del número promedio formado.
Se puede usar un contador proporcional esférico de gran volumen para mediciones de neutrones. El gas puro N 2 se estudia para la detección térmica y rápida de neutrones , lo que proporciona una nueva forma de espectroscopía de neutrones. Los neutrones se detectan a través de las reacciones 14 N (n, p) 14 C y 14 N (n, α) 11 B.
Debe tenerse en cuenta que, para la espectrometría gamma, los detectores más comunes incluyen contadores de centelleo de yoduro de sodio (NaI) y detectores de germanio de alta pureza.
Cámara proporcional de cables múltiples – MWPC
Una cámara proporcional de varios cables es un tipo de contador proporcional utilizado especialmente en física de partículas de alta energía para detectar partículas cargadas y fotones y puede proporcionar información posicional sobre su trayectoria. Este dispositivo fue desarrollado por Georges Charpak y sus colaboradores. Esta invención lo llevó a ganar el Premio Nobel de Física en 1992. La cámara de cables múltiples utiliza una serie de cables de alto voltaje (ánodo), que atraviesan una cámara con paredes conductoras mantenidas a potencial de tierra (cátodo). El principio es tener un plano de alambres anódicos posicionados con precisión, con separaciones de alambres típicos de aproximadamente 2 mm. Al calcular los pulsos de todos los cables, se puede encontrar la trayectoria de las partículas.
……………………………………………………………………………………………………………………………….
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: [email protected] o complete el formulario de traducción en línea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducción lo antes posible. Gracias.
