¿Qué es la detección de radiación? Definición

El peligro de la radiación ionizante radica en el hecho de que la radiación es invisible y no es directamente detectable por los sentidos humanos. La gente no puede ver ni sentir radiación, pero deposita energía en las moléculas de material. La energía se transfiere en pequeñas cantidades para cada interacción entre la radiación y una molécula y generalmente hay muchos tipos de interacciones . Por lo tanto, la única forma en que puede detectar y medir la radiación es usar instrumentos ( detectores de radiación ionizante ).

El conocimiento detallado sobre la detección de radiación es muy importante en muchas ramas de la ingeniería, incluida la protección radiológica. La mayoría de los experimentos nucleares o de partículas modernos utilizan una variedad de detectores sofisticados para medir y detectar partículas subatómicas . Para ser detectada, una partícula debe dejar algún rastro de su presencia en un detector. Las partículas en su mayoría depositan energía a lo largo de su camino. El conocimiento de esta interacción, cómo las diferentes partículas depositan energía en la materia y cuánta energía depositan las partículas, es fundamental para nuestra comprensión de muchos problemas. Este capítulo le dará una comprensión básica de cómo funcionan estos detectores y algunas de sus limitaciones.

Principios básicos de los detectores

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.

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 colección 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.

Clasificación de detectores de radiación – Propósito

En general, los detectores de radiación ionizante pueden clasificarse 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 se producen 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 dosímetro, que la persona que se está monitoreando usa en la superficie del cuerpo, y registra la dosis de radiación recibida.

Clasificación de detectores de radiación – Tipo de radiación

Los principios y métodos para la detección de radiación ionizante dependen de muchos factores. El tipo de radiación medida y detectada es un factor clave, y se utilizan diferentes tipos de detectores en diferentes estados físicos (sólido, líquido o gaseoso) para medir tipos selectivos de radiación ionizante. Es importante distinguir entre partículas alfa o beta , rayos X o rayos γ y neutrones.. Como cada radiación interactúa de manera diferente con la materia, no podemos usar, por ejemplo, un detector de neutrones para detectar la radiación beta. A veces, los detectores pueden detectar varios tipos de radiación, por ejemplo, los detectores de neutrones también pueden detectar radiación gamma. Por lo general, esta característica no es deseable, y los detectores deben compensar el componente indeseable de la radiación.

Para describir la clasificación de los detectores de radiación por tipo de radiación, debemos comprender las interacciones de la radiación con la materia . Cada tipo de partícula interactúa de manera diferente , por lo tanto, debemos describir la interacción de las partículas (la radiación como un flujo de estas partículas) por separado. Por ejemplo, las partículas cargadas con altas energías pueden ionizar átomos directamente. Por otro lado, las partículas eléctricamente neutras interactúan solo indirectamente, pero también pueden transferir parte o la totalidad de sus energías a la materia. Esta es la característica clave de la categorización de los detectores de radiación. Simplemente, no podemos usar un detector de rayos gamma para detectar la radiación alfa. Los detectores se pueden clasificar en dos tipos generales de la siguiente manera:

• Detección de radiación ionizante directa
  • Radiación alfa
  • Radiación beta
• Detección de radiación ionizante indirecta
  • Radiación gamma
  • Radiación de neutrones
  • Neutrinos