¿Qué es la detección de radiación ionizante indirecta? Definición

La detección de radiación ionizante indirecta es muy específica, porque la radiación ionizante indirecta consiste en partículas eléctricamente neutras y, por lo tanto, no ioniza la materia directamente. Dosimetría de radiación

La radiación ionizante indirecta consiste en partículas eléctricamente neutras y, por lo tanto, no ioniza la materia directamente. La mayor parte de los efectos de ionización se deben a ionizaciones secundarias.

Detección de radiación gamma

La detección de la radiación gamma es muy específica, porque los rayos gamma interactúan de manera diferente con la materia. Los rayos gamma pueden viajar miles de pies en el aire y pueden pasar fácilmente a través de diversos materiales. Además, los rayos gamma pueden ionizar átomos indirectamente y directamente (a pesar de que son eléctricamente neutros) a través del efecto fotoeléctrico y el efecto Compton . Pero la ionización secundaria (indirecta) es mucho más significativa.

Para describir los principios de detección de la radiación gamma, debemos comprender la interacción de la radiación con la materia . Cada tipo de partícula interactúa de manera diferente, por lo tanto, debemos describir las interacciones de los rayos gamma (radiación como un flujo de estos rayos) por separado.

Detección de radiación gamma utilizando la cámara de ionización

cámara de ionización - principio básico

Los rayos gamma  tienen muy pocos problemas para penetrar las paredes metálicas de la cámara. Por lo tanto, las cámaras de ionización pueden usarse para detectar radiación gamma y rayos X colectivamente conocidos como fotones, y para esto se usa el tubo sin ventanas. Las cámaras de ionización tienen una buena respuesta uniforme a la radiación en una amplia gama de energías y son los medios preferidos para medir altos niveles de radiación gamma. Algunos problemas son causados ​​por el hecho de que las partículas alfa son más ionizantes que las partículas beta y que los rayos gamma, por lo que se produce más corriente en la región de la cámara de ionización por alfa que beta y gamma. Los rayos gamma depositan una cantidad de energía significativamente menor en el detector que otras partículas.

La eficiencia de la cámara se puede aumentar aún más mediante el uso de un gas a alta presión. Típicamente, se puede usar una presión de 8-10 atmósferas, y se emplean varios gases nobles. Por ejemplo,  las cámaras de ionización de xenón de alta presión (HPXe)  son ideales para su uso en entornos no controlados, ya que se ha demostrado que la respuesta del detector es uniforme en grandes rangos de temperatura (20-170 ° C). La mayor presión da como resultado una mayor densidad de gas y, por lo tanto, una mayor posibilidad de colisión con el gas de relleno y la creación de pares de iones por la radiación gamma incidente. Debido al mayor espesor de pared requerido para soportar esta alta presión, solo se puede detectar la radiación gamma. Estos detectores se utilizan en  medidores topográficos  y para monitoreo ambiental.

Detección de neutrones

detección de neutrones
En general, cada tipo de detector de neutrones debe estar equipado con un convertidor y uno de los detectores de radiación convencionales. Fuente: large.stanford.edu

La detección de neutrones  es muy específica, ya que los neutrones son  partículas eléctricamente neutras, por  lo que están sujetos principalmente a fuerzas nucleares fuertes 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.).

Detección de neutrones usando la cámara de ionización

Las cámaras de ionización  se utilizan a menudo como dispositivo de detección de partículas cargadas. Por ejemplo, si la superficie interna de la cámara de ionización está recubierta con una capa delgada de boro, la reacción (n, alfa) puede tener lugar. La mayoría de las reacciones (n, alfa) de los neutrones térmicos son reacciones  10B (n, alfa) 7Li  acompañadas de 0,48 MeV (n, alfa) reacciones de 10B

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.

Otro método para detectar neutrones usando una cámara de ionización es usar el trifluoruro de boro gaseoso   (BF 3 ) en lugar de aire en la cámara. Los neutrones entrantes producen partículas alfa cuando reaccionan con los átomos de boro en el gas detector. Cualquiera de los dos métodos puede usarse para detectar neutrones en un reactor nuclear. Cabe señalar que los  contadores BF 3 generalmente se operan en la región proporcional.

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