O que é tempo morto do detector – Definição

Para sistemas de detecção de radiação que registram pulsos (eventos discretos) , o tempo morto é o tempo após cada evento durante o qual o sistema não é capaz de registrar outro evento. Esse fenômeno é muito importante, por exemplo, para os contadores Geiger . Devido à grande avalanche induzida por qualquer ionização, um contador Geiger leva muito tempo (cerca de 1 ms) para se recuperar entre pulsos sucessivos. Portanto, os contadores Geiger não são capazes de medir altas taxas de radiação devido ao “tempo morto” do tubo.

Em outras palavras, tempo morto é o período durante o qual o detector está ocupado e não pode aceitar e processar pulsos. No caso de detectores de radiação ionizante, esse fenômeno pode ter sérias conseqüências, uma vez que o tempo morto distorce as saídas com atividades altas ou altas taxas de dose. O tempo total morto de um sistema de detecção geralmente é devido às contribuições do tempo intrínseco do detector, do front end analógico e da aquisição de dados.

Detector Paralizável e Não Paralisável

Devido à natureza aleatória do decaimento radioativo , sempre há alguma probabilidade de que um evento verdadeiro seja perdido, porque outro evento é apenas gravado e o detector não pode aceitar e processar mais de um pulso.

Existem duas características principais de tempo morto de cada sistema de detecção:

• Paralisável . Em um detector paralisável, um evento ocorrendo durante o tempo morto não será apenas perdido, mas reiniciará o tempo morto, de modo que, com o aumento da taxa, o detector alcançará um ponto de saturação onde será incapaz de registrar qualquer evento.
• Não paralisável . Em um detector não paralisável, um evento que ocorre durante o tempo morto é simplesmente perdido, de modo que, com uma taxa de evento crescente, o detector atinge uma taxa de saturação igual à inversa do tempo morto.

Extinguir – Tempo morto – Contadores Geiger

O fenômeno do tempo morto é muito importante também para os contadores Geiger. Normalmente, ele tem um valor de cerca de 100 μs (para contadores proporcionais é muito menor) e, portanto, após cada evento ionizante, um tubo Geiger é basicamente desligado por 100 μs.

Em um contador Geiger, o gás de preenchimento da câmara é um gás inerte que é ionizado pela radiação incidente e um gás de resfriamento de 5 a 10% de um vapor orgânico ou de um gás halogênio para evitar pulsações espúrias, extinguindo as avalanches de elétrons. O contador Geiger não deve fornecer pulsos espúrios e deve se recuperar rapidamente para o estado passivo, pronto para o próximo evento de radiação. Argônio e hélio são os gases de enchimento mais usados ​​e permitem a detecção de radiação alfa, beta e gama. Para a detecção de nêutrons, He-3 e BF ₃ (trifluoreto de boro) são os gases mais empregados.

No entanto, para cada elétron coletado na câmara, resta um íon de gás com carga positiva. Esses íons gasosos são pesados ​​em comparação com um elétron e se movem muito mais lentamente. Os elétrons livres são muito mais leves que os íons positivos; portanto, eles são atraídos para o eletrodo central positivo muito mais rapidamente do que os íons positivos são atraídos para a parede da câmara. A nuvem resultante de íons positivos próximos ao eletrodo leva a distorções na multiplicação de gases. Eventualmente, os íons positivos se afastam do fio central com carga positiva para a parede com carga negativa e são neutralizados através da obtenção de um elétron. Esses átomos retornam ao seu estado fundamental emitindo fótons que, por sua vez, produzem mais ionização e, portanto, descargas secundárias espúrias. Os elétrons produzidos por essa ionização se movem em direção ao fio central e são multiplicados no caminho. Esse pulso de carga não está relacionado à radiação a ser detectada e pode acionar uma série de pulsos. Na prática, o término da avalanche é melhorado pelo uso deTécnicas de “extinção” .

As moléculas de gás de têmpera têm uma afinidade mais fraca pelos elétrons do que o gás da câmara; portanto, os átomos ionizados do gás da câmara retiram prontamente elétrons das moléculas de gás de extinção. Assim, as moléculas ionizadas do gás de têmpera atingem a parede da câmara em vez do gás da câmara. As moléculas ionizadas do gás de têmpera são neutralizadas pelo ganho de um elétron, e a energia liberada não causa mais ionização, mas causa a dissociação da molécula. Esse tipo de resfriamento é conhecido como resfriamento automático ou interno , pois os tubos interrompem a descarga sem assistência externa.

Para os contadores Geiger, a têmpera externa, às vezes chamada de “ têmpera ativa ” ou “ têmpera eletrônica ”, também é uma possibilidade. A têmpera eletrônica usa eletrônica simplista de controle de alta velocidade para remover e reaplicar rapidamente a alta tensão entre os eletrodos por um tempo fixo após cada pico de descarga, a fim de aumentar a taxa máxima de contagem e a vida útil do tubo.