O que é medição de radiação – definição

O perigo de radiação ionizante reside no fato de que a radiação é invisível e não diretamente detectável pelos sentidos humanos. As pessoas não podem ver nem sentir a radiação, mas ela deposita energia nas moléculas do material. A energia é transferida em pequenas quantidades para cada interação entre a radiação e uma molécula e geralmente existem muitos tipos de interações . Portanto, a única maneira de detectar e medir a radiação é usar instrumentos ( detectores de radiação ionizante ).

O conhecimento detalhado sobre a detecção de radiação é muito importante em muitos ramos da engenharia, incluindo a proteção contra radiação. A maioria dos experimentos nucleares ou de partículas modernos usa uma variedade de detectores sofisticados para medir e detectar partículas subatômicas . Para ser detectada, uma partícula deve deixar algum vestígio de sua presença em um detector. As partículas depositam principalmente energia ao longo de seu caminho. O conhecimento dessa interação, como diferentes partículas depositam energia na matéria e quanta energia deposita, é fundamental para a compreensão de muitos problemas. Este capítulo fornecerá um entendimento básico de como esses detectores funcionam e algumas de suas limitações.

O que é ionização

A ionização é o processo no qual um átomo ou molécula ganha ou perde elétrons para formar íons carregados. A ionização pode resultar da perda de um elétron após colisões com partículas subatômicas energéticas, colisões com outros átomos, moléculas e íons ou através da interação com radiação eletromagnética. Em geral, radiação ionizante é qualquer radiação (partículas ou ondas eletromagnéticas) que transporta energia suficiente para derrubar elétrons de átomos ou moléculas, ionizando-os. Para radiação ionizante, a energia cinética das partículas ( fótons, elétrons, etc. ) é suficiente e a partícula pode ionizar (formar íons pela perda de elétrons) atingir átomos para formar íons.

O limite entre a radiação ionizante e a não ionizante não é claramente definido, uma vez que diferentes moléculas e átomos ionizam em energias diferentes. Raios gama , raios X e a parte ultravioleta mais alta do espectro são ionizantes, enquanto os raios ultravioleta mais baixos, luz visível (incluindo luz laser), infravermelho, microondas e ondas de rádio são considerados radiação não ionizante.

Princípios básicos de detectores

Existem três tipos principais de detectores, que registram diferentes tipos de sinais.

• Contador . A atividade ou intensidade da radiação é medida em contagens por segundo (cps). O contador mais conhecido é o contador Geiger-Müller. Nos contadores de radiação, o sinal gerado a partir da radiação incidente é criado pela contagem do número de interações que ocorrem no volume sensível do detector.
• Espectrômetro de radiação . Espectrômetros são dispositivos projetados para medir a distribuição espectral de energia de uma fonte. A radiação incidente gera um sinal que permite determinar a energia da partícula incidente.
• Dosímetro . Um dosímetro de radiação é um dispositivo que mede a exposição à radiação ionizante. Os dosímetros geralmente registram uma dose, que é a energia de radiação absorvida medida em cinza (Gy) da dose equivalente medida em sieverts (Sv). Um dosímetro pessoal é um dosímetro, usado na superfície do corpo pela pessoa que está sendo monitorada e registra a dose de radiação recebida.

Todos esses tipos de equipamento exigem que as radiações resultem em alterações observáveis ​​em um composto (seja gás, líquido ou sólido). Em seus princípios básicos de operação, a maioria dos detectores de radiação ionizante segue características semelhantes. Os detectores de radiação ionizante  consistem em duas partes que geralmente estão conectadas. A primeira parte consiste em um  material sensível, consistindo de um composto que sofre alterações quando exposto à radiação. O outro componente é um dispositivo que converte essas alterações em sinais mensuráveis. Todos os detectores exigem que a radiação deposite parte de sua energia em materiais sensíveis que fazem parte do instrumento. A radiação entra no detector, interage com os átomos do material do detector e deposita alguma energia no material sensível. Cada evento pode gerar um sinal, que pode ser um pulso, furo, sinal de luz, pares de íons em um gás e muitos outros. A principal tarefa é gerar sinal suficiente, amplificá-lo e gravá-lo.

Vamos assumir detectores de ionização gasosa . O detector básico de ionização gasosa consiste em uma câmaraque é preenchido com um meio adequado (ar ou gás de preenchimento especial) que pode ser facilmente ionizado. Como regra geral, o fio central é o eletrodo positivo (ânodo) e o cilindro externo é o eletrodo negativo (cátodo), de modo que os elétrons (negativos) são atraídos para o fio central e os íons positivos são atraídos para o cilindro externo. O ânodo está em uma tensão positiva em relação à parede do detector. À medida que a radiação ionizante entra no gás entre os eletrodos, um número finito de pares de íons é formado. Sob a influência do campo elétrico, os íons positivos se moverão em direção ao eletrodo carregado negativamente (cilindro externo) e os íons negativos (elétrons) migrarão em direção ao eletrodo positivo (fio central). A coleta desses íons produzirá uma carga nos eletrodos e um pulso elétrico no circuito de detecção.amplificado e depois gravado usando a eletrônica padrão.