¿Qué es la medición de la 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.

¿Qué es la ionización?

La ionización es el proceso en el que un átomo o una molécula gana o pierde electrones para formar iones cargados. La ionización puede ser el resultado de la pérdida de un electrón después de colisiones con partículas subatómicas energéticas, colisiones con otros átomos, moléculas e iones, o mediante la interacción con radiación electromagnética. En general, la radiación ionizante es cualquier radiación (partículas u ondas electromagnéticas) que transporta suficiente energía para eliminar electrones de átomos o moléculas, ionizándolos. Para la radiación ionizante, la energía cinética de las partículas ( fotones, electrones, etc. ) es suficiente y la partícula puede ionizar (para formar iones perdiendo electrones) átomos objetivo para formar iones.

El límite entre las radiaciones ionizantes y no ionizantes no está claramente definido, ya que diferentes moléculas y átomos se ionizan a diferentes energías. Los rayos gamma , los rayos X y la parte ultravioleta superior del espectro son ionizantes, mientras que la luz ultravioleta inferior, la luz visible (incluida la luz láser), el infrarrojo, las microondas y las ondas de radio se consideran radiaciones no ionizantes.

Principios básicos de los detectores

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.

Todos estos tipos de equipos requieren que las radiaciones den como resultado cambios observables en un compuesto (ya sea gas, líquido o sólido). 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, un agujero, una 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 recolección 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.