{"id":16698,"date":"2020-03-09T22:42:33","date_gmt":"2020-03-09T22:42:33","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/que-es-la-espectroscopia-con-el-contador-de-centelleo-definicion\/"},"modified":"2020-07-01T04:36:07","modified_gmt":"2020-07-01T04:36:07","slug":"que-es-la-espectroscopia-con-el-contador-de-centelleo-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/es\/que-es-la-espectroscopia-con-el-contador-de-centelleo-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es la espectroscopia con el contador de centelleo? Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"
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Los espectr\u00f3metros basados \u200b\u200ben centelleo tienen la ventaja de disponibilidad en gran tama\u00f1o y alta densidad, lo que puede dar como resultado altas probabilidades de interacci\u00f3n para los rayos gamma.\u00a0Dosimetr\u00eda de radiaci\u00f3n<\/div>\n<\/div>\n
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Fuente: wikipedia.org Licencia: Dominio p\u00fablico<\/figcaption><\/figure>\n

En general,\u00a0la espectroscop\u00eda gamma<\/strong>\u00a0es el estudio de los espectros de energ\u00eda de las fuentes de rayos gamma, como en la industria nuclear, la investigaci\u00f3n geoqu\u00edmica y la astrof\u00edsica.\u00a0Los espectroscopios, o espectr\u00f3metros, son dispositivos sofisticados dise\u00f1ados para medir la distribuci\u00f3n de potencia espectral de una fuente.\u00a0La radiaci\u00f3n incidente genera una se\u00f1al que permite determinar la energ\u00eda de la part\u00edcula incidente.<\/p>\n

La mayor\u00eda de\u00a0las fuentes radiactivas<\/a>\u00a0producen\u00a0rayos gamma<\/a>\u00a0, que son de diversas energ\u00edas e intensidades.\u00a0Los rayos gamma\u00a0acompa\u00f1an<\/strong>\u00a0frecuentemente\u00a0\u00a0la emisi\u00f3n<\/strong>\u00a0\u00a0de\u00a0\u00a0radiaci\u00f3n\u00a0<\/a>alfa\u00a0<\/a>\u00a0y\u00a0\u00a0beta<\/a>\u00a0.\u00a0Cuando estas emisiones se detectan y analizan con un sistema de espectroscopia,\u00a0se puede producir un\u00a0espectro de energ\u00eda de rayos gamma<\/strong>\u00a0.\u00a0Rayos gamma<\/strong>\u00a0de\u00a0la desintegraci\u00f3n radiactiva<\/a>est\u00e1n en el rango de energ\u00eda de unos pocos keV a ~ 8 MeV, correspondiente a los niveles de energ\u00eda t\u00edpicos en n\u00facleos con vidas razonablemente largas.\u00a0Como se escribi\u00f3, se producen por la descomposici\u00f3n de los n\u00facleos a medida que pasan de un estado de alta energ\u00eda a un estado m\u00e1s bajo.\u00a0Un an\u00e1lisis detallado de este espectro se usa t\u00edpicamente para determinar la\u00a0identidad<\/strong>\u00a0y la\u00a0cantidad<\/strong>\u00a0de emisores gamma presentes en una muestra, y es una herramienta vital en el ensayo radiom\u00e9trico.\u00a0El espectro gamma es caracter\u00edstico de los nucleidos emisores de gamma contenidos en la fuente.<\/p>\n

Espectr\u00f3metro de rayos gamma – Espectroscopio de rayos gamma<\/h2>\n

El\u00a0espectroscopio gamma<\/strong>\u00a0consiste en un\u00a0cristal centelleador<\/a>\u00a0adecuado\u00a0, un\u00a0tubo fotomultiplicador<\/a>\u00a0y un circuito para medir la altura de los pulsos producidos por el fotomultiplicador.\u00a0Las ventajas de un contador de centelleo son su eficiencia y la alta precisi\u00f3n y tasas de conteo posibles.\u00a0Estos \u00faltimos atributos son consecuencia de la duraci\u00f3n extremadamente corta de los destellos de luz, desde aproximadamente 10\u00a0-9<\/sup>\u00a0(\u00a0centelleadores org\u00e1nicos<\/a>\u00a0) hasta 10\u00a0-6<\/sup>\u00a0(\u00a0centelleadores inorg\u00e1nicos<\/a>) segundos.\u00a0La intensidad de los destellos y la amplitud del pulso de voltaje de salida son proporcionales a la energ\u00eda de la radiaci\u00f3n.\u00a0Los pulsos se cuentan y se clasifican por su altura, produciendo una gr\u00e1fica xy del brillo del destello del centelleador frente al n\u00famero de destellos, que se aproxima al espectro de energ\u00eda de la radiaci\u00f3n incidente, con algunos artefactos adicionales.\u00a0Un rayo gamma monoenerg\u00e9tico produce un foto pico en su energ\u00eda.\u00a0El\u00a0detector de centelleo<\/a>Tambi\u00e9n muestra una respuesta en las energ\u00edas m\u00e1s bajas, causada por la dispersi\u00f3n de Compton, dos picos de escape m\u00e1s peque\u00f1os en las energ\u00edas 0.511 y 1.022 MeV debajo del fotopico para la creaci\u00f3n de pares de electrones-positrones cuando uno o ambos fotones de aniquilaci\u00f3n escapan, y un pico de retrodispersi\u00f3n.\u00a0Se pueden medir energ\u00edas m\u00e1s altas cuando dos o m\u00e1s fotones golpean el detector casi simult\u00e1neamente, apareciendo como picos de suma con energ\u00edas de hasta el valor de dos o m\u00e1s picos de foto a\u00f1adidos.<\/p>\n

Los espectr\u00f3metros basados \u200b\u200ben centelleo tienen la ventaja de disponibilidad en gran tama\u00f1o y alta densidad, lo que puede dar como resultado altas probabilidades de interacci\u00f3n para los rayos gamma.\u00a0Por otro lado, sus centelleadores de resoluci\u00f3n energ\u00e9tica son pobres, en comparaci\u00f3n con los detectores de germanio de alta pureza.\u00a0Los detectores de germanio son una mejor opci\u00f3n para la separaci\u00f3n de energ\u00edas gamma estrechamente espaciadas.\u00a0La resoluci\u00f3n energ\u00e9tica t\u00edpica de un buen sistema de germanio es de unas d\u00e9cimas de porcentaje en comparaci\u00f3n con el 5-10% para el yoduro de sodio.<\/p>\n

Estructura del espectro gamma: el espectro de cobalto-60<\/strong><\/h3>\n

El an\u00e1lisis de los espectros gamma es muy interesante, ya que tiene una estructura y los trabajadores deben distinguir entre los pulsos verdaderos para analizar y los pulsos acompa\u00f1antes de diferentes fuentes de radiaci\u00f3n.\u00a0Mostraremos\u00a0la estructura del espectro gamma en el ejemplo de\u00a0cobalto-60<\/strong>\u00a0medido por el\u00a0detector de centelleo NaI (Tl)<\/a>\u00a0y por el detector HPGe.\u00a0El detector HPGe permite la separaci\u00f3n de muchas l\u00edneas gamma estrechamente espaciadas, lo cual es muy beneficioso para medir fuentes radiactivas que emiten m\u00faltiples rayos gamma.<\/p>\n

\"esquema<\/p>\n

El cobalto-60<\/strong>\u00a0\u00a0es un\u00a0is\u00f3topo radiactivo<\/a>\u00a0artificial\u00a0de cobalto con una\u00a0vida media<\/a>\u00a0de\u00a05.2747 a\u00f1os<\/strong>\u00a0.\u00a0Se produce sint\u00e9ticamente por activaci\u00f3n de neutrones de cobalto-59 en\u00a0reactores nucleares<\/a>\u00a0.\u00a0El cobalto-60 es una fuente de calibraci\u00f3n com\u00fan que se encuentra en muchos laboratorios.\u00a0El espectro gamma tiene\u00a0dos picos significativos<\/strong>\u00a0, uno a\u00a01173.2 keV<\/strong>\u00a0y otro a\u00a01332.5 keV<\/strong>\u00a0.\u00a0Los buenos detectores de centelleo deben tener una resoluci\u00f3n adecuada para separar los dos picos.\u00a0Para los\u00a0detectores HPGe<\/strong>\u00a0, estos picos est\u00e1n perfectamente separados.<\/p>\n

Como se puede ver en la figura, hay dos\u00a0fotopicos de rayos gamma<\/strong>\u00a0.\u00a0Ambos detectores tambi\u00e9n muestran una respuesta en las energ\u00edas m\u00e1s bajas, causada por la\u00a0dispersi\u00f3n de Compton<\/strong><\/a>\u00a0, dos\u00a0picos de escape<\/strong>\u00a0m\u00e1s peque\u00f1os\u00a0en las\u00a0energ\u00edas<\/a>\u00a00.511 y 1.022 MeV debajo del fotopico para la creaci\u00f3n de\u00a0pares<\/a>\u00a0de\u00a0electrones-positrones<\/a>\u00a0cuando uno o ambos fotones de aniquilaci\u00f3n escapan, y un\u00a0pico de retrodispersi\u00f3n<\/strong>\u00a0.\u00a0Se pueden medir energ\u00edas m\u00e1s altas cuando dos o m\u00e1s\u00a0fotones<\/a>\u00a0golpean el detector casi simult\u00e1neamente, apareciendo como picos de suma con energ\u00edas de hasta el valor de dos o m\u00e1s picos de foto a\u00f1adidos.<\/p>\n

\"Espectro<\/a>
Figura: Leyenda: Comparaci\u00f3n de los espectros de NaI (Tl) y HPGe para cobalto-60.\u00a0Fuente: Radiois\u00f3topos y Metodolog\u00eda de Radiaci\u00f3n I, II.\u00a0Soo Hyun Byun, Lecture Notes.\u00a0Universidad McMaster, Canad\u00e1.<\/figcaption><\/figure>\n

La estructura general del espectro de rayos gamma generalmente tiene las siguientes\u00a0<\/span>caracter\u00edsticas principales<\/span><\/strong>\u00a0:<\/span><\/p>\n