Vários instrumentos e dispositivos são usados para a detecção de radiação. Geralmente, os detectores de radiação ionizante podem ser classificados de acordo com sua finalidade. Seu objetivo está intimamente relacionado ao sinal gerado no detector. 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.
Nesta seção, descrevemos vários tipos diferentes de instrumentos de medição de radiação. Nós nos concentramos na primeira parte, que consiste em um material sensível. Os detectores podem ser classificados de acordo com materiais e métodos sensíveis que podem ser utilizados para fazer uma medição:
- Detectores de ionização gasosa
- Detectores de cintilação
- Detectores de semicondutores
- Emblemas de filme
- TLD
Princípios básicos de detectores
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 , constituído por 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.
A relação sinal-ruído
A relação sinal / ruído, SNR, é uma medida usada na ciência e na engenharia que compara o sinal de saída elétrico com o ruído elétrico gerado na passagem do cabo ou na instrumentação.
Discriminador
A discriminação nos circuitos de detecção de radiação refere-se ao processo de distinguir entre diferentes tipos de radiação com base na altura do pulso. Um circuito discriminador seleciona a altura mínima ou máxima do pulso que deve ser contada. Por exemplo, um circuito discriminador é usado no detector de nêutrons para distinguir os pulsos grandes da ionização alfa (a absorção de nêutrons no detector produz partículas alfa) dos muito menores que seriam causados pelos raios gama.
Referência Especial: Departamento de Energia, Instrumantação e Controle dos EUA. DOE Fundamentals Handbook, Volume 2, de 2 de junho de 1992.
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