{"id":17694,"date":"2020-06-18T18:56:42","date_gmt":"2020-06-18T18:56:42","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/o-que-e-aplicacao-de-contadores-proporcionais-definicao\/"},"modified":"2020-07-22T06:17:43","modified_gmt":"2020-07-22T06:17:43","slug":"o-que-e-aplicacao-de-contadores-proporcionais-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/pt-br\/o-que-e-aplicacao-de-contadores-proporcionais-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 aplica\u00e7\u00e3o de contadores proporcionais – Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
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Os contadores proporcionais podem ser usados \u200b\u200btanto para medi\u00e7\u00f5es de atividade quanto para medi\u00e7\u00f5es de dose.\u00a0Contadores proporcionais s\u00e3o capazes de identifica\u00e7\u00e3o de part\u00edculas e medi\u00e7\u00e3o de energia (espectroscopia).\u00a0Aplica\u00e7\u00e3o de contadores proporcionais<\/div>\n<\/div>\n
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Um\u00a0\u00a0contador proporcional<\/strong>\u00a0, tamb\u00e9m conhecido como\u00a0detector proporcional<\/strong>\u00a0, \u00e9 um dispositivo el\u00e9trico que detecta v\u00e1rios tipos de radia\u00e7\u00e3o ionizante.\u00a0A tens\u00e3o do detector \u00e9 ajustada para que as condi\u00e7\u00f5es correspondam \u00e0\u00a0regi\u00e3o proporcional<\/a>\u00a0.\u00a0Nesta regi\u00e3o, a voltagem \u00e9 alta o suficiente para fornecer aos el\u00e9trons prim\u00e1rios acelera\u00e7\u00e3o e energia suficientes para que eles possam ionizar \u00e1tomos adicionais do meio.\u00a0Esses \u00edons secund\u00e1rios (\u00a0amplifica\u00e7\u00e3o de g\u00e1s<\/strong>\u00a0) formados tamb\u00e9m s\u00e3o acelerados, causando um efeito conhecido como\u00a0avalanches de Townsend<\/strong><\/a>\u00a0, que cria um \u00fanico pulso el\u00e9trico grande.\u00a0Os contadores proporcionais gasosos geralmente operam em campos el\u00e9tricos altos da ordem de 10 kV \/ cm e atingemfatores de amplifica\u00e7\u00e3o de cerca de 10\u00a05<\/sup><\/strong>\u00a0.\u00a0Como o fator de amplifica\u00e7\u00e3o depende fortemente da tens\u00e3o aplicada, a carga coletada (sinal de sa\u00edda) tamb\u00e9m depende da tens\u00e3o aplicada e os contadores proporcionais exigem tens\u00e3o constante.<\/p>\n

\"Detectores<\/a><\/p>\n

Essa \u00e9 uma diferen\u00e7a sutil, mas importante, entre as\u00a0c\u00e2maras de ioniza\u00e7\u00e3o<\/a>\u00a0e os\u00a0contadores proporcionais<\/strong>\u00a0.\u00a0Uma c\u00e2mara de ioniza\u00e7\u00e3o produzir\u00e1 uma corrente proporcional ao n\u00famero de el\u00e9trons coletados a cada segundo.\u00a0Essa corrente \u00e9 calculada pela m\u00e9dia e \u00e9 usada para conduzir uma leitura de exibi\u00e7\u00e3o em Bq ou \u03bcSv \/ h.\u00a0Contadores proporcionais<\/strong>\u00a0n\u00e3o funcionam dessa maneira.\u00a0Em vez disso, eles amplificam cada uma das explos\u00f5es individuais de ioniza\u00e7\u00e3o para que cada evento ionizante seja detectado separadamente.\u00a0Eles, portanto, medem o n\u00famero de eventos ionizantes (\u00e9 por isso que s\u00e3o chamados contadores).<\/p>\n

O processo de amplifica\u00e7\u00e3o de carga melhora muito a rela\u00e7\u00e3o\u00a0sinal \/ ru\u00eddo<\/a>\u00a0do detector e reduz a amplifica\u00e7\u00e3o eletr\u00f4nica subsequente necess\u00e1ria.\u00a0Quando os instrumentos s\u00e3o operados na regi\u00e3o proporcional, a\u00a0tens\u00e3o deve ser mantida constante<\/strong>\u00a0.\u00a0Se uma tens\u00e3o permanecer constante, o fator de amplifica\u00e7\u00e3o do g\u00e1s tamb\u00e9m n\u00e3o muda.\u00a0Os instrumentos proporcionais de detec\u00e7\u00e3o de contadores s\u00e3o muito sens\u00edveis a baixos n\u00edveis de radia\u00e7\u00e3o.\u00a0Por arranjos funcionais adequados, modifica\u00e7\u00f5es e polariza\u00e7\u00e3o, o contador proporcional pode ser usado para detectar radia\u00e7\u00e3o alfa, beta, gama ou n\u00eautron em campos de radia\u00e7\u00e3o mista.\u00a0Al\u00e9m disso, contadores proporcionais s\u00e3o capazes de\u00a0identificar part\u00edculas<\/strong>e medi\u00e7\u00e3o de energia (espectroscopia).\u00a0A altura do pulso reflete a energia depositada pela radia\u00e7\u00e3o incidente no g\u00e1s do detector.\u00a0Como tal, \u00e9 poss\u00edvel distinguir os pulsos maiores produzidos por\u00a0part\u00edculas alfa<\/a>\u00a0dos pulsos menores produzidos por\u00a0part\u00edculas beta<\/a>\u00a0ou\u00a0raios gama<\/a>\u00a0.<\/p>\n

Enquanto as c\u00e2maras de ioniza\u00e7\u00e3o podem ser operadas no modo atual ou de pulso, os contadores proporcionais ou Geiger s\u00e3o quase sempre usados \u200b\u200bno modo de pulso.\u00a0Detectores de radia\u00e7\u00e3o ionizante podem ser usados \u200b\u200btanto para medi\u00e7\u00f5es de atividade quanto para medi\u00e7\u00f5es de dose.\u00a0Com o conhecimento sobre a energia necess\u00e1ria para formar um par de \u00edons – a dose pode ser obtida.<\/p>\n

Aplica\u00e7\u00e3o de contadores proporcionais<\/h2>\n

Detec\u00e7\u00e3o de radia\u00e7\u00e3o alfa, beta e gama usando contador proporcional<\/h3>\n

Contadores proporcionais<\/strong>\u00a0na forma de detectores planos de grandes \u00e1reas s\u00e3o usados \u200b\u200bextensivamente para verificar a\u00a0contamina\u00e7\u00e3o radioativa<\/a>em pessoal, superf\u00edcies planas, ferramentas e itens de vestu\u00e1rio.\u00a0Os contadores proporcionais s\u00e3o normalmente usados \u200b\u200bpara detectar part\u00edculas alfa e beta e podem permitir a discrimina\u00e7\u00e3o entre eles, fornecendo uma sa\u00edda de pulso proporcional \u00e0 energia depositada na c\u00e2mara por cada part\u00edcula.\u00a0Eles t\u00eam uma alta efici\u00eancia para beta, mas menor para alfa.\u00a0Para que part\u00edculas alfa e beta sejam detectadas por contadores proporcionais, elas devem ser fornecidas com uma janela fina.\u00a0Essa “janela final” deve ser fina o suficiente para que as part\u00edculas alfa e beta penetrem.\u00a0No entanto, uma janela de quase qualquer espessura impedir\u00e1 que uma part\u00edcula alfa entre na c\u00e2mara.\u00a0A janela \u00e9 geralmente feita de mica com uma densidade de cerca de 1,5 – 2,0 mg \/ cm\u00a02<\/sup>\u00a0para permitir part\u00edculas beta de baixa energia (por exemplo, de\u00a0carbono-14<\/a>) para entrar no detector.\u00a0A redu\u00e7\u00e3o de efici\u00eancia para alfa \u00e9 devida ao efeito de atenua\u00e7\u00e3o da janela final, embora a dist\u00e2ncia da superf\u00edcie verificada tamb\u00e9m tenha um efeito significativo, e idealmente uma fonte de radia\u00e7\u00e3o alfa deve estar a menos de 10 mm do detector devido \u00e0 atenua\u00e7\u00e3o no ar.<\/p>\n

Os raios gama t\u00eam muito pouco problema em penetrar nas paredes met\u00e1licas da c\u00e2mara.\u00a0Portanto, contadores proporcionais podem ser usados \u200b\u200bpara detectar radia\u00e7\u00e3o gama e raios-X (tubos de paredes finas) conhecidos coletivamente como f\u00f3tons, e para isso o tubo sem janelas \u00e9 usado.<\/p>\n

A principal desvantagem do uso de contadores proporcionais em instrumentos port\u00e1teis \u00e9 que eles exigem uma fonte de alimenta\u00e7\u00e3o e um amplificador muito est\u00e1veis \u200b\u200bpara garantir condi\u00e7\u00f5es operacionais constantes (no meio da regi\u00e3o proporcional).\u00a0Isso \u00e9 dif\u00edcil de fornecer em um instrumento port\u00e1til, e \u00e9 por isso que os contadores proporcionais tendem a ser mais utilizados em instrumentos fixos ou de laborat\u00f3rio.<\/p>\n

Contador proporcional – espectroscopia<\/span><\/h3>\n

Em geral, os espectrosc\u00f3pios s\u00e3o dispositivos projetados para medir a distribui\u00e7\u00e3o de energia espectral de uma fonte.\u00a0A radia\u00e7\u00e3o incidente gera um sinal que permite determinar a energia da part\u00edcula incidente.<\/span><\/p>\n

\"\"<\/a>
Fonte: wikipedia.org Licen\u00e7a: Public Domain<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

Nos\u00a0<\/span>contadores proporcionais<\/span><\/strong>\u00a0, o n\u00famero de el\u00e9trons produzidos \u00e9 proporcional \u00e0 energia e ao tipo da part\u00edcula incidente.\u00a0Portanto, contadores proporcionais s\u00e3o capazes de identifica\u00e7\u00e3o de part\u00edculas e medi\u00e7\u00e3o de energia (espectroscopia).\u00a0Diferentes energias de radia\u00e7\u00e3o e diferentes tipos de radia\u00e7\u00e3o podem ser distinguidos atrav\u00e9s da an\u00e1lise da altura do pulso, uma vez que diferem significativamente na ioniza\u00e7\u00e3o prim\u00e1ria (baixa LET versus alta LET).\u00a0Contadores proporcionais podem ser usados, por exemplo, para analisar um\u00a0<\/span>espectro de radia\u00e7\u00f5es alfa<\/span><\/strong>\u00a0ou um\u00a0<\/span>espectro de part\u00edculas beta<\/span><\/strong><\/a>.\u00a0A resolu\u00e7\u00e3o de energia de um contador proporcional, no entanto, \u00e9 limitada porque o evento inicial de ioniza\u00e7\u00e3o e o evento subsequente de ‘multiplica\u00e7\u00e3o’ est\u00e3o sujeitos a flutua\u00e7\u00f5es estat\u00edsticas caracterizadas por um desvio padr\u00e3o igual \u00e0 raiz quadrada do n\u00famero m\u00e9dio formado.<\/span><\/p>\n

Um contador proporcional esf\u00e9rico de grande volume pode ser usado para medi\u00e7\u00f5es de n\u00eautrons.\u00a0O\u00a0g\u00e1s\u00a0N\u00a0<\/span>2<\/span><\/sub>\u00a0puro\u00a0\u00e9 estudado para\u00a0detec\u00e7\u00e3o\u00a0t\u00e9rmica e\u00a0<\/span>r\u00e1pida de n\u00eautrons<\/span><\/a>\u00a0, fornecendo uma nova maneira para a espectroscopia de n\u00eautrons.\u00a0Os n\u00eautrons s\u00e3o detectados pelas\u00a0rea\u00e7\u00f5es\u00a0<\/span>14<\/span><\/sup>\u00a0N (n, p)\u00a0<\/span>14<\/span><\/sup>\u00a0C<\/span><\/strong>\u00a0e\u00a0<\/span>14<\/span><\/sup>\u00a0N (n, \u03b1)\u00a0<\/span>11<\/span><\/sup>\u00a0B.<\/span><\/strong><\/p>\n

Deve-se observar que, para espectrometria gama, os detectores mais comuns incluem contadores de cintila\u00e7\u00e3o de iodeto de s\u00f3dio (NaI) e detectores de germ\u00e2nio de alta pureza.<\/span><\/p>\n

C\u00e2mara Proporcional Multi-wire – MWPC<\/span><\/h3>\n

Uma\u00a0<\/span>c\u00e2mara proporcional de m\u00faltiplos fios<\/span><\/strong>\u00a0\u00e9 um tipo de contador proporcional usado especialmente na f\u00edsica de part\u00edculas de alta energia para detectar part\u00edculas carregadas e f\u00f3tons e pode fornecer informa\u00e7\u00f5es posicionais sobre sua trajet\u00f3ria.\u00a0Este dispositivo foi desenvolvido por Georges Charpak e seus colaboradores.\u00a0Esta inven\u00e7\u00e3o o levou a ganhar o Pr\u00eamio Nobel de F\u00edsica em 1992. A c\u00e2mara de m\u00faltiplos fios utiliza uma s\u00e9rie de fios em alta tens\u00e3o (\u00e2nodo), que passam por uma c\u00e2mara com paredes condutoras mantidas no potencial de aterramento (c\u00e1todo).\u00a0O princ\u00edpio \u00e9 ter um plano de fios de \u00e2nodo posicionado com precis\u00e3o, com espa\u00e7amentos t\u00edpicos de cerca de 2 mm.\u00a0Ao calcular pulsos de todos os fios, a trajet\u00f3ria das part\u00edculas pode ser encontrada.<\/span><\/p>\n

Detec\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons usando o contador proporcional<\/span><\/h3>\n

Como os n\u00eautrons s\u00e3o\u00a0<\/span>part\u00edculas eletricamente neutras,<\/span><\/strong>\u00a0elas est\u00e3o sujeitas principalmente a fortes for\u00e7as nucleares, mas n\u00e3o a for\u00e7as el\u00e9tricas.\u00a0Portanto, os n\u00eautrons\u00a0<\/span>n\u00e3o<\/span><\/strong>\u00a0s\u00e3o\u00a0diretamente ionizantes<\/strong>\u00a0e geralmente precisam ser\u00a0<\/span>convertidos<\/span><\/strong>\u00a0em part\u00edculas carregadas antes que possam ser detectados.\u00a0Geralmente, todo tipo de detector de n\u00eautrons deve estar equipado com conversor (para converter a radia\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons em radia\u00e7\u00e3o detect\u00e1vel comum) e um dos detectores de radia\u00e7\u00e3o convencionais (detector de cintila\u00e7\u00e3o, detector de gases, detector de semicondutores, etc.).<\/span><\/p>\n

Contadores proporcionais s\u00e3o frequentemente usados \u200b\u200bcomo o dispositivo de detec\u00e7\u00e3o de part\u00edculas carregadas.\u00a0Em usinas nucleares, os\u00a0contadores proporcionais a\u00a0g\u00e1s (BF\u00a0<\/span>3<\/span><\/sub>\u00a0) s\u00e3o normalmente usados \u200b\u200bcomo detectores de faixa de fonte.\u00a0Esses detectores usam o trifluoreto de boro a g\u00e1s (BF\u00a0<\/span>3<\/span><\/sub>\u00a0) em vez de ar na c\u00e2mara.\u00a0Os n\u00eautrons recebidos produzem part\u00edculas alfa quando reagem com os \u00e1tomos de boro no g\u00e1s detector.\u00a0A maioria das rea\u00e7\u00f5es (n, alfa) dos n\u00eautrons t\u00e9rmicos s\u00e3o rea\u00e7\u00f5es\u00a0<\/span>10B (n, alfa) 7Li<\/span><\/strong>\u00a0acompanhadas por\u00a0<\/span>emiss\u00e3o gama de<\/span><\/a>\u00a00,48 MeV\u00a0.<\/span><\/p>\n

\"(n,<\/a><\/p>\n

Al\u00e9m disso, o is\u00f3topo\u00a0<\/span>boro-10<\/span><\/a>\u00a0possui uma alta se\u00e7\u00e3o transversal da rea\u00e7\u00e3o (n, alfa) ao longo de todo\u00a0<\/span>o espectro de energia de n\u00eautrons<\/span><\/a>\u00a0.\u00a0A part\u00edcula alfa causa ioniza\u00e7\u00e3o dentro da c\u00e2mara e el\u00e9trons ejetados causam ioniza\u00e7\u00f5es secund\u00e1rias adicionais.<\/span><\/p>\n

A sa\u00edda proporcional do contador est\u00e1 na forma de um pulso para cada evento ionizante;\u00a0portanto, h\u00e1 uma s\u00e9rie de pulsos aleat\u00f3rios variando em magnitude, representando eventos ionizadores de n\u00eautrons e gama.\u00a0A altura do pulso pode ser de apenas alguns milivolts, o que \u00e9 muito baixo para ser usado diretamente sem amplifica\u00e7\u00e3o.\u00a0O discriminador exclui a passagem de pulsos inferiores a um n\u00edvel predeterminado.\u00a0A fun\u00e7\u00e3o do discriminador \u00e9 excluir pulsos de ru\u00eddo e gama com magnitude menor que os pulsos de n\u00eautrons.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

……………………………………………………………………………………………………………………………….<\/p>\n

Este artigo \u00e9 baseado na tradu\u00e7\u00e3o autom\u00e1tica do artigo original em ingl\u00eas. Para mais informa\u00e7\u00f5es, consulte o artigo em ingl\u00eas. Voc\u00ea pode nos ajudar. Se voc\u00ea deseja corrigir a tradu\u00e7\u00e3o, envie-a para: translations@nuclear-power.com ou preencha o formul\u00e1rio de tradu\u00e7\u00e3o on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradu\u00e7\u00e3o o mais r\u00e1pido poss\u00edvel. Obrigado.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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