{"id":17814,"date":"2020-06-21T21:35:48","date_gmt":"2020-06-21T21:35:48","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/o-que-e-material-de-cintilacao-tipos-de-cintiladores-definicao\/"},"modified":"2020-07-22T05:39:39","modified_gmt":"2020-07-22T05:39:39","slug":"o-que-e-material-de-cintilacao-tipos-de-cintiladores-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/pt-br\/o-que-e-material-de-cintilacao-tipos-de-cintiladores-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 material de cintila\u00e7\u00e3o – Tipos de cintiladores – Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"
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Cintiladores s\u00e3o tipos de materiais, geralmente um cristal transparente, que fornecem f\u00f3tons detect\u00e1veis \u200b\u200bna parte vis\u00edvel do espectro da luz, ap\u00f3s a passagem de uma part\u00edcula carregada ou de um f\u00f3ton.\u00a0Dosimetria de Radia\u00e7\u00e3o<\/div>\n<\/div>\n
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Materiais de Cintila\u00e7\u00e3o – Cintiladores<\/strong><\/h2>\n

Cintiladores<\/strong>\u00a0s\u00e3o tipos de materiais que fornecem f\u00f3tons detect\u00e1veis \u200b\u200bna parte vis\u00edvel do espectro da luz, ap\u00f3s a passagem de uma part\u00edcula carregada ou de um f\u00f3ton.\u00a0O cintilador consiste em um\u00a0cristal transparente<\/strong>\u00a0, geralmente um f\u00f3sforo, pl\u00e1stico ou l\u00edquido org\u00e2nico que fluorescente quando atingido por radia\u00e7\u00e3o ionizante.\u00a0O cintilador tamb\u00e9m deve ser transparente \u00e0s suas pr\u00f3prias emiss\u00f5es de luz e deve ter um curto per\u00edodo de decaimento.\u00a0O cintilador tamb\u00e9m deve ser protegido contra toda a luz ambiente, para que os f\u00f3tons externos n\u00e3o inundem os eventos de ioniza\u00e7\u00e3o causados \u200b\u200bpela radia\u00e7\u00e3o incidente.\u00a0Para conseguir isso, uma pel\u00edcula fina e opaca, como o mylar aluminizado, \u00e9 frequentemente usada, embora deva ter uma massa baixa o suficiente para minimizar a\u00a0atenua\u00e7\u00e3o<\/a>\u00a0indevida\u00a0da radia\u00e7\u00e3o incidente sendo medida.<\/p>\n

Existem basicamente dois tipos de\u00a0cintiladores<\/strong>\u00a0em uso comum na f\u00edsica nuclear e de part\u00edculas: cintiladores org\u00e2nicos ou pl\u00e1sticos e cintiladores inorg\u00e2nicos ou cristalinos.<\/p>\n

Cintiladores Inorg\u00e2nicos<\/strong><\/h3>\n
\"Cristal<\/a>
Cristal de cintila\u00e7\u00e3o CsI (Tl).\u00a0Fonte: wikipedia.de Licen\u00e7a: CC BY-SA 3.0<\/figcaption><\/figure>\n

Cintiladores inorg\u00e2nicos<\/strong>\u00a0s\u00e3o geralmente cristais cultivados em fornos de alta temperatura.\u00a0Eles incluem iodeto de l\u00edtio (LiI),\u00a0iodeto de s\u00f3dio (NaI)<\/strong>\u00a0, iodeto de c\u00e9sio (CsI) e sulfeto de zinco (ZnS).\u00a0O material de cintila\u00e7\u00e3o mais utilizado \u00e9 o\u00a0NaI (Tl)<\/strong>\u00a0(iodeto de s\u00f3dio dopado com t\u00e1lio).\u00a0O iodo fornece a maior parte do poder de parada do iodeto de s\u00f3dio (j\u00e1 que possui um alto Z = 53).\u00a0Estes cintiladores cristalinos s\u00e3o caracterizados por alta densidade, elevado n\u00famero at\u00f3mico, e tempos de decaimento do pulso de cerca de 1 microssegundo (\u00a0~ 10\u00a0-6<\/sup>\u00a0seg<\/strong>)\u00a0A cintila\u00e7\u00e3o em cristais inorg\u00e2nicos \u00e9 tipicamente mais lenta que nos org\u00e2nicos.\u00a0Eles exibem alta efici\u00eancia na detec\u00e7\u00e3o de raios gama e s\u00e3o capazes de lidar com altas taxas de contagem.\u00a0Os cristais inorg\u00e2nicos podem ser cortados em tamanhos pequenos e dispostos em uma\u00a0configura\u00e7\u00e3o de matriz<\/strong>\u00a0para fornecer sensibilidade \u00e0 posi\u00e7\u00e3o.\u00a0Esse recurso \u00e9 amplamente utilizado em\u00a0imagens m\u00e9dicas<\/strong>\u00a0para detectar\u00a0raios-X<\/a>\u00a0ou\u00a0raios gama<\/a>\u00a0.\u00a0Os cintiladores inorg\u00e2nicos<\/strong>\u00a0s\u00e3o melhores na detec\u00e7\u00e3o de raios gama e raios X do que os cintiladores org\u00e2nicos.\u00a0Isto \u00e9 devido \u00e0 sua alta densidade e n\u00famero at\u00f4mico, o que fornece uma alta densidade de el\u00e9trons.\u00a0Uma desvantagem de alguns cristais inorg\u00e2nicos, por exemplo, NaI, \u00e9 a\u00a0higroscopicidade<\/strong>, uma propriedade que exige que sejam alojados em um recipiente herm\u00e9tico para proteg\u00ea-los da umidade.<\/p>\n

Cintiladores de iodeto de s\u00f3dio dopado com t\u00e1lio\u00a0<\/strong>– NaI (Tl)<\/strong><\/p>\n

\"Scintillation_Counter<\/a>
Aparelho com cristal cintilante, fotomultiplicador e componentes de aquisi\u00e7\u00e3o de dados.\u00a0Fonte: wikipedia.org Licen\u00e7a CC BY-SA 3.0<\/figcaption><\/figure>\n

O material de cintila\u00e7\u00e3o mais utilizado \u00e9 o\u00a0NaI (Tl) (iodeto de s\u00f3dio dopado com t\u00e1lio)<\/strong>\u00a0.\u00a0NaI (Tl) como cintilador \u00e9 usado em detectores de cintila\u00e7\u00e3o, tradicionalmente em medicina nuclear, geof\u00edsica, f\u00edsica nuclear e medi\u00e7\u00f5es ambientais.\u00a0O iodo fornece a maior parte do poder de parada do iodeto de s\u00f3dio (j\u00e1 que possui um alto Z = 53).\u00a0Estes cintiladores cristalinos s\u00e3o caracterizados por alta densidade, elevado n\u00famero at\u00f3mico, e tempos de decaimento do pulso de cerca de 1 microssegundo (~ 10\u00a0-6<\/sup>\u00a0seg).\u00a0O comprimento de onda da emiss\u00e3o m\u00e1xima \u00e9 de\u00a0415 nm<\/strong>.\u00a0A cintila\u00e7\u00e3o em cristais inorg\u00e2nicos \u00e9 tipicamente mais lenta que nos org\u00e2nicos.\u00a0Eles exibem alta efici\u00eancia na detec\u00e7\u00e3o de raios gama e s\u00e3o capazes de lidar com altas taxas de contagem.\u00a0Os cristais inorg\u00e2nicos podem ser cortados em tamanhos pequenos e dispostos em uma configura\u00e7\u00e3o de matriz para fornecer sensibilidade \u00e0 posi\u00e7\u00e3o.\u00a0Esse recurso \u00e9 amplamente utilizado em imagens m\u00e9dicas para detectar raios-X ou raios gama.\u00a0Cintiladores inorg\u00e2nicos s\u00e3o melhores na detec\u00e7\u00e3o de raios gama e raios-X.\u00a0Isto \u00e9 devido \u00e0 sua alta densidade e n\u00famero at\u00f4mico, o que fornece uma alta densidade de el\u00e9trons.\u00a0Uma desvantagem de alguns cristais inorg\u00e2nicos, por exemplo, NaI, \u00e9 a higroscopicidade, uma propriedade que exige que eles sejam alojados em um recipiente herm\u00e9tico para proteg\u00ea-los da umidade.\u00a0Os cristais s\u00e3o geralmente acoplados a um tubo fotomultiplicador, em um conjunto hermeticamente fechado.<\/p>\n

Cintiladores de Iodeto de C\u00e9sio\u00a0<\/strong>e CsI (Tl)\u00a0<\/strong>dopados com t\u00e1lio<\/strong><\/p>\n

O iodeto de c\u00e9sio (CsI) na forma cristalina \u00e9 usado como cintilador para a detec\u00e7\u00e3o de\u00a0pr\u00f3tons<\/strong><\/a>\u00a0e\u00a0part\u00edculas alfa<\/a><\/strong>\u00a0.\u00a0O CsI puro \u00e9 um material cintilante r\u00e1pido e denso com rendimento de luz relativamente baixo que aumenta significativamente com o resfriamento.\u00a0As desvantagens de CsI s\u00e3o um gradiente de alta temperatura e uma ligeira higroscopicidade.<\/p>\n

O iodeto de c\u00e9sio dopado com t\u00e1lio<\/strong>\u00a0possui um n\u00famero at\u00f4mico efetivo de 54 e uma densidade de 4,51 g \/ cm\u00a03<\/sup>\u00a0.\u00a0O CsI (TI) tamb\u00e9m \u00e9 higrosc\u00f3pico e n\u00e3o deve ser submetido a alta umidade ou \u00e1gua.\u00a0O CsI (TI) possui tempos de decaimento diferentes para diferentes part\u00edculas (680ns e 3340ns) e pode ser usado para determinar entre diferentes tipos de radia\u00e7\u00e3o.\u00a0O espectro de emiss\u00e3o tem um pico de 540-560 nm.<\/p>\n

Cintiladores org\u00e2nicos<\/span><\/strong><\/h3>\n

Cintiladores org\u00e2nicos<\/span><\/strong>\u00a0s\u00e3o tipos de materiais org\u00e2nicos que fornecem f\u00f3tons detect\u00e1veis \u200b\u200bna parte vis\u00edvel do espectro da luz, ap\u00f3s a passagem de uma part\u00edcula carregada ou de um f\u00f3ton.\u00a0O mecanismo de cintila\u00e7\u00e3o em materiais org\u00e2nicos \u00e9 bastante diferente do mecanismo em cristais inorg\u00e2nicos.\u00a0Em cintiladores inorg\u00e2nicos, por exemplo NaI, CsI, a cintila\u00e7\u00e3o surge devido \u00e0 estrutura da rede cristalina.\u00a0O mecanismo de fluoresc\u00eancia em materiais org\u00e2nicos decorre de transi\u00e7\u00f5es nos n\u00edveis de energia de uma \u00fanica mol\u00e9cula e, portanto, a fluoresc\u00eancia pode ser observada independentemente do estado f\u00edsico (vapor, l\u00edquido, s\u00f3lido).<\/span><\/p>\n

Em geral, os cintiladores org\u00e2nicos t\u00eam tempos de decaimento r\u00e1pidos (normalmente de\u00a0<\/span>10 a\u00a0<\/span>8<\/span><\/sup>\u00a0segundos<\/span><\/strong>\u00a0), enquanto os cristais inorg\u00e2nicos s\u00e3o geralmente muito mais lentos (cerca de 10 a\u00a0<\/span>6<\/span><\/sup>\u00a0segundos), embora alguns tamb\u00e9m tenham componentes r\u00e1pidos em sua resposta.\u00a0Existem tr\u00eas tipos de cintiladores org\u00e2nicos:<\/span><\/p>\n