{"id":21671,"date":"2020-07-21T11:33:22","date_gmt":"2020-07-21T11:33:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/o-que-e-a-deteccao-de-radiacao-alfa-detector-de-particulas-alfa-definicao\/"},"modified":"2020-07-21T11:33:22","modified_gmt":"2020-07-21T11:33:22","slug":"o-que-e-a-deteccao-de-radiacao-alfa-detector-de-particulas-alfa-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/pt-br\/o-que-e-a-deteccao-de-radiacao-alfa-detector-de-particulas-alfa-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 a detec\u00e7\u00e3o de radia\u00e7\u00e3o alfa &#8211; Detector de part\u00edculas alfa &#8211; Defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">A detec\u00e7\u00e3o da radia\u00e7\u00e3o alfa \u00e9 muito espec\u00edfica, porque as part\u00edculas alfa viajam apenas alguns cent\u00edmetros no ar, mas depositam todas as suas energias ao longo de seus caminhos curtos.\u00a0Detec\u00e7\u00e3o de Radia\u00e7\u00e3o Alfa &#8211; Detector de Part\u00edculas Alfa<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<p><strong><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/alpha_particle.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright wp-image-11639 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/alpha_particle.png\" alt=\"Part\u00edcula Alfa - Intera\u00e7\u00e3o com a Mat\u00e9ria\" width=\"204\" height=\"204\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/alpha_particle.png\" \/><\/a>A detec\u00e7\u00e3o da radia\u00e7\u00e3o alfa<\/strong>\u00a0\u00e9 muito espec\u00edfica, porque as\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\">part\u00edculas alfa<\/a>\u00a0viajam apenas alguns cent\u00edmetros no ar, mas depositam todas as suas energias ao longo de seus caminhos curtos, portanto, a quantidade de energia transferida \u00e9 muito alta.<\/p>\n<p>Para descrever os princ\u00edpios de detec\u00e7\u00e3o da radia\u00e7\u00e3o alfa, precisamos entender a\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-heavy-charged-particles\/\">intera\u00e7\u00e3o da radia\u00e7\u00e3o com a mat\u00e9ria<\/a>\u00a0.\u00a0Cada tipo de part\u00edcula interage de maneira diferente, portanto, devemos descrever a intera\u00e7\u00e3o das part\u00edculas alfa (radia\u00e7\u00e3o como um fluxo dessas part\u00edculas) separadamente.<\/p>\n<h2>Intera\u00e7\u00e3o de part\u00edculas carregadas pesadas com mat\u00e9ria<\/h2>\n<p><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/pt-br\/o-que-e-radiacao-alfa-definicao\/\">A radia\u00e7\u00e3o alfa<\/a>\u00a0consiste em\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\">part\u00edculas alfa<\/a>\u00a0em alta energia \/ velocidade.\u00a0A produ\u00e7\u00e3o de part\u00edculas alfa \u00e9 denominada\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radioactive-decay\/alpha-decay-alpha-radioactivity\/\">decaimento alfa<\/a>\u00a0.\u00a0As part\u00edculas alfa consistem em dois\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/what-is-proton-properties-of-proton\/\">pr\u00f3tons<\/a>\u00a0e dois\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/neutron\/\">n\u00eautrons<\/a>\u00a0unidos em uma part\u00edcula id\u00eantica a um n\u00facleo de h\u00e9lio.\u00a0As part\u00edculas alfa s\u00e3o relativamente grandes e carregam uma carga positiva dupla.\u00a0Eles n\u00e3o s\u00e3o muito penetrantes e um peda\u00e7o de papel pode det\u00ea-los.\u00a0Em geral, part\u00edculas carregadas pesadas transferem energia principalmente por:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Excita\u00e7\u00e3o.\u00a0<\/strong>A part\u00edcula carregada pode transferir energia para o \u00e1tomo, elevando os el\u00e9trons para n\u00edveis mais altos de energia.<\/li>\n<li><strong>Ionizacao.\u00a0<\/strong>A ioniza\u00e7\u00e3o pode ocorrer quando a part\u00edcula carregada possui energia suficiente para remover um el\u00e9tron.\u00a0Isso resulta na cria\u00e7\u00e3o de pares de \u00edons na mat\u00e9ria circundante.<\/li>\n<\/ul>\n<p>A dist\u00e2ncia necess\u00e1ria para que a part\u00edcula descanse \u00e9 chamada de faixa.\u00a0A faixa de part\u00edculas carregadas pesadas em s\u00f3lidos \u00e9 de apenas alguns m\u00edcrons e, portanto, a maior parte da energia dessas part\u00edculas \u00e9 convertida em calor muito pr\u00f3ximo ao ponto de sua cria\u00e7\u00e3o.\u00a0No caso de gases, o alcance aumenta para alguns cent\u00edmetros, dependendo dos par\u00e2metros do g\u00e1s (densidade, tipo de g\u00e1s etc.) Essa dist\u00e2ncia \u00e9 muito importante para os detectores e determina significativamente o design de todos os detectores.\u00a0Nos materiais, a trajet\u00f3ria de part\u00edculas carregadas pesadas n\u00e3o \u00e9 muito afetada, porque elas interagem principalmente com el\u00e9trons at\u00f4micos leves.\u00a0Outras part\u00edculas carregadas, como os pr\u00f3tons, se comportam de maneira semelhante com uma exce\u00e7\u00e3o &#8211; para part\u00edculas carregadas mais leves, os intervalos s\u00e3o um pouco mais longos.<\/p>\n<p>Uma vari\u00e1vel conveniente que descreve as propriedades de ioniza\u00e7\u00e3o do meio circundante \u00e9\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-heavy-charged-particles\/stopping-power-bethe-formula\/\"><strong>o poder de parada<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0A express\u00e3o cl\u00e1ssica que descreve a perda de energia espec\u00edfica \u00e9 conhecida como f\u00f3rmula de Bethe.\u00a0Para part\u00edculas alfa e part\u00edculas mais pesadas,\u00a0<strong>o poder<\/strong>\u00a0de\u00a0<strong>parada<\/strong>\u00a0da maioria dos materiais \u00e9 muito alto para part\u00edculas carregadas pesadas e essas part\u00edculas t\u00eam faixas muito curtas.\u00a0Por exemplo, o intervalo de uma part\u00edcula alfa de 5 MeV \u00e9 de aproximadamente apenas 0,002 cm em liga de alum\u00ednio.\u00a0A maioria das part\u00edculas alfa pode ser parada por uma folha de papel comum ou tecido vivo.<\/p>\n<h2>Detectores de radia\u00e7\u00e3o alfa<\/h2>\n<p><strong>Os detectores<\/strong>\u00a0tamb\u00e9m podem ser classificados de acordo com materiais e m\u00e9todos sens\u00edveis que podem ser utilizados para fazer uma medi\u00e7\u00e3o:<\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/gaseous-ionization-detector\/\"><strong>Detectores de ioniza\u00e7\u00e3o gasosa<\/strong><\/a><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/scintillation-counter-scintillation-detector\/\"><strong>Detectores de cintila\u00e7\u00e3o<\/strong><\/a><\/li>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/\"><strong>Detectores de semicondutores<\/strong><\/a><\/li>\n<\/ul>\n<h3><span>Detec\u00e7\u00e3o de radia\u00e7\u00e3o alfa usando c\u00e2mara de ioniza\u00e7\u00e3o<\/span><\/h3>\n<p><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/ionization-chamber-basic-principle.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-26132 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/ionization-chamber-basic-principle-202x300.png\" alt=\"c\u00e2mara de ioniza\u00e7\u00e3o - princ\u00edpio b\u00e1sico\" width=\"202\" height=\"300\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/ionization-chamber-basic-principle-202x300.png\" \/><\/a><span>Para que as part\u00edculas alfa e beta sejam detectadas pelas\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/gaseous-ionization-detector\/ionization-chamber-ion-chamber\/\"><span>c\u00e2maras de ioniza\u00e7\u00e3o<\/span><\/a><span>\u00a0, elas devem ter uma\u00a0<\/span><strong><span>janela fina<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Essa &#8220;janela final&#8221; 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 &#8211; 2,0 mg \/ cm\u00a0<\/span><sup><span>2<\/span><\/sup><span>\u00a0.\u00a0Mas isso n\u00e3o significa que a radia\u00e7\u00e3o alfa n\u00e3o possa ser detectada por uma c\u00e2mara de ioniza\u00e7\u00e3o.<\/span><\/p>\n<p><span>Por exemplo, em alguns tipos de detectores de fuma\u00e7a, voc\u00ea pode encontrar radionucl\u00eddeos artificiais, como o\u00a0<\/span><strong><span>americium-241,<\/span><\/strong><span>\u00a0que \u00e9 uma fonte de part\u00edculas alfa.\u00a0O detector de fuma\u00e7a possui duas c\u00e2maras de ioniza\u00e7\u00e3o, uma aberta ao ar e uma c\u00e2mara de refer\u00eancia que n\u00e3o permite a entrada de part\u00edculas.\u00a0A fonte radioativa emite part\u00edculas alfa em ambas as c\u00e2maras, que ionizam algumas mol\u00e9culas de ar.\u00a0A c\u00e2mara de ar livre permite a entrada de part\u00edculas de fuma\u00e7a no volume sens\u00edvel e altera a atenua\u00e7\u00e3o das part\u00edculas alfa.\u00a0Se alguma part\u00edcula de fuma\u00e7a entrar na c\u00e2mara de ar livre, alguns dos \u00edons se fixar\u00e3o nas part\u00edculas e n\u00e3o estar\u00e3o dispon\u00edveis para transportar a corrente nessa c\u00e2mara.\u00a0Um circuito eletr\u00f4nico detecta que uma diferen\u00e7a de corrente se desenvolveu entre as c\u00e2maras abertas e seladas e soa o alarme.<\/span><\/p>\n<h3><span>Detec\u00e7\u00e3o de radia\u00e7\u00e3o alfa usando o contador Geiger-Mueller<\/span><\/h3>\n<p><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/gaseous-ionization-detector\/geiger-counter-geiger-mueller-detector\/\"><span>Os contadores Geiger<\/span><\/a><span>\u00a0s\u00e3o usados \u200b\u200bprincipalmente para instrumenta\u00e7\u00e3o port\u00e1til devido \u00e0 sua sensibilidade, circuito de contagem simples e capacidade de detectar radia\u00e7\u00e3o de baixo n\u00edvel.\u00a0Embora o uso principal dos contadores Geiger seja provavelmente na detec\u00e7\u00e3o individual de part\u00edculas, eles tamb\u00e9m s\u00e3o encontrados em medidores gama.\u00a0Eles s\u00e3o capazes de detectar quase todos os tipos de radia\u00e7\u00e3o, mas h\u00e1 pequenas diferen\u00e7as no tubo Geiger-Mueller.\u00a0No entanto, o tubo Geiger-M\u00fcller produz uma sa\u00edda de pulso que \u00e9 da mesma magnitude para toda a radia\u00e7\u00e3o detectada; portanto, um contador Geiger com um tubo na janela final n\u00e3o consegue distinguir entre part\u00edculas alfa e beta.<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Tipo de janela final<\/span><\/strong><\/p>\n<p><span>Para que part\u00edculas alfa e beta sejam detectadas pelos\u00a0<\/span><strong><span>contadores Geiger<\/span><\/strong><span>\u00a0, elas devem ser fornecidas com uma janela fina.\u00a0Essa &#8220;janela final&#8221; 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 &#8211; 2,0 mg \/ cm\u00a0<\/span><sup><span>2<\/span><\/sup><span>\u00a0para permitir que part\u00edculas beta de baixa energia (por exemplo, do carbono 14) entrem 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 sendo 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.<\/span><\/p>\n<h3><span>Detec\u00e7\u00e3o de Alfa usando Contador de Cintila\u00e7\u00e3o<\/span><\/h3>\n<p><span>Os contadores de cintila\u00e7\u00e3o s\u00e3o usados \u200b\u200bpara medir a radia\u00e7\u00e3o em uma variedade de aplica\u00e7\u00f5es, incluindo medidores port\u00e1teis de pesquisa de radia\u00e7\u00e3o, monitoramento pessoal e ambiental de contamina\u00e7\u00e3o radioativa, imagens m\u00e9dicas, ensaios radiom\u00e9tricos, seguran\u00e7a nuclear e seguran\u00e7a de usinas nucleares.\u00a0Eles s\u00e3o amplamente utilizados porque podem ser fabricados de maneira barata e com boa efici\u00eancia e podem medir a intensidade e a energia da radia\u00e7\u00e3o incidente.<\/span><\/p>\n<p><span>Os contadores de cintila\u00e7\u00e3o podem ser usados \u200b\u200bpara detectar radia\u00e7\u00e3o alfa, beta e gama.\u00a0Eles podem ser usados \u200b\u200btamb\u00e9m para a detec\u00e7\u00e3o de n\u00eautrons.\u00a0Para esses fins, diferentes cintiladores s\u00e3o usados:<\/span><\/p>\n<p><strong><span>Part\u00edculas Alfa e \u00cdons Pesados<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Devido ao alto poder ionizante dos \u00edons pesados, os contadores de cintila\u00e7\u00e3o geralmente n\u00e3o s\u00e3o ideais para a detec\u00e7\u00e3o de \u00edons pesados.\u00a0Para energias iguais, um pr\u00f3ton produzir\u00e1 de 1\/4 a 1\/2 da luz de um el\u00e9tron, enquanto as part\u00edculas alfa produzir\u00e3o apenas cerca de 1\/10 da luz.\u00a0Onde necess\u00e1rio, cristais inorg\u00e2nicos, por exemplo,\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/scintillation-counter-scintillation-detector\/csitl-scintillators\/\"><span>CsI \u200b\u200b(Tl)<\/span><\/a><span>\u00a0, ZnS (Ag) (normalmente usados \u200b\u200bem chapas finas como monitores de part\u00edculas \u03b1), devem ser preferidos aos materiais org\u00e2nicos.\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.<\/span><\/p>\n<h3><span>Detec\u00e7\u00e3o de Alpha usando Semicondutores &#8211; Detectores de Tira de Silicone<\/span><\/h3>\n<figure id=\"attachment_26115\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-26115\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/silicon-strip-detector-semiconductors.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-26115 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/silicon-strip-detector-semiconductors-300x197.png\" alt=\"detector de tira de silicone - semicondutores\" width=\"300\" height=\"197\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/silicon-strip-detector-semiconductors-300x197.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-26115\" class=\"wp-caption-text\"><span>Detector de tira de sil\u00edcio Fonte: micronsemiconductor.co.uk<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><span>Os detectores \u00e0 base de sil\u00edcio s\u00e3o muito bons para rastrear part\u00edculas carregadas.\u00a0Um detector de tira de sil\u00edcio \u00e9 um arranjo de implantes em forma de tira que atuam como eletrodos coletores de carga.<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/silicon-based-semiconductor-detectors\/silicon-strip-detectors\/\"><strong><span>Detectores de fita de silicone<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a05 x 5 cm<\/span><sup><span>\u00a02<\/span><\/sup><span>na \u00e1rea s\u00e3o bastante comuns e s\u00e3o usadas em s\u00e9rie (assim como os planos de MWPCs) para determinar as trajet\u00f3rias de part\u00edculas carregadas com precis\u00e3o de posi\u00e7\u00e3o da ordem de v\u00e1rios \u03bcm na dire\u00e7\u00e3o transversal.\u00a0Colocados em uma bolacha de sil\u00edcio com baixa dopagem e totalmente empobrecida, esses implantes formam uma matriz unidimensional de diodos.\u00a0Ao conectar cada uma das tiras metalizadas a um amplificador sens\u00edvel \u00e0 carga, \u00e9 constru\u00eddo um detector sens\u00edvel \u00e0 posi\u00e7\u00e3o.\u00a0\u00c9 poss\u00edvel obter medi\u00e7\u00f5es de posi\u00e7\u00e3o bidimensionais aplicando uma faixa adicional como doping na parte traseira da bolacha, usando uma tecnologia de dupla face.\u00a0Esses dispositivos podem ser usados \u200b\u200bpara medir pequenos par\u00e2metros de impacto e, assim, determinar se alguma part\u00edcula carregada se originou de uma colis\u00e3o prim\u00e1ria ou foi o produto de decomposi\u00e7\u00e3o de uma part\u00edcula prim\u00e1ria que percorreu uma pequena dist\u00e2ncia da intera\u00e7\u00e3o original e depois se deteriorou.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Este artigo \u00e9 baseado na tradu\u00e7\u00e3o autom\u00e1tica do artigo original em ingl\u00eas. 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