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• Yon Lopez Gonzales

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DETECCION DE LA RADIACION

Principio de la detección de la radiación La detección y medición de las radiaciones ionizantes se basan en su interacción con la materia (ionización y excitación)

Las radiaciones ionizantes requieren para su detección el empleo de dispositivos adecuados denominados sistemas detectores

Principio de detección de la radiación La detección se basa en la producción de una señal como respuesta a la radiación recibida

El detector es un dispositivo que transforma la energía de un campo de radiación en una señal (eléctrica, luminosa, etc.) o pulso de salida

MEDICION DE LAS RADIACIONES

RADIACION IONIZANTE

UTILIZACION

TRATAMIENTO DETECCION

DE LA SEÑAL

EMISION

PROCESAMIENTO

DE LA INFORMACION

DE LA INFORMACION

CLASIFICACION Inmediatos Por ionización

Retardados

Por excitación

Por ionización

Por excitación

· centelleo

· película

·

TIPO DE DETECTOR

· gaseosos · semiconductores

termoluminiscente (TLD)

DETECTORES GASEOSOS Constituidos por un recinto conteniendo un gas, sometido a un campo eléctrico producido por una diferencia de potencial aplicada entre dos electrodos

ANODO CATODO ION

-

ION +

V

I V

BATERIA

Cuando se expone a un campo de radiación, la interacción de las partículas ionizantes con el gas que llena el recinto o con el material de sus paredes hace que se generen pares de iones (uno de carga eléctrica positiva y otro de carga eléctrica negativa). Estos iones, en presencia del campo eléctrico, se aceleran en dirección a los electrodos polarizados eléctricamente con signo contrario

Después de haber recorrido la distancia que los separa de los respectivos electrodos, las cargas eléctricas circulan por el circuito exterior de polarización, configurando la señal eléctrica correspondiente

DETECTORES GASEOSOS

Modos de operación

• Cámaras de Ionización: intensidad del campo • Contadores proporcionales: contaje de eventos • Contadores Geiger Muller: beta o fotónica

Amplitud del impulso o carga colectada en función de la tensión aplicada

AMPLITUD DEL IMPULSO

ZONA DE PROPORCIONALIDAD LIMITADA

ZONA DE CAMARA DE IONIZACION

ZONA DE CONTADOR PROPORCIONAL

ZONA DE GEIGER MÜLLER

ZONA DE DESCARGA

E3 > E2 E2 E1 < E2

TENSION (V)

Cámaras de ionizacion

• Miden exposición • Colectan todas las cargas generadas en la interacción • Se utilizan en Radioterapia, Radiodiagnóstico y Radioprotección

Contador proporcional

• La carga recolectada es función de: – Alta tensión – Energía de la partícula incidente • Se utiliza en espectroscopía X y beta de baja energía, y en monitoraje de contaminación alfa, beta y gamma

DETECTORES DE ESTADO SOLIDO Detectores Semiconductores El funcionamiento puede asemejarse al de la cámara de ionización, donde el medio ionizable, en vez de un gas consiste en un semiconductor

Los semiconductores son sólidos cristalinos frecuentemente de germanio o silicio (Ge o Si )

Resolución de un detector Capacidad de un detector para discriminar partículas ionizantes de energía muy próximas

Esta capacidad para discriminar es tanto mayor cuanto menor sea el ancho de su función respuesta

La resolución está dado por el ancho a mitad de altura de la función distribución de amplitudes de las señales dividido por la energía del pico

Resolución: r

Ancho a Mitad de Altura (AMA)

dN dt

r =

AMA E

Y

Y/2

AMA Y/2

E

ENERGIA

E

Eficiencia geométrica de detección Fracción del número total de partículas emitidas por la fuente radiactiva que llegan al detector

A S

d

S E =

4 π d2

DETECTORES DE CENTELLEO Un detector de centelleo está constituido por el conjunto centellador-tubo fotomultiplicador, ópticamente acoplados entre sí.

Dicho acoplamiento debe asegurar una eficiente transmisión de la radiación luminosa (fosforescencia) desde el centellador hacia el fotomultiplicador, a la vez que se debe asegurar que no ingrese luz proveniente del exterior

CORTE ESQUEMATICO DE UN DETECTOR DE CENTELLEO BLIDAJE ELECTRICO Y DE LUZ

VENTANA DE ENTRADA DE LA RADIACION

SOPORTE DE CRISTAL Y CIERRE DE LUZ

SAL. SEÑAL

ALTA TENSION

CRISTAL DETECTOR DE CENTELLEO

TUBO FOTOMULTIPLICADOR

ZOCALO CONECTOR

PRE AMPLIFICADOR

DISEÑO ESQUEMATICO DE UN FOTOMULTIPLICADOR

FOTOCATODO

ANODO C

(t)

DINODOS

R

R

R

R

R

(V)

R + A.T.

Aplicación de los detectores de centelleo

• Contaje de radiación gamma y beta de baja

energía • En medicina nuclear • En espectrometría gamma • Se puede estimar la actividad de una fuente radiactiva en base a la tasa de contaje, a la eficiencia del detector y a la geometría del sistema

MONITORES DE RADIACION Pruebas

•

Condiciones operativas del instrumento

• Ajuste •

de cero

Respuesta a la radiación

DETECTORES DE EMULSION FOTOGRAFICA El material sensible a la radiación ionizante (emulsión fotográfica) está constituido de granos de bromuro de plata que forman una capa de gelatina, la cual es depositada sobre un soporte traslúcido (celuloide)

Los electrones liberados por la radiación neutralizan al ion Ag+ transformándolo en plata metálica, lo que constituye la formación de la imagen latente, produciendo un ennegrecimiento que es función de la dosis absorbida

DETECTORES TERMOLUMINISCENTES Los detectores termoluminiscentes (TLD) son detectores pasivos e integradores que permiten realizar la determinación de dosis y discriminar las componentes de distintos campos de radiación. El fundamento de su uso está basado en el fenómeno de luminiscencia.

Dosímetro termoluminiscente

Los dosímetros más utilizados son LiF y el CaF2 :Mn y Dy Dosímetros termoluminiscentes de LiF (TLD-700; 99.993% de 7 Li; TLD-600; 95.62% de 6 Li)

PELICULA

TLD

DOSIMETROS PERSONALES

ELECTRONICO

LAPICERO

DOSIMETRIA TERMOLUMINISCENTE