CAPITULO 10 DE HOLMAN: MEDICION E INSTRUMENTACION DE RADIACION

Medición e Instrumentación de Radiación

La detección y la medición de radiactividad dependen totalmente de la instrumentación, esto significa que un individuo no sabe si algo es radiactivo y si lo es no sabe en qué grado, a menos que tenga los medios adecuados para detectar y medir la radiactividad.

La radiación alfa tiene una energía relativamente baja y un rango de penetración muy corto, su penetración se puede evitar o detener con una simple hoja, en cambio las partículas beta portan cargas negativas y tienen en el aire un alcance de varios metros. La protección efectiva contra estas partículas requiere de placas de aluminio con un espesor de 6 mm en contraste con la hoja de papel requerida para bloquear las partículas alfa. Las partículas beta son instrumentos muy útiles en aplicaciones industriales como la medición de espesores.

Los rayos gamma son radiaciones electromagnéticas con las mismas características de los rayos X pero con longitudes de onda más cortas. Los rayos gamma son mucho más penetrantes que las partículas beta y pueden atravesar espesores de varios centímetros de plomo. La radiación gamma también es útil en aplicaciones industriales como las operaciones de pruebas no destructivas para el control de calidad.

Detectores de radiactividad

La radiactividad se puede detectar con películas fotográficas, cámaras de ionización, contadores proporcionales, contadores Gelger, contadores de centelleo, semiconductores y algunas combinaciones o modificaciones de estos detectores básicos para aplicaciones especiales.

• Película fotográfica: La película fotográfica es sensible a la radiación electromagnética liberada por fuentes emisoras alfa, beta y gamma. Se puede usar un microscopio para medir la longitud real de la trayectoria sobre la película procesada. La radiación beta y gamma también produce el obscurecimiento de la película, la exposición no muy larga de la película a las dos clases de radiación se puede medir en un densitómetro. El paquete de película es un registro de exposición a la radiación ya consumada es decir indica la cantidad de radiación que su cuerpo ha recibido después de haber estado expuesto a ella.
• Cámara de ionización: Consiste en una caja cilíndrica y un alambre axial central; la caja actúa como cátodo y el alambre axial como ánodo. La caja distribuye el potencial alrededor del ánodo y forma las paredes del volumen sensible en el que se define un campo eléctrico, de acuerdo con la geometría de los electrodos. Si el circuito se arregla de manera que el ánodo sea positivo con respecto al cátodo y se mantenga constante el flujo de radiación, se puede hacer variar el voltaje y los iones negativos formados en el gas debido a la ionización, se recogerán en el ánodo, como los electrones del volumen.

Las cámaras de ionización se pueden usar para detectar partículas alfa cuando el material emisor se coloca dentro de ellas. Para el control de áreas, se puede lograr que una cámara de ionización tenga una respuesta de energía muy plana a la radiación gamma y que un solo detector pueda alcanzar un amplio rango de niveles de flujo.

• Contadores Proporcionales: Es un tubo lleno con un gas especial que cuando está debidamente polarizado produce un pequeño pulso de salida por cada estallido de iones creados por un rayo de radiación o por una partícula que pase a través del volumen sensible. Los contadores proporcionales tienen la ventaja de que su pulso de salida es proporcional a la energía del rayo de radiación o las partículas recibidas y que se disipan dentro del detector.

Los contadores proporcionales también sirven para medir neutrones, estos contadores casi siempre se sellan y están recubiertos de boro o llenos de gas trifluoruro de boro, el neutrón interactúa con el boro para producir una partícula alfa que se detecta fácilmente dentro del contador proporcional.

• Contadores Geiger: Los contadores que operan en la región Geiger se denominan contadores GM, los que se usan en la industria son del tipo de auto enfriamiento y tienen una ventanilla lateral o en el extremo. El tubo Geiger-Mueller es un tubo lleno de gas que produce un pulso grande que se cuenta fácilmente por cada evento de ionización que penetra en el volumen sensible y dispara la acción de avalancha.

Los contadores Geiger también se usan en muchos medidores detectores de radiación que sirve para detectar radiación beta y gamma en zonas de trabajo donde se producen materiales radiactivos o se emplea en aplicaciones industriales.

• Contadores de Centelleo: Consiste en un cristal muy denso que convierte la radiación en centelleos de luz y donde la luz se detecta mediante un tubo fotomultiplicador. El fotomultiplicador también es muy sensible a la luz y se debe emplear en un sistema a detector a prueba de luz.
• Semiconductores: Son especialmente dedicados para detectar partículas alfa y posee una respuesta proporcional a la energía. El diodo semiconductor requiere un buen sistema amplificador para mantener el ruido electrónico a un nivel más bajo que la señal detectada y los que existen hoy en día están limitados en lo que respecta al área física, este tipo de detectores tiene la ventaja de que permite el control selectivo de emisores específicos de partículas alfa en presencia de otras clases de radiaciones.

Instrumentos y Accesorios Indicadores

La elección del instrumento o los accesorios de lectura o indicación depende de la aplicación y la señal de salida del detector, las más importantes son:

• Preamplificadores: Existen 3 clases de preamplificadores; los de disparo, los lineales y los proporcionales. El preamplificador de disparo se utiliza en equipos transistorizados de control portátiles y en otras clases de equipos monitores donde los únicos requisitos son los valores de la radiación total o la dosificación.

El preamplificador lineal se emplea cuando la salida se alimenta a un amplificador o cuando se usa analizador de un solo canal el cual sirve para preservar las relaciones lineales de las alturas de pulso producidas por varias radiaciones de energía. Los preamplificadores proporcionales se emplean en el conteo proporcional, se producen con diversos controles de ganancia de modo que su salida pueda alimentarse a amplificadores o directamente a medidores de velocidad de conteo.

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