Introduccin a los Detectores

Basado en la exposicin de Johanna MoralesAdaptado por Martn Prez Comisso

Radioqumica 2013

ALFA BETA

GAMMA NEUTRN

Papel Cobre HormignPlomo

Detectores de radiacin

Existen aparatos que son diseados principalmente para medicin de un determinado tipo de radiacin, tales como: rayos X , rayos gama, electrones, neutrones, etc.

Los detectores empleados se clasifican en dos categoras:

1) Detectores por ionizacin, inmediatos o retardados 2) Detectores por excitacin, inmediatos y retardados.

Detectores

Detectores por ionizacin Los detectores gaseosos estn constituidos por un recinto conteniendo

un gas, sometido a un campo elctrico producido por una diferencia de potencial aplicada entre dos electrodos (uno de los cuales cumple, en general la funcin de contener ese gas).

Cuando dicho dispositivo se expone a un campo de radiacin, la interaccin de las partculas ionizantes con el gas que llena el recinto hace que se generen pares de iones (uno de carga elctrica positiva y el electrn). Estos, en presencia del campo elctrico, se aceleran en direccin a los electrodos polarizados elctricamente con signo contrario.

Esquema de un detector gaseoso

Detectores por ionizacin

Al variar la tensin aplicada, la cmara o recinto puede trabajar en condiciones diferentes y puede denominarse:

Cmara de ionizacin Contador proporcional Detector Geiger-Mller

Carga colectada en funcin de la tensin

Detector por ionizacin de pelcula fotogrfica

El material sensible a la radiacin ionizante, denominado emulsin fotogrfica, est constituido de granos de bromuro de plata, BrAg, de dimensiones microscpicas y distribuidos en un medio gelatinoso el cual est depositado como una capa muy delgada sobre un soporte traslcido, por ejemplo celuloide o vidrio.

Ag+ Ag0

Detector por excitacin

De centelleo

En los detectores de centelleo la radiacin ionizante produce en ciertos materiales destellos luminosos. Una pequea fraccin de la energa cintica de las partculas es convertida en energa luminosa; el resto se transfiere al medio como calor o como vibraciones de su red cristalina. La energa luminosa es proporcional a la energa impartida al centellador en un amplio rango de energas.

Detectores Semiconductores Un semiconductor es un elemento material cuya

conductividad elctrica puede considerarse situada entre las de un aislante y la de un conductor.

Puede comportarse como conductor o como aislante dependiendo de diversos factores, como: el campo elctrico o magntico, la presin, la radiacin incidente o la temperatura ambiente.

Elemento quimico

Electrones de valencia

Cd 2

Al, Ga, B, In 3

Si, C, Ge 4

P, As, Sb 5

Se, Te, S 6

Detectores Semiconductores

En un tomo aislado (gas) existe un nmero finito de niveles de energa para los electrones que slo pueden ser ocupados por electrones cuyas energas sean iguales a las estos niveles.

En el caso de los slidos cristalinos, la distancia entre tomos es muy pequea (), por lo que su interaccin es considerable: los niveles energticos de las capas externas se desdoblan (separacin de niveles), pues son compartidos por varios tomos dando origen a lo que se denomina bandas de energa.

Semiconductores

Bandas de energa

Una banda permitida puede estar totalmente llena , totalmente vaca, o parcialmente llena. La banda llena de menor energa se llama banda de valencia, y la banda vaca de mayor energa se denomina banda de conduccin.

Los electrones que pueden ocuparla bajo la accin de un campo elctrico constituyen una corriente elctrica.

La banda prohibida tiene una E (energa de activacin) mnima energa que un electrn necesita para saltar de la b-v a la b-c

Las energas requeridas, a temperatura ambiente, son de 0,7 eV y 0,3 eV para el silicio y el germanio respectivamente.

Semiconductores

Un semiconductor a 0K tiene todas sus bandas llenas o vacas, por lo tanto se comporta como un aislador. A temperatura ambiente es considerable el nmero de electrones que adquieren energa suficiente como para pasar de la bv a la bc, por lo que el cristal tiene estas bandas parcialmente llenas y, en consecuencia, es capaz de conducir la corriente elctrica.

Detectores Semiconductores

Al paso de una partcula ionizante se forma un par electrn-hueco en la zona de vaciado (deplecin) entre los electrodos y ambos derivan en el campo elctrico. La carga producida genera una corriente que puede ser

medida

Daniel Navarro

Detectores de Centelleo

David Muoz

Detectores Semiconductores

Carla Flores

Detectores Gaseosos

Jeannette Montecinos

Detectores Termoluminiscentes

Actividad de laboratorio: Presentacin de Detectores

Presentar el fundamento, caractersticas, ventajas y desventajas y ejemplos sobre la siguiente categora de Detectores en no ms de 12 diapositivas.

Pgina 1Pgina 2Detectores de radiacinDetectoresDetectores por ionizacinEsquema de un detector gaseosoDetectores por ionizacinPgina 8Pgina 9Carga colectada en funcin de la tensinPgina 11Detector por ionizacin:de pelcula fotogrficaDetector por excitacinPgina 14Pgina 15Detectores SemiconductoresDetectores SemiconductoresSemiconductoresBandas de energaSemiconductoresPgina 21Detectores SemiconductoresPgina 23Pgina 24