Os Detectores de radiação

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- A resposta deve ser independente da energia da radiação incidente;

- Deve cobrir um grande intervalo de dose;

- Deve medir todos os tipos de radiação ionizante;

- Deve ser pequeno, leve, de fácil manuseio, confortável para o uso e econômico quanto à fabricação.

Até hoje não existe um Dosímetro que preencha todos esse requisitos de forma ideal, mas apenas parcialmente.

Os principais tipos de Dosimetros são três: Filmes fotográficos, Termoluminescente (TDL) e Câmara de ionização de bolso (Caneta Dosimétrica).

Filmes

Este tipo de detector baseia-se no princípio de sensibilização de chapas fotográficas por interação da radiação em emulsão fotográfica. No caso dos dosímetros integrados do tipo filmes fotográficos a película de filme é acondicionada em uma embalagem que impede interferências ambientais tais como, luz e umidade.

O filme (detector) é acondicionado em uma porta dosímetro com filtros metálicos que sevem como atenuadores que permitem a identificação da energia e do tipo da radiação incidente.

Neste tipo de dosímetro as medidas dosimétricas são indiretas. Após a interação da radiação no filme, utiliza-se a densidade ótica produzida na emulsão fotográfica, após processo de revelação em químicos, para determinar-se à medida dosimétrica.

Este tipo de sensor permite avaliações de doses no Intervalo de 10 mR a 1800 mR, para fótons e possibilita dosimetria beta com energia superior a 400 kVe, num intervalo entre 0,5 mGy (50 mrad) e 10 Gy (1000 mrad). Para isto, é necessária a calibração do sistema em função do tipo de filme utilizado e das condições de processamento dos filmes.

Uma das vantagens deste tipo de detector é a de permitir a documentação do registro dosimétrico para várias análises desde que acondicionados em condições ambientais adequadas, pois o calor e substâncias químicas podem afetar a resposta do filme e danifica-lo.

Detectores Geiger-Müller(GM)

Possuem alta sensibilidade eprojeto eletrônico simplificado e robusto, são portáteis e de fácil manipulação. São versáteis na detecção de diferentes tipos de radiação, mas não permitem a discriminação do tipo de radiação e nem da energia, o que torna sua aplicação bastante limitada. Geralmente os GM são utilizados para detecção de radiação β e γ.

Contadores Geiger são dispositivos que são utilizados para detectar e medir as radiações ionizantes emitidas por fontes radioativas. Embora contadores Geiger sejam um dos mais antigos aparelhos utilizados para este tipo de atividades, ainda são muito populares hoje. Esta é uma conseqüência do fato de serem um dos mais sensíveis detectores radiação, em especial para os baixos níveis radiação, que aparecem na maioria das situações.

O contador Geiger foi primeiro inventado em 1908 por dois cientistas: Hans Geiger e Ernest Rutherford. Esta versão inicial, porém só foi capaz de detectar partículas alfa, o que era ainda muito espaço para melhorias. Em 1928 Hans Geiger, juntamente com Walther Müller fez várias melhorias para o dispositivo para que ele possa detectar todo o tipo de radiação ionizante. A versão contemporânea do contador Geiger foi desenvolvida em 1947 por Sidney Liebson, tem uma vida muito mais longa do que o anteriormente e utiliza uma menor operação tensão.

O objetivo de um detector radiação é identificar radiação ionizante, normalmente radiação alfa e beta, mas outros tipos também. O chamado tubo Geiger-Muller é o coração do contador Geiger. É um gás inerte-cheia tubo que conduz eletricidade quando um fóton de radiação faz com que o gás condutor por um breve instante. A condução é amplificada pelo tubo de modo que produz uma corrente de pulso. Este impulso é o que você vê indicadas por uma agulha ou audível clique no seu contador Geiger. Modern contadores Geiger também detectar radiação gama. Embora o chamado cintilação balcões também pode detectar radiação alfa e beta, um detector Geiger radiação é geralmente preferida. A razão para isto é que estes últimos têm custos mais baixos e uma vida útil mais longa. Algumas variações de detectores Geiger radiação também são usadas para medir nêutrons utilizando um gás especial chamado Boro Trifuoride e de um plástico condutor. O mais popular radiação detectores permanecer, no entanto aqueles que detectam alfa, beta e gama radiações.

Detectores Cintilação

Quando um raio gama interage com certas substâncias denominadas cristais cintiladores, uma pequena cintilação (fótons visíveis) é produzida. O processo de transformação de raios em fótons visíveis constitui o princípio de operação dos detectores de cintilação.

O detector geralmente usado para radiação gama é o cristal de iodeto de sódio contendo traços de tálio, cristal NaI(Tl) (BLANC, COMMANAY & TEYSSIER, 1969). A grande vantagem de se usar o cristal NaI(Tl) é sua alta densidade (3,667 g/cm3), pois o uso de absorvedores mais densos implica em maior taxa de absorção e portanto maior eficiência de detecção.

Uma grande porção de luz produzida pelas cintilações é transmitida para o fotocatodo de uma válvula fotomultiplicadora que está oticamente acoplada ao cristal. É feito o acoplamento do cristal com a válvula fotomultiplicadora.

Os detectores de xenon líquido permitem implementar métodos de rejeição ativa do ruído de fundo e têm sido escolhidos por várias colaborações internacionais, nomeadamente pela UK Dark Matter Collaboration, de que o nosso grupo é membro. Todos os detectores usam a luz de cintilação primária do xenon líquido para detectar a presença de um recuo nuclear devido a uma colisão elástica com uma partícula WIMP. Adicionalmente, alguns deles procuram também detectar o sinal de ionização, extraindo os elétrons criados ao longo da trajetória de recuo no líquido, para a fase gasosa, na qual os sinais são então amplificados, por multiplicação de carga ou por cintilação secundária. Usa-se assim o fato de o quociente entre os sinais, cintilação/ionização, no xenon líquido ser diferente para traços de elétrons e de recuos nucleares para fazer a discriminação entre os dois tipos de acontecimento.

Outra aplicação interessante da cintilação no xenon líquido seria a detecção de cascatas de