Transcript DETECCION DE RADIACIONES IONIZANTES

DETECCION DE RADIACIONES
IONIZANTES
Radiodiagnóstico y Radioterapia
Medicina Nuclear
Facultad de Ingeniería - UNER
Detectores. Clasificación.
- Según el tiempo en que se obtiene la información
- Inmediatos
- Diferidos o retardados
- Según fenómeno físico
- Por ionización
- Por excitación de niveles atòmicos o moleculares
Inmediatos
Diferidos
Ionización
Gaseosos y de
estado sólido
De película
radiográfica
Excitación
centelleadores
luminiscentes
DETECTORES GASEOSOS
• Esquema
Recinto conteniendo un gas, sometido a campo eléctrico producido por HV.
Cuando se expone a campo de radiación, las partículas ionizantes interactúan con
gas generando pares de iones. Estos iones se aceleran en dirección a electródos
polarizados con signo contrario. Se genera corriente eléctrica.
Fig. 7.1 - Cherry
• Curva característica de Ionización
Pares de iones colectados POR EVENTO vs. HV de polarizaciòn
IONIZACIÒN PRIMARIA
ZONA I Si HV = 0, Ionización, los iones se recombinan.
Al aumentar HV, los iones adquieren > aceleración en el campo E
Y disminuye la probabilidad de recombinación.
ZONA II, se satura la ionización primaria y puede colectarse una .
CÀMARA DE IONIZACIÒN mide una la corriente proporcional a la ACTIVIDAD.
IONIZACIÒN SECUNDARIA – AMPLIFICACIÒN GASEOSA
ZONA III, zona proporcional, Ionización 1RIA -> Ionización 2RIA
La amplitud de los pulsos obtenidos es proporcional a la energia transferida por la
partícula ionizante
CONTADOR PROPORCIONAL  sirve para realizar espectrometría.
ZONA IV, zona de proporcionalidad restringida. (SIN APLICACIÒN)
ZONA V, zona Geiger o de AVALANCHA. Todo el volumen del gas se ioniza.
La amplitud de los pulsos es independiente de la energía de la partícula ionizante y de la
clase de partìcula.
CONTADOR GEIGER
ZONA VI, zona de descarga continua. (SIN APLICACIÒN) SE DESTRUYE EL DETECTOR
• INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN SEGÚN ZONA DE IONIZACIÓN
CONTADOR
GEIGER
CÁMARA DE
IONIZACIÓN
CONTADOR
PROPORCIONAL
Diagrama en Bloques de Detectores
Gaseosos
• RECORDEMOS:
Esquema de carga y descarga del tubo
CIRCUITO RC
El capacitor C bloquea la alta
tensión de polarización
No se modifican la amplitud Vp ni la
duración
El STRETCHER aumenta la duraciòn y
puede o no modificar la amplitud.
El inversor es sólo a efectos didàcticos
Tiempo de Recuperación: tiempo para que se entregue otro pulso de
amplitud máxima
Tiempo Muerto:
tiempo desde un evento hasta que otro sea detectable
Tiempo de Resolución:
tiempo desde un evento hasta que otro sea de
amplitud mayor a Vu.
A actividades altas se pierden
cuentas por tiempo muerto.
Tm: 100-200 useg para GM
•Determinación del Tiempo
Muerto.
• Corrección por Tiempo
Muerto
Monitores Ambientales
CÁMARA DE IONIZACIÓN
Sistema de Medición:
V: Voltaje de Polarización de la CI
A: electrómetro, mide la carga acumulada
CÁMARA DE IONIZACIÓN
CÁMARA DE IONIZACIÓN
CONTADOR PROPORCIONAL
Trabajan en zona de Ionización 2RIA o Amplificación gaseosa.
El número total de cargas despúes de la multiplicación es
PROPORCIONAL al número inicial de cargas (iones 1RIOS)
Mayor señal que en CI. Señal proporcional a la energía de la
radiación incidente. -> útil para espectrometría.
CONTADOR GEIGER
QUENCHING o Apagado del Contador GM
-Quenching Químico
Gases órganicos o halógenos, que proveen e- al gas para
recombinar iones positivos y recargar el tubo.
Limita la vida útil del tubo aprox. 108 – 109 eventos, por
agotamiento del gas “quencher”.
-Quenching Electrónico
Mediante una fuente de corriente se recarga el tubo luego de
detectado un evento.
Eficiencia de los Detectores
Gaseosos
Eficiencia =
N° de eventos detectados
N° de eventos emitidos por la fuente
Según la naturaleza de la radiación ionizante, la eficiencia de estos detectores:
-Partículas Alfa: Ef = 100% (requieren ventana de mica en tubo)
-Partículas Beta: Ef  90%
-Fotones: Ef = 1 – 2 %
Contador GM. Ventajas y
desventajas
VENTAJAS
DESVENTAJAS
Detectores de Estado Sólido
• Materiales pueden clasificarse según su
conductividad eléctrica en
Aislantes / Semiconductores / Conductores.
Materiales Semiconductores
• Esquema detector de Estado Sólido
En Pizarrón
Detector de Estado Sólido.
Ventajas y desventajas
• Ventajas
– Lectura directa
– Sensibles
– Pequeñas dimensiones
– Posible impermeabilidad al
agua
– Muy buena resolución en
energías, por lo que se
emplea en espectrometría
de alta resolución.
• Desventajas
– REQUIERE ENFRIAMIENTO
que ES COSTOSO!!
– Sensibilidad puede cambiar -> necesaria re-calibración
– Necesario observar
procedimientos sistemáticos
de QA
– No se emplean en MN.
Sistema Detector de Estado Sólido de Germanio HiperPuro
Enfriamiento por
N2 líquido
Se utiliza en laboratorios para espectrometría gamma.
Dosímetros
Son dispositivos que miden EXPOSICIÓN.
Algunos dosímetros:
- Película Radiográfica.
- Luminiscentes (TLD y OSL).
- Electrostático.
Película o Film Radiográfico
• Principio: una capa plástica
fina (Base, 200 m) cubierta
con una emulsión sensitiva
de cristales de Ag-Br en gel
(10-20 m)
• Durante la irradiación se
ioniza el AgBr, y se reduce la
plata. Imagen latente.
• Revelado del film.
• Medición de la densidad óptica (OD) mediante
un densitómetro
OD es función de la Exposición!!
Curva característica del film
Dosímetros Termoluminiscentes ( TLD)
Principio físico
Materiales empleados en TLDs
de uso médico
Curva de Glow o de termoluminiscencia
Lectura de TLD:
Excitando al material con
calor los e- salen de las
trampas emitiendo luz.
La luz emitida es función de
la dosis absorbida por el
dosimetro.
Sistema de lectura de TLD
TLD. Ventajas y desventajas
VENTAJAS
DESVENTAJAS
Dosímetro OSL (optically stimulated
luminescence)
• Similar a TLD, pero e- se liberan de las trampas
excitando con luz (láser) emitiendo luz visible.
• Material
Cristal OSL 0,4 mm x 3mm
Fibra óptica para lectura
Dosímetro electróstatico (o lapicera)
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Tiene forma de lápiz.
Mide la exposición de la persona que lo usa.
Se carga aprox a 200V.
Al ser irradiado la CI se va descargando, moviendo la fibra de cuarzo.
Por el lente, se observa la medición de la exposición desde la última
recarga. La recarga reestablece la lectura a cero.
Dosimetros
Cargador
Para RX y R Gamma
Escalas disponibles:
• 0 – 200mR
• 0 – 200R
•0 – 600R
Dosímetros personales