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Monitores basados en detectores de ionización gaseosa

Constan de un gas encerrado en un recipiente de paredes tan delgadas como sea posible para no inferir con la radiación que llega. Los iones positivos y negativos producidos por la radiación dentro del gas se recogen directamente en un par de electrodos a los que se aplica un alto voltaje.

La corriente eléctrica así inducida, en general es en forma de pulsos de corta duración; estos pulsos son contados directamente o activan un medidor de corriente, o pueden ser conectados a una bocina. En un detector gaseoso puede usarse cualquier gas. Normalmente se usa una mezcla de gas inerte con un gas orgánico; el primero ayuda a impedir la degradación y el segundo cede fácilmente electrones para recuperar las condiciones iniciales después de una descarga. Cada gas tiene diferente potencial de ionización; para las mezclas más comunes este es alrededor de34Ev.

Cámara de ionización


El detector más sencillo de este tipo es la cámara de ionización, que se puede considerar como un condensador plano-paralelo en la que la región entre los planos esta rellena de un gas, usualmente aire. El campo eléctrico en esta región evita que los iones se recombinen con los electrones y se puedan 32 interpretar que en esta situación los electrones se dirigen al electrodo positivo, mientras que los iones cargados positivamente lo hacen al negativo. Normalmente se usa la cámara de ionización como monitor de radiación, La intensidad de la radiación es recogida como una corriente que representa la interacción de muchas radiaciones durante el tiempo de respuesta de la cámara.


Contador proporcional


Para lograr observar pulsos individuales, debemos aumentar el voltaje aplicado (superando los 1000V). de este modo el mayor campo eléctrico es capaz de acelerar los electrones lo suficiente como para que estos puedan generar ionizaciones secundarias. Los electrones secundarios acelerados producen nuevas ionizaciones, con lo que finalmente se genera una avalancha o cascada de ionizaciones. Debido a que la señal de salida de un contador proporcional proviene principalmente del proceso de avalancha, el cual ocurre muy rápidamente, el tiempo de deriva de los electrones primarios desde el punto de formación del ion original hasta la vecindad del ánodo donde ocurre la avalancha.

Detectores geiger-müller


Si el campo eléctrico es aumentado aún más, se alcanza la región Geiger -Muller. En este caso, se pueden generar avalanchas secundarias en cualquier parte del tubo producidas por fotones emitidos por átomos excitados en la avalancha original. La señal de salida de un contador Geiger consiste en los electrones recogidos de los muchos procesos de avalancha tiempo durante el cual los iones positivos no se mueven lejos de la región de la avalancha.


Por tanto, alrededor del ánodo queda una nube de iones cargados positivamente que reduce la intensidad del campo eléctrico que finalmente finaliza el proceso de avalancha. El ciclo será completado después de que los iones positivos hayan alcanzado el ánodo y hayan sido neutralizados.

Existe un problema durante su viaje los iones pueden ser acelerados y alcanzar el ánodo con la suficiente energía para liberar electrones y empezar el proceso de nuevo. Para evitar que esto ocurra, se añade un segundo tipo de gas denominado «quenching gas » compuesto por moléculas orgánicas complejas como el etanol. Una mezcla típica será: 90%argon y 10% etanol. La naturaleza molecular de este gas añadido evita la aparición de estos electrones finales.


FUENTE:

Estévez Echanique, R, (2021). Dosimetría Radiológica. 1st ed. [Libro] Quito, 2018, pag.31-33. Disponible en: http://www.dspace.uce.edu.ec/bitstream/25000/14606/1/Dosimetr%C3%ADa%20radiol%C3%B3gica.pdf

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