deteccion de radiaciones ionizantes
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DETECCION DE RADIACIONES IONIZANTES. Radiodiagnóstico y Radioterapia Medicina Nuclear Facultad de Ingeniería - UNER. Detectores. Clasificación. Según el tiempo en que se obtiene la información - Según fenómeno físico. Inmediatos Diferidos o retardados. Por ionización - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
DETECCION DE RADIACIONES IONIZANTES
Radiodiagnóstico y RadioterapiaMedicina Nuclear
Facultad de Ingeniería - UNER
Detectores. Clasificación.
- Según el tiempo en que se obtiene la información
- Según fenómeno físico
- Inmediatos- Diferidos o retardados
- 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 IonizaciónPares de iones colectados POR EVENTO vs. HV de polarizaciòn
IONIZACIÒN PRIMARIAZONA 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 GASEOSAZONA 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
CÁMARA DE IONIZACIÓN
CONTADOR PROPORCIONAL
CONTADORGEIGER
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 CIA: electrómetro, mide la carga acumulada
CÁMARA DE IONIZACIÓN
CÁMARA DE IONIZACIÓN
CONTADOR PROPORCIONALTrabajan 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 QuímicoGases 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 ElectrónicoMediante 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-Diseño simple.
-Invulnerable a cambios ambientales (presión, temperatura)
-No permite hacer discriminación en Energía.
-Bajo Rango dinámico (por alto tiempo muerto).
Detectores de Estado Sólido• Materiales pueden clasificarse según su
conductividad eléctrica en Aislantes / Semiconductores / Conductores.
Materiales Semiconductores
• Esquema detector de Estado Sólido
En Pizarrón
• 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.
Detector de Estado Sólido. Ventajas y desventajas
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
Curva de Glow o de termoluminiscencia
Materiales empleados en TLDs de uso médico
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 desventajasVENTAJAS DESVENTAJAS
-Pequeños. Son portátiles. No requieren cables.-Número atómico similar al del tejido equivalente.-Persistencia de la señal por períodos de tiempo largos (sin realizar la lectura).-Eficiencia es independiente de la temperatura.-Fácil de evaluar y método automatizado.Puede ser reutilizado cientos de veces.
-Necesita calibración.
-Pérdida de información con la lectura. No se puede releer.
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)• 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