Detectori de radiații nucleare

1. NOTIUNI GENRALE

Detectorii de radiaţii nucleare reprezintă sisteme care pun în evidenţă existenţa radiaţiilor nucleare şi permit determinarea calitativă sau cantitativă a unora dintre caracteristicile lor: numărul de particule nucleare, energia, masa particulelor, etc.

- Detectorul de radiaţii nucleare converteşte particulele incidente pe suprafaţa sa activă în semnal electric (sarcină sau tensiune) sub formă de impulsuri.

- Detectorul de radiaţii este format, de regulă, din două părţi componente:

- corpul de detecţie propriu-zis constă dintr-un mediu în care radiaţia nucleară produce un efect specific

- sistemul de înregistrare a efectului produs de particulă asigură amplificarea şi prelucrarea semnalului obţinut

- Procesul fundamental al interacţiunii radiaţiilor nucleare cu materialul detectorului, este dat de faptul că energia implicată în procesul de interacţiune este mai mare decât energia de legătură a electronilor din atom şi poate genera schimbări sau transformări în structura atomilor componenţi ai substanţei.

- mecanismele care stau la baza interacţiuni radiaţiilor nucleare cu materia sunt ionizarea şi emisia/conversia luminii

- Particulele încărcate produc ionizare şi scintilaţii iar particulele care nu au sarcină electrică sunt detectate indirect prin intermediul particulelor încărcate pe care le produc în materialul detectorului. Spre exemple:

- fotonii produc electroni (prin efect fotoelectric extern sau efect

Compton) care la rândul lor produc ionizare

- neutronii produc reacţii nucleare în care apar particule încărcate ce

produc ionizare

2. CLASIFICAREA DETECTORILOR

DE RADIATII NUCLEARE

3. TIPURI DE DETECTORI

a) Camera de ionizare

- Camera de ionizare este o incintă închisă, de formă cilindrică, în care se găsesc doi electrozi plan – paraleli şi un gaz aflat în condiţii normale. Cei doi electrozi formează un condensator plan cu electrozii aflaţi la distanţa de 3 – 6 cm unul de altul.

- În lungul traiectoriei particulei nucleare încărcate care străbate gazul camerei se produc ioni pozitivi şi electroni.

Numărul perechilor de sarcini care se produc

depinde de natura radiaţiei care a interacţionat

cu moleculele gazului şi de energia lor cinetică.

- Curentul de ionizare este amplificat şi măsurat. El

este proporţional cu numărul total de perechi ion - electron creaţi de particule în unitatea de timp.

- Dezavantaje: în camera de ionizare curentul obţinut este mic, fapt ce duce la necesitatea folosirii unui sistem de înregistrare complicat.

b) Contorul Geiger-Muller

- Contorul Geiger–Műller face parte din categoria detectorilor cu ionizare in gaz.

- Acest detector are o construcţie simplă, fiind alcătuit din doi electrozi introduşi într-u tub de sticlă sau de metal.