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 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 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

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 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.

Medición de la densidad óptica (OD) mediante un densitómetro 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

La luz emitida es función de la dosis absorbida por el dosimetro. 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. Curva de Glow o de termoluminiscencia

Sistema de lectura de TLD

TLD. Ventajas y 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) 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