Detección de la Radiación

La radiación nuclear y los rayos x, son radiación ionizante, y pueden ser detectados a partir de los eventos ionizantes que producen.

Contadores de Ionización

La detección de la radiación, puede llevarse a cabo mediante el estiramiento de un cable dentro de un cilindro lleno de gas, y poniendo el cable a una tensión positiva alta. La carga total producida por el paso de una partícula ionizante a través del volumen activo, puede ser recogida y medida. Se usan diferentes nombres para los dispositivos, basados en la cantidad de tensión aplicada al electrodo central, y la consiguiente naturaleza de los eventos ionizantes. Si el voltaje es suficientemente alto para que el par primario electrón-ión llegue a los electrodos, pero no lo suficientemente alto para la ionización secundaria, el dispositivo se llama cámara de ionización. La carga recogida es proporcional al número de eventos ionizantes, y estos dispositivos se utilizan típicamente como dosímetros de radiación. A mas altos voltajes, el número de ionizaciones asociadas con la detección de partículas, aumenta bruscamente a causa de las ionizaciones secundarias, y el dispositivo es a menudo llamado contador proporcional. Un solo evento puede causar un pulso de voltaje proporcional, a la pérdida de energía de la partícula primaria. Con una tensión todavía más alta y por un único evento, se produce un pulso de avalancha en los dispositivos llamados contadores Geiger.

Contadores de Centelleo

La detección de la radiación se puede lograr mediante el uso de un contador de centelleo: una sustancia que emite luz cuando es golpeada por una partícula ionizante. Los detectores de centelleo utilizados en el experimento de Geiger-Marsden, eran simples pantallas de fósforo que emitían un destello de luz, cuando eran golpeadas por una partícula alfa. Los modernos contadores de centelleo, pueden utilizar cristales simples de NaI dopado con talio. Los electrones procedentes del evento ionizante, son atrapados en un estado excitado del centro de activación de talio, y cuando decaen al estado fundamental, emiten un fotón. Se utilizan tubos fotomultiplicadores, para intensificar la señal de los centelleos. Los tiempos de desintegración son del orden de 200 ns y la magnitud del pulso de salida del fotomultiplicador, es proporcional a la pérdida de energía de la partícula primaria.

Los contadores de centelleo orgánicos, tales como una mezcla de poliestireno y butadieno tetrafenil, tienen la ventaja de un tiempo de decaimiento mas rápido (alrededor de 1 ns) y pueden moldearse en configuraciones experimentalmente útiles.

Dispositivos de Rastreo de Partículas

La detección de la radiación puede adoptar la forma de dispositivos que visualizan el rastro de la partícula ionizante. Las cámaras de niebla pueden mostrar el rastro de una partícula que pasa. la cual puede ser fotografiada. La invención de D.A. Glaser de la cámara de burbujas en el año 1952, reemplazó en gran parte a la cámara de niebla. Colocada en un intenso campo magnético, la curvatura de las trayectorias de las partículas primarias y sus productos, dan información sobre su carga y su momento.

Las cámaras de chispas, también pueden visualizar las trayectorias de las partículas, y tienen la ventaja de que las trayectorias pueden ser registradas electrónicamente.