SENSORES DE RADIAÇÃOProfessor: Luciano Fontes

Aluno: Allen Talma Ferreira Silva

Radiação

O que é radiação ionizante? É qualquer radiação eletromagnética ou de

partículas que, ao interagir com a matéria ioniza direta ou indiretamente seus átomos ou moléculas.

Fontes de Radiação

Natural: Elementos presentes na crosta terrestre

que são naturalmente radioativos. Exemplo: Urânio 238, Potássio 40, Tório 232, Carbono 14, etc;

Radiação proveniente do espaço denominados raios cósmicos.

Fontes de Radiação

Artificial Produzidos de forma artificial, usando a

tecnologia criada pelo homem. Exemplo: Raio X, Iodo 131, Estrôncio 90, Ouro 198, etc;

Utilização da Radiação

Medicina Raio X usado para determinar fraturas e outras

afecções. Diversas substâncias artificiais são usadas para tratar de doenças como câncer;

Industria Usado em instrumentos de medidas de precisão e

para acusar falhas, rachaduras em equipamentos; Pesquisa

Utilizado em aceleradores de partículas afim de se descobrir as partículas mais fundamentais;

Utilização de Radiação

Geração de Energia A energia obtida na fissão nuclear é

transformada em energia elétrica aproveitando o calor causado pela primeira;

Radiodifusão Radiação menos prejudicial, mas muito

usado em celulares, rádios, televisores, etc.

Efeitos da Radiação

Somáticos São alterações que ocorrem no organismo

atingido, em forma de doenças e danos que se manifestam apenas no indivíduo irradiado, não se tornando hereditário aos seus descendentes.

Genéticos São as mutações ocorridas nos cromossomos

ou genes das células germinativas, que podem causar alterações nas gerações futuras (descendentes) do indivíduo exposto. 

Sensores de Radiação

À Gás Químicos Semicondutores Luz Termoluminescentes Calor

Sensores de Radiação

Sensores Gasosos

Câmara de Ionização Detector Proporcional Detector Geiger-Muller

Gráfico Tensão x Íons Coletados

Câmara de Ionização

A tensão aplicada é suficiente para atrair os íons primários produzidos gerando uma corrente mensurável. Nessa faixa de tensão praticamente se detectam os íons primários produzidos. Não é um detector muito sensível mas é capa de de medir fontes radioativas mais intensas. Esse tipo de detector é comumente encontrado nos laboratórios de medicina nuclear e nos laboratórios que produzem kits de radioimunoensaios e radio fármacos.

Câmara de Ionização

Proporcional

Se aplicarmos mais tensão à câmara de ionização então os íons serão mais intensamente atraídos para seus eletrodos e provocam novas colisões com consequente produção de íons secundários. A quantidade de íons secundários é proporcional a energia da radiação incidente e portanto o sinal elétrico produido nos terminais do circuito RC será proporcional à energia da radiação incidente.

Proporcional

Geiger-Muller

A tensão é relativamente alta (da ordem de uns 500 V a 1000V) de modo que os íons primários e secundários ganham tanta energia que praticamente causam a ionização de "todas" as moléculas do gás. O sinal produzido no circuito RC é relativamente enorme requerendo uma eletrônica simples para "contá-los“.

Geiger-Muller

Geiger-Muller

O detector Geiger-Muller não é capaz de identificar o radioisótopo pelo nível de energia pois nos terminais RC sempre aparecerá um sinal de mesmo tamanho.

O detector Geiger-Muller é útil para fazer prospecção de minas radioativas e é um instrumento obrigatório, por força de lei, em qualquer ambiente que se utiliza material radioativo.

Cintiladores

Existem algumas substâncias que possuem a propriedade de converter  a energia (alta) das radiações nucleares em fótons de luz. Por exemplo o cristal de NaI(Tl) (diz-se NaI com traços de Tálio) é capaz de converter aproximadamente 30% dos fótons gamas de alta energia (> keV) em fótons de luz (~2 a 3 eV). Um fóton gama de 1000 keV será capaz de produzir cerca de 400.000 fótons na região visível.

Cintiladores

A vantagem desse detector em relação aos detectores gasosos é que possuem densidade alta e portanto são muito eficientes para medir a radiação gama ao contrário do gás que é muito rarefeito contendo relativamente, poucos átomos para interagir com a radiação gama.

Cintiladores

Cintiladores

Existem várias substâncias capazes de cintilarem com a interação da radiação. Essas substâncias podem ser sólidas, líquidas e gasosas. Do interesse da bio-medicina os detectores sólidos e líquidos sãos os mais importantes. Essas substâncias cintiladoras podem ser orgânicas e inorgânicas e por sua vez podem ter a estrutura cristalina (rede cristalina) como o NaI(Tl) (diz-se cristal de Iodeto de Sódio ativado com Tálio) ou não cristalina (plásticos cintiladores e líquidos cintiladores).

Referência

http://www.40graus.com/colunas/colunas_ver.asp?pagina=&idColuna=86&idColunista=17&titulo=

http://www.fcf.usp.br/Ensino/Graduacao/Disciplinas/LinkAula/My-Files/Detectores.htm

http://www.patentesonline.com.br/detector-semicondutor-de-radiacao-com-uma-estrutura-de-porta-interna-modificada-175459.html