La medición de la radiación ionizante a veces se expresa como una tasa de recuentos por unidad de tiempo registrada por un instrumento de monitoreo de radiación, para el cual los recuentos por minuto (cpm) y los recuentos por segundo (cps) son cantidades de uso común.
Las mediciones de la tasa de conteo están asociadas con la detección de partículas, como partículas alfa y partículas beta . Sin embargo, para las mediciones de dosis de rayos gamma y rayos X se utiliza normalmente una unidad como el sievert .
Tanto cpm como cps son la tasa de eventos de detección registrados por el instrumento de medición, no la tasa de emisión de la fuente de radiación. Para las mediciones de desintegración radiactiva , no debe confundirse con desintegraciones por unidad de tiempo (dpm), que representa la tasa de eventos de desintegración atómica en la fuente de radiación. [1]
Tasas de recuento
Las tasas de recuento de cps y cpm son medidas de tasa prácticas y convenientes generalmente aceptadas. No son unidades SI , pero son unidades de medida radiológicas de facto de uso generalizado.
Los recuentos por minuto (abreviado como cpm) es una medida de la tasa de detección de eventos de ionización por minuto. Los recuentos solo se manifiestan en la lectura del instrumento de medición y no son una medida absoluta de la fuerza de la fuente de radiación. Si bien un instrumento mostrará una tasa de cpm, no tiene que detectar recuentos durante un minuto, ya que puede inferir el total por minuto a partir de un período de muestreo más pequeño.
Los recuentos por segundo (abreviado como cps) se utilizan para mediciones cuando se encuentran tasas de recuento más altas, o si se utilizan instrumentos de medición de radiación portátiles que pueden estar sujetos a cambios rápidos en la tasa de recuento cuando el instrumento se mueve sobre una fuente de radiación. en un área de estudio.
Conversión a tasa de dosis
La tasa de recuento no equivale universalmente a la tasa de dosis y no existe un factor de conversión universal simple. Cualquier conversión es específica del instrumento.
Los recuentos son el número de eventos detectados, pero la tasa de dosis se relaciona con la cantidad de energía ionizante depositada en el sensor del detector de radiación. El cálculo de conversión depende de los niveles de energía de radiación, el tipo de radiación que se detecta y la característica radiométrica del detector. [1]
El instrumento de cámara de iones de corriente continua puede medir fácilmente la dosis, pero no puede medir los recuentos. Sin embargo, el contador Geiger puede medir los recuentos, pero no la energía de la radiación, por lo que se utiliza una técnica conocida como compensación de energía del tubo detector para producir una lectura de dosis. Esto modifica la característica del tubo para que cada recuento resultante de un tipo de radiación particular sea equivalente a una cantidad específica de dosis depositada.
Se puede encontrar más sobre la dosis de radiación y la tasa de dosis a la dosis absorbida y a la dosis equivalente .
Tasas de conteo versus tasas de desintegración
Las desintegraciones por minuto (dpm) y las desintegraciones por segundo (dps) son medidas de la actividad de la fuente de radiactividad. La unidad SI de radiactividad, el becquerel (Bq), equivale a una desintegración por segundo. Esta unidad no debe confundirse con cps, que es el número de recuentos recibidos por un instrumento desde la fuente. La cantidad dps (dpm) es la cantidad de átomos que se han desintegrado en un segundo (un minuto), no la cantidad de átomos que se han medido como desintegrados. [1]
La eficiencia del detector de radiación y su posición relativa a la fuente de radiación deben tenerse en cuenta al relacionar cpm con dpm. Esto se conoce como eficiencia de conteo . Los factores que afectan la eficiencia del conteo se muestran en el diagrama adjunto.
Tasa de emisión de superficie
La tasa de emisión de superficie (SER) se utiliza como una medida de la tasa de partículas emitidas por una fuente radiactiva que se utiliza como patrón de calibración. Cuando la fuente es de construcción en placa o plana y la radiación de interés se emite desde una cara, se conoce como " emisión ". Cuando las emisiones son de una" fuente puntual "y la radiación de interés se emite desde todas las caras, se conoce como"emisión ". Estos términos corresponden a la geometría esférica sobre la que se miden las emisiones.
El SER es la tasa de emisión medida de la fuente y está relacionada con la actividad de la fuente, pero es diferente de ella. Esta relación se ve afectada por el tipo de radiación que se emite y la naturaleza física de la fuente radiactiva. Fuentes conlas emisiones casi siempre tendrán un SER más bajo que la actividad Bq debido al autoprotegido dentro de la capa activa de la fuente. Fuentes conLas emisiones sufren de autoprotección o retrodispersión, por lo que el SER es variable e individualmente puede ser mayor o menor que el 50% de la actividad Bq, dependiendo de la construcción y los tipos de partículas que se miden. La retrodispersión reflejará las partículas de la placa de respaldo de la capa activa y aumentará la velocidad; Las fuentes de placas de partículas beta suelen tener una retrodispersión significativa, mientras que las fuentes de placas alfa no suelen tener retrodispersión. Sin embargo, las partículas alfa se atenúan fácilmente si la capa activa se hace demasiado gruesa. [2] El SER se establece mediante medición utilizando equipo calibrado, normalmente trazable a una fuente de radiación estándar nacional .
Medidores de velocidad y escaladores
En la práctica de protección radiológica, un instrumento que lee una tasa de eventos detectados normalmente se conoce como un medidor de velocidad , que fue desarrollado por primera vez por RD Robley Evans en 1939. [3] Este modo de operación proporciona una indicación dinámica en tiempo real de la tasa de radiación, y el principio ha encontrado una aplicación generalizada en los medidores de estudios de radiación utilizados en física de la salud.
Un instrumento que totaliza los eventos detectados durante un período de tiempo se conoce como escalador . Este nombre coloquial proviene de los primeros días del conteo automático de radiación, cuando se requería un circuito de división de pulsos para "reducir" una alta tasa de conteo a una velocidad que los contadores mecánicos pudieran registrar. Esta técnica fue desarrollada por CE Wynn-Williams en el Laboratorio Cavendish y publicada por primera vez en 1932. Los contadores originales usaban una cascada de circuitos de división por dos "Eccles-Jordan", hoy conocidos como chanclas . Por tanto, las primeras lecturas de recuento eran números binarios [3] y tenían que volver a calcularse manualmente en valores decimales.
Más tarde, con el desarrollo de indicadores electrónicos, que comenzó con la introducción del tubo de lectura Dekatron en la década de 1950, [1] [3] y culminó con el indicador digital moderno, las lecturas totalizadas llegaron a indicarse directamente en notación decimal .
Unidades SI para desintegración radiactiva
- Un becquerel (Bq) es igual a una desintegración por segundo; 1 becquerel (Bq) es igual a 60 dpm. [4]
- Un curie (Ci) una unidad antigua que no pertenece al SI es igual a3,7 × 10 10 Bq o dps, que es igual a2,22 × 10 12 dpm . [5]
Cantidad | Unidad | Símbolo | Derivación | Año | Equivalencia SI |
---|---|---|---|---|---|
Actividad ( A ) | becquerel | Bq | s −1 | 1974 | Unidad SI |
curie | Ci | 3,7 × 10 10 s −1 | 1953 | 3,7 × 10 10 Bq | |
rutherford | Rd | 10 6 s −1 | 1946 | 1.000.000 Bq | |
Exposición ( X ) | culombio por kilogramo | C / kg | C⋅kg −1 de aire | 1974 | Unidad SI |
Röntgen | R | esu / 0.001293 g de aire | 1928 | 2,58 × 10 −4 C / kg | |
Dosis absorbida ( D ) | gris | Gy | J ⋅kg −1 | 1974 | Unidad SI |
ergio por gramo | ergio / g | erg⋅g −1 | 1950 | 1,0 × 10 −4 Gy | |
rad | rad | 100 ergg −1 | 1953 | 0,010 Gy | |
Dosis equivalente ( H ) | sievert | SV | J⋅kg −1 × W R | 1977 | Unidad SI |
hombre equivalente de röntgen | movimiento rápido del ojo | 100 erg⋅g −1 x W R | 1971 | 0,010 Sv | |
Dosis efectiva ( E ) | sievert | SV | J⋅kg −1 × W R × W T | 1977 | Unidad SI |
hombre equivalente de röntgen | movimiento rápido del ojo | 100 erg⋅g −1 × W R × W T | 1971 | 0,010 Sv |
Referencias
- ^ a b c d Glenn F Knoll. Detección y medición de radiación , tercera edición 2000. John Wiley and sons, ISBN 0-471-07338-5
- ^ Estimación de factores de calibración para instrumentos de monitoreo de contaminación superficial para diferentes superficies . Mike Woods y Stephen Judge. Pub NPL, teddington, Reino Unido [1] Archivado el 12 de febrero de 2015 en Wayback Machine.
- ^ a b c Domesticar los rayos: una historia de radiación y protección. Geoff Meggitt, Pub Lulu.com 2008
- ^ "BIPM - Becquerel" . BIPM . Consultado el 24 de octubre de 2012 .
- ^ Paul W. Frame. "Cómo surgió el Curie" . Consultado el 30 de abril de 2008 .