centelleador
Un centelleador es un material que exhibe centelleo , la propiedad de la luminiscencia , [1] cuando es excitado por radiación ionizante . Los materiales luminiscentes, cuando son golpeados por una partícula entrante, absorben su energía y centellean (es decir, vuelven a emitir la energía absorbida en forma de luz). [a] A veces, el estado excitado es metaestable , por lo que la relajación del estado excitado a estados inferiores se retrasa (lo que requiere desde unos pocos nanosegundos hasta horas, según el material). El proceso corresponde entonces a uno de dos fenómenos: fluorescencia retardada o fosforescencia. La correspondencia depende del tipo de transición y, por tanto, de la longitud de onda del fotón óptico emitido.
Se obtiene un detector de centelleo o un contador de centelleo cuando se acopla un centelleador a un sensor de luz electrónico, como un tubo fotomultiplicador (PMT), un fotodiodo o un fotomultiplicador de silicio . Los PMT absorben la luz emitida por el centelleador y la vuelven a emitir en forma de electrones a través del efecto fotoeléctrico .. La posterior multiplicación de esos electrones (a veces llamados fotoelectrones) da como resultado un pulso eléctrico que luego puede analizarse y arrojar información significativa sobre la partícula que originalmente golpeó el centelleador. Los fotodiodos de vacío son similares pero no amplifican la señal, mientras que los fotodiodos de silicio, por otro lado, detectan los fotones entrantes mediante la excitación de los portadores de carga directamente en el silicio. Los fotomultiplicadores de silicio consisten en una matriz de fotodiodos polarizados inversamente con suficiente voltaje para operar en modo avalancha , lo que permite que cada píxel de la matriz sea sensible a fotones individuales.
El primer dispositivo que usó un centelleador fue construido en 1903 por Sir William Crookes y usó una pantalla de ZnS . [2] [3] Los centelleos producidos por la pantalla eran visibles a simple vista si se observaban con un microscopio en una habitación oscura; el dispositivo era conocido como spinthariscope . La técnica condujo a una serie de descubrimientos importantes, pero obviamente era tediosa. Los centelleadores ganaron atención adicional en 1944, cuando Curran y Baker reemplazaron la medición a simple vista con el PMT recientemente desarrollado . Este fue el nacimiento del detector de centelleo moderno. [2]
Los centelleadores son utilizados por el gobierno estadounidense como detectores de radiación de Seguridad Nacional. Los centelleadores también se pueden utilizar en detectores de partículas , exploración de nuevos recursos energéticos, seguridad de rayos X, cámaras nucleares, tomografía computarizada y exploración de gas. Otras aplicaciones de los centelleadores incluyen escáneres de tomografía computarizada y cámaras gamma en diagnósticos médicos, y pantallas en monitores de computadora CRT de estilo antiguo y televisores. También se han propuesto centelladores [4] como parte de modelos teóricos para el aprovechamiento de la energía de rayos gamma a través del efecto fotovoltaico, por ejemplo en una batería nuclear .
El uso de un centelleador junto con un tubo fotomultiplicador encuentra un amplio uso en los medidores de sondeo portátiles que se utilizan para detectar y medir la contaminación radiactiva y controlar el material nuclear. Los centelleadores generan luz en tubos fluorescentes, para convertir el ultravioleta de la descarga en luz visible. Los detectores de centelleo también se utilizan en la industria del petróleo como detectores de registros de rayos gamma.
