O que é um contador de cintilação?

Um contador de cintilação é um dispositivo usado para detectar e medir emissões de elementos radioativos. A radioatividade é uma liberação de partículas ou energia de certos elementos que contêm muitos nêutrons e podem ser perigosos para seres humanos, animais e plantas. O contador de cintilação combina um produto químico que cria luz quando atingido por emissões radioativas e um detector para detectar e contar os pulsos de luz.

Muitos elementos têm isótopos, moléculas que contêm números diferentes de nêutrons com o mesmo número de prótons e elétrons. A maioria dos isótopos é estável e nada acontecerá para mudar sua composição química ao longo do tempo. Vários isótopos radioativos, no entanto, não mantêm os nêutrons no lugar e começarão a decair radioativamente.

Existem três tipos principais de decaimento radioativo e cada um tem características diferentes. A radiação alfa é uma partícula que combina prótons e nêutrons e tem uma energia relativamente baixa, permitindo que ela seja interrompida por água ou placa de metal finas. A radiação beta é elétrons de alta energia liberada do elemento e pode penetrar nos tecidos corporais e camadas de proteção protetora. A radiação gama não é uma partícula, mas uma onda eletromagnética, semelhante à luz, que tem uma energia muito alta e só pode ser protegida por camadas de placa densa de chumbo.

Todos os três tipos causam danos celulares às plantas e animais porque fazem com que as moléculas mudem quando atingidas pela radiação. Como uma partícula radioativa ou radiação gama atinge uma molécula, ele liberará elétrons nos tecidos circundantes ou no ar. Se a radiação atingir um produto químico que fornece um flash de luz quando atingido, e a luz pode ser detectada, um contador de cintilação foi criado.

Existem três tipos de produtos químicos de cintilação sólidos, chamados fósforos, usados ​​em contadores e incluem inorgânicos, orgânicos e plásticos. Produtos químicos inorgânicos que podem liberar Light, CAOs fótons led, quando atingidos pela radiação incluem iodetos de metal e sulfeto de zinco. Os fósforos orgânicos podem incluir naftaleno, antraceno e outros compostos relacionados a benzeno. Os plásticos por si só não são tipicamente fósforos, mas os produtos químicos podem ser combinados com um plástico para formar um gerador de fótons.

Os produtos químicos inorgânicos são os melhores detectores para radiação gama, os orgânicos são ótimos para partículas beta e os fósforos embebidos em plástico funcionam bem para detecção de nêutrons. Os isótopos radioativos podem decair usando uma variedade de métodos; portanto, os detectores podem conter mais de um tipo de elemento de detecção. O software de contagem usado nos detectores é fundamental para determinar a quantidade de radiação, porque contagens mais altas indicam que mais elemento radioativo está presente ou o contador está próximo da radioatividade.

Depois que os fótons de luz são criados, a outra parte importante é o detector, que vê os fótons e os conta. Muitos contadores usam um fotomultiplier, que é uma série de eletrodos mOnedado em um tubo de vácuo. Quando um fóton de luz entra no tubo, normalmente é muito fraco para ser detectado pelos circuitos eletrônicos no contador de cintilação. O fóton atinge o primeiro eletrodo, que tem uma tensão elétrica aplicada a ele.

Quando atingido pela luz, o eletrodo libera mais elétrons, que viajam para o segundo eletrodo. Cada vez que isso ocorre, mais elétrons são liberados e o sinal fica mais forte. Após várias etapas, que ocorrem muito rapidamente com elétrons viajando na velocidade da luz, o sinal é forte o suficiente para o contador o detectar e registra a presença de um fóton de luz e o conta. Um fotomultiplicador é extremamente sensível e pode detectar com precisão pequenos flashes de luz da decaimento.

Outro tipo de contador de cintilação é uma unidade de fase líquida. Esses contadores podem ser úteis na análise de laboratório, porque uma amostra é colocada diretamente em um líquido composto por um fósforo e um solvente. Qualquer emissão radioativaé detectado imediatamente pelos fósforos ao redor da amostra, que são contados.

Essa tecnologia pode ser útil ao descontaminar um derramamento radioativo, porque os testes de limpeza podem ser usados ​​para verificar a radioatividade. As amostras de pano pequenas são limpas sobre superfícies e depois colocadas em um contador de cintilação líquida. Esse processo pode ser repetido conforme necessário até que o contador mostre a radioatividade em níveis baixos, chamados radiação de fundo.