Tubo Geiger-Müller - Geiger–Müller tube

Um contador Geiger completo, com o tubo Geiger – Müller montado em um invólucro cilíndrico conectado por um cabo ao instrumento.

O tubo Geiger – Müller ou tubo G – M é o elemento sensor do instrumento contador Geiger usado para a detecção de radiação ionizante . É nomeado após Hans Geiger , que inventou o princípio em 1908, e Walther Müller , que colaborou com Geiger no desenvolvimento da técnica em 1928 para produzir um tubo prático que pudesse detectar vários tipos de radiação diferentes.

É um detector de ionização gasosa e usa o fenômeno da avalanche de Townsend para produzir um pulso eletrônico facilmente detectável a partir de um único evento ionizante devido a uma partícula de radiação. É usado para a detecção da gama de radiação, raios-X , e alfa e beta de partículas. Também pode ser adaptado para detectar nêutrons . O tubo opera na região "Geiger" de geração de pares iônicos. Isso é mostrado no gráfico anexo para detectores gasosos mostrando a corrente de íons contra a voltagem aplicada.

Embora seja um detector robusto e barato, o G – M é incapaz de medir altas taxas de radiação de forma eficiente, tem uma vida finita em áreas de alta radiação e não pode medir a energia de radiação incidente , portanto, nenhuma informação espectral pode ser gerada e não há discriminação entre tipos de radiação; como entre partículas alfa e beta.

Princípio da Operação

Gráfico da corrente do par iônico em relação à voltagem para um detector de radiação gasosa cilíndrico com um ânodo de fio central.
Visualização da propagação de avalanches de Townsend por meio de fótons UV. Esse mecanismo permite que um único evento ionizante ionize todo o gás ao redor do ânodo, disparando várias avalanches.
Detecção de gama em um tubo GM com um cátodo de aço inoxidável de parede espessa. Elétrons secundários gerados na parede podem alcançar o gás de enchimento para produzir avalanches. Este efeito é consideravelmente atenuado em baixas energias abaixo de cerca de 20 KeV

Um tubo GM consiste em uma câmara preenchida com uma mistura de gases a uma baixa pressão de cerca de 0,1 atmosfera . A câmara contém dois eletrodos, entre os quais há uma diferença de potencial de várias centenas de volts . As paredes do tubo são de metal ou têm sua superfície interna revestida com um material condutor ou um fio em espiral para formar o cátodo , enquanto o ânodo é um fio montado axialmente no centro da câmara.

Quando a radiação ionizante atinge o tubo, algumas moléculas do gás de enchimento são ionizadas diretamente pela radiação incidente, e se o cátodo do tubo for um condutor elétrico, como o aço inoxidável, indiretamente por meio de elétrons secundários produzidos nas paredes do tubo, que migram para o gás. Isso cria íons carregados positivamente e elétrons livres , conhecidos como pares de íons , no gás. O forte campo elétrico criado pela tensão nos eletrodos do tubo acelera os íons positivos em direção ao cátodo e os elétrons em direção ao ânodo. Perto do ânodo na "região da avalanche", onde a intensidade do campo elétrico aumenta inversamente proporcional à distância radial à medida que o ânodo se aproxima, os elétrons livres ganham energia suficiente para ionizar moléculas de gás adicionais por colisão e criar um grande número de avalanches de elétrons . Estes se espalham ao longo do ânodo e efetivamente por toda a região da avalanche. Este é o efeito de "multiplicação de gás" que dá ao tubo sua característica principal de ser capaz de produzir um pulso de saída significativo a partir de um único evento ionizante original.

Se houvesse apenas uma avalanche por evento ionizante original, o número de moléculas excitadas seria da ordem de 10 6 a 10 8 . No entanto, a produção de múltiplas avalanches resulta em um fator de multiplicação aumentado, que pode produzir de 10 9 a 10 10 pares de íons. A criação de múltiplas avalanches se deve à produção de fótons UV na avalanche original, que não são afetados pelo campo elétrico e se movem lateralmente ao eixo do ânodo para instigar novos eventos ionizantes por colisão com moléculas de gás. Essas colisões produzem mais avalanches, que por sua vez produzem mais fótons e, portanto, mais avalanches em uma reação em cadeia que se espalha lateralmente através do gás de enchimento e envolve o fio do ânodo. O diagrama a seguir mostra isso graficamente. A velocidade de propagação das avalanches é tipicamente de 2–4 cm por microssegundo, de modo que, para tubos de tamanhos comuns, a ionização completa do gás ao redor do ânodo leva apenas alguns microssegundos. Este pulso curto e intenso de corrente pode ser medido como um evento de contagem na forma de um pulso de tensão desenvolvido através de um resistor elétrico externo. Isso pode ser da ordem de volts, tornando mais simples o processamento eletrônico posterior.

A descarga é encerrada pelo efeito coletivo dos íons positivos criados pelas avalanches. Esses íons têm mobilidade menor do que os elétrons livres devido à sua maior massa e movem-se lentamente da vizinhança do fio anódico. Isso cria uma "carga espacial" que neutraliza o campo elétrico necessário para a geração contínua de avalanches. Para uma geometria de tubo e voltagem operacional em particular, esta terminação sempre ocorre quando um certo número de avalanches foi criado, portanto, os pulsos do tubo são sempre da mesma magnitude, independentemente da energia da partícula inicial. Conseqüentemente, não há informações de energia de radiação nos pulsos, o que significa que o tubo Geiger-Muller não pode ser usado para gerar informações espectrais sobre a radiação incidente. Na prática, o término da avalanche é melhorado pelo uso de técnicas de "extinção" (ver adiante).

A pressão do gás de enchimento é importante na geração de avalanches. Uma pressão muito baixa e a eficiência da interação com a radiação incidente são reduzidas. Uma pressão muito alta e o “caminho livre médio” para colisões entre elétrons acelerados e o gás de preenchimento é muito pequeno, e os elétrons não conseguem reunir energia suficiente entre cada colisão para causar ionização do gás. A energia ganha pelos elétrons é proporcional à razão “e / p”, onde “e” é a intensidade do campo elétrico naquele ponto do gás e “p” é a pressão do gás.

Tipos de tubo

Em termos gerais, existem dois tipos principais de construção de tubo Geiger.

Tipo de janela final

Esquema de um contador Geiger usando um tubo de "janela final" para radiação de baixa penetração. Um alto-falante também é usado para indicação

Para partículas alfa, partículas beta de baixa energia e raios-X de baixa energia, a forma usual é um tubo cilíndrico de janela final . Este tipo tem uma janela em uma extremidade coberta por um material fino através do qual a radiação de baixa penetração pode passar facilmente. A mica é um material comumente usado devido à sua baixa massa por unidade de área. A outra extremidade abriga a conexão elétrica com o ânodo.

Tubo de panqueca

Tubo Pancake G – M, o ânodo concêntrico circular pode ser visto claramente.

O tubo panqueca é uma variante do tubo da janela final, mas foi projetado para uso para monitoramento de contaminação beta e gama. Tem aproximadamente a mesma sensibilidade a partículas que o tipo de janela final, mas tem uma forma anular plana, de modo que a maior área da janela pode ser utilizada com um mínimo de espaço de gás. Como o tubo de janela de extremidade cilíndrica, a mica é um material de janela comumente usado devido à sua baixa massa por unidade de área. O ânodo é normalmente multifacetado em círculos concêntricos, de forma que se estende totalmente por todo o espaço do gás.

Tipo sem janela

Este tipo geral é diferente do tipo de janela final dedicada, mas tem dois subtipos principais, que usam diferentes mecanismos de interação de radiação para obter uma contagem.

Parede espessa

Uma seleção de tubos G – M de aço inoxidável de parede espessa para detecção gama. O maior possui um anel de compensação de energia; os outros não são compensados ​​com energia

Usado para detecção de radiação gama acima de energias de cerca de 25 KeV, este tipo geralmente tem uma espessura de parede total de cerca de 1-2  mm de aço cromado . Como a maioria dos fótons gama de alta energia passa pelo gás de enchimento de baixa densidade sem interagir, o tubo usa a interação dos fótons nas moléculas do material da parede para produzir elétrons secundários de alta energia dentro da parede. Alguns desses elétrons são produzidos perto o suficiente da parede interna do tubo para escapar para o gás de enchimento. Assim que isso acontece, o elétron vai para o ânodo e ocorre uma avalanche de elétrons, como se o elétron livre tivesse sido criado dentro do gás. A avalanche é um efeito secundário de um processo que começa dentro da parede do tubo com a produção de elétrons que migram para a superfície interna da parede do tubo e depois entram no gás de enchimento. Este efeito é consideravelmente atenuado em baixas energias abaixo de cerca de 20 KeV

Paredes finas

Tubos de paredes finas são usados ​​para:

  • Detecção de beta de alta energia, em que o beta entra pela lateral do tubo e interage diretamente com o gás, mas a radiação deve ser energética o suficiente para penetrar na parede do tubo. O beta de baixa energia, que penetraria em uma janela final, seria interrompido pela parede do tubo.
  • Detecção de raios-X e gama de baixa energia. Os fótons de menor energia interagem melhor com o gás de preenchimento, de modo que este projeto se concentra em aumentar o volume do gás de preenchimento usando um tubo longo de parede fina e não usa a interação de fótons na parede do tubo. A transição do projeto de paredes finas para paredes espessas ocorre nos níveis de energia de 300–400 keV. Acima desses níveis, designs de paredes espessas são usados ​​e, abaixo desses níveis, o efeito de ionização direta de gás é predominante.

Detecção de nêutrons

Os tubos G – M não detectam nêutrons, pois não ionizam o gás. No entanto, tubos sensíveis a nêutrons podem ser produzidos com o interior do tubo revestido com boro , ou o tubo contém trifluoreto de boro ou hélio-3 como gás de enchimento. Os nêutrons interagem com os núcleos de boro, produzindo partículas alfa, ou diretamente com os núcleos de hélio-3, produzindo hidrogênio e íons e elétrons de trítio . Essas partículas carregadas desencadeiam o processo normal de avalanche.

Misturas de gases

Os componentes da mistura de gás são vitais para a operação e aplicação de um tubo GM. A mistura é composta por um gás inerte, como hélio , argônio ou néon, que é ionizado por radiação incidente, e um gás de "extinção" de 5–10% de um vapor orgânico ou um gás halogênio para evitar pulsação espúria extinguindo as avalanches de elétrons . Essa combinação de gases é conhecida como mistura Penning e faz uso do efeito de ionização Penning .

O tubo G – M cheio de halogênio moderno foi inventado por Sidney H. Liebson em 1947 e tem várias vantagens sobre os tubos mais antigos com misturas orgânicas. A descarga do tubo de halogênio aproveita um estado metaestável do átomo de gás inerte para ionizar mais prontamente uma molécula de halogênio do que um vapor orgânico, permitindo que o tubo opere em tensões muito mais baixas, normalmente 400–600 volts em vez de 900–1200 volts. Embora os tubos resfriados com halogênio tenham maiores inclinações de tensão de platô em comparação com os tubos resfriados com orgânicos (uma qualidade indesejável), eles têm uma vida muito mais longa do que os tubos temperados com compostos orgânicos. Isso ocorre porque um vapor orgânico é gradualmente destruído pelo processo de descarga, dando aos tubos orgânicos temperados uma vida útil de cerca de 10 9 eventos. No entanto, os íons de halogênio podem se recombinar com o tempo, dando aos tubos temperados com halogênio uma vida útil efetivamente ilimitada para a maioria dos usos, embora eles ainda falhem em algum ponto devido a outros processos iniciados por ionização que limitam a vida útil de todos os tubos Geiger. Por essas razões, o tubo temperado com halogênio é agora o mais comum.

Neon é o gás de enchimento mais comum. O cloro é o inibidor mais comum, embora o bromo também seja ocasionalmente usado. Halogênios são mais comumente usados ​​com néon, argônio ou criptônio, inibidores orgânicos com hélio.

Um exemplo de mistura de gases, usada principalmente em detectores proporcionais, é o P10 (90% argônio, 10% metano). Outro é usado em tubos temperados com bromo, normalmente 0,1% de argônio, 1-2% de bromo e o restante do neon.

Os inibidores de halogênio são altamente reativos quimicamente e atacam os materiais dos eletrodos, especialmente em temperaturas elevadas, levando à degradação do desempenho do tubo ao longo do tempo. Os materiais do cátodo podem ser escolhidos entre, por exemplo, cromo, platina ou liga de níquel-cobre, ou revestidos com grafite coloidal e adequadamente passivados. O tratamento com plasma de oxigênio pode fornecer uma camada de passivação no aço inoxidável. Um revestimento denso não poroso com platina ou uma camada de tungstênio ou um forro de folha de tungstênio pode fornecer proteção aqui.

Gases nobres puros exibem tensões de limiar aumentando com o aumento do peso atômico. A adição de supressores orgânicos poliatômicos aumenta a tensão de limiar, devido à dissipação de grande porcentagem da energia de colisões nas vibrações moleculares. Argônio com vapores de álcool foi um dos preenchimentos mais comuns dos primeiros tubos. Tão pouco quanto 1 ppm de impurezas (argônio, mercúrio e criptônio em neon) pode reduzir significativamente a voltagem limite. A mistura de cloro ou bromo fornece extinção e estabilidade para misturas de néon-argônio de baixa voltagem, com ampla faixa de temperatura. Tensões operacionais mais baixas levam a tempos de subida de pulsos mais longos, sem alterar significativamente os tempos mortos.

Pulsos espúrios são causados ​​principalmente por elétrons secundários emitidos pelo cátodo devido ao bombardeio de íons positivos. Os pulsos espúrios resultantes têm a natureza de um oscilador de relaxamento e mostram espaçamento uniforme, dependendo do gás de enchimento do tubo e da sobretensão. Em sobretensões altas o suficiente, mas ainda abaixo do início das descargas corona contínuas, podem ser produzidas sequências de milhares de pulsos. Essas contagens espúrias podem ser suprimidas revestindo o cátodo com materiais de função de trabalho superior , passivação química, revestimento de laca, etc.

Os inibidores orgânicos podem se decompor em moléculas menores (álcool etílico e acetato de etila) ou polimerizar em depósitos sólidos (típico de metano). Os produtos de degradação de moléculas orgânicas podem ou não ter propriedades de extinção. Moléculas maiores se degradam em mais produtos de têmpera do que as pequenas; tubos temperados com acetato de amila tendem a ter uma vida útil dez vezes maior do que os de etanol. Os tubos temperados com hidrocarbonetos freqüentemente falham devido ao revestimento dos eletrodos com produtos de polimerização, antes que o próprio gás possa se esgotar; O simples reabastecimento de gás não adianta, é necessário lavar os eletrodos para remover os depósitos. A baixa eficiência de ionização às vezes é procurada deliberadamente; misturas de hidrogênio ou hélio de baixa pressão com supressores orgânicos são usadas em alguns experimentos de raios cósmicos, para detectar múons e elétrons fortemente ionizantes.

Argônio, criptônio e xenônio são usados ​​para detectar raios X moles, com absorção crescente de fótons de baixa energia com massa atômica decrescente, devido à ionização direta por efeito fotoelétrico. Acima de 60-70 keV, a ionização direta do gás de enchimento torna-se insignificante, e fotoelétrons secundários, elétrons Compton ou produção de par elétron-pósitron pela interação dos fótons gama com o material catódico tornam-se os mecanismos de iniciação de ionização dominantes. As janelas do tubo podem ser eliminadas colocando as amostras diretamente dentro do tubo ou, se gasosas, misturando-as com o gás de enchimento. A exigência de estanqueidade a vácuo pode ser eliminada pelo uso de fluxo contínuo de gás à pressão atmosférica.

Planalto Geiger

A curva característica da resposta do tubo Geiger Muller com radiação constante contra tensão variável do tubo.

O platô de Geiger é a faixa de voltagem na qual o tubo GM opera em seu modo correto, onde a ionização ocorre ao longo do comprimento do ânodo. Se um tubo G – M for exposto a uma fonte de radiação constante e a voltagem aplicada for aumentada de zero, ele segue o gráfico de corrente mostrado na "região de Geiger" onde o gradiente se achatou; este é o planalto Geiger.

Isso é mostrado com mais detalhes no diagrama da curva Geiger Plateau. Se a tensão do tubo for aumentada progressivamente de zero, a eficiência da detecção aumentará até que a radiação mais energética comece a produzir pulsos que podem ser detectados pela eletrônica. Esta é a "tensão inicial". Aumentar ainda mais a tensão resulta em contagens rapidamente crescentes até que o "joelho" ou limite do platô seja alcançado, onde a taxa de aumento das contagens diminui. É aqui que a tensão do tubo é suficiente para permitir uma descarga completa ao longo do ânodo para cada contagem de radiação detectada, e o efeito de diferentes energias de radiação são iguais. No entanto, o planalto tem uma ligeira inclinação principalmente devido aos campos elétricos mais baixos nas extremidades do ânodo devido à geometria do tubo. Conforme a tensão do tubo é aumentada, esses campos se fortalecem para produzir avalanches. No final do platô, a taxa de contagem começa a aumentar rapidamente novamente, até o início da descarga contínua, onde o tubo não consegue detectar a radiação e pode ser danificado.

Dependendo das características do tubo específico (fabricante, tamanho, tipo de gás, etc.), a faixa de tensão do platô irá variar. A inclinação é geralmente expressa como mudança percentual de contagens por 100 V. Para evitar mudanças gerais de eficiência devido à variação da tensão do tubo, uma fonte de tensão regulada é usada, e é prática normal operar no meio do planalto para reduzir o efeito de quaisquer variações de tensão.

Têmpera e tempo morto

Tempo morto e tempo de recuperação em um tubo Geiger Muller. O tubo não pode produzir mais pulsos durante o tempo morto e só produz pulsos de menor altura até que o tempo de recuperação tenha decorrido.

O tubo G – M ideal deve produzir um único pulso para cada evento ionizante devido à radiação. Não deve dar pulsos espúrios e deve se recuperar rapidamente ao estado passivo, pronto para o próximo evento de radiação. No entanto, quando os íons de argônio positivos alcançam o cátodo e se tornam átomos neutros ganhando elétrons, os átomos podem ser elevados a níveis de energia aumentados. Esses átomos então retornam ao seu estado fundamental, emitindo fótons que, por sua vez, produzem ionização adicional e, portanto, descargas secundárias espúrias. Se nada fosse feito para neutralizar isso, a ionização seria prolongada e poderia até mesmo aumentar. A avalanche prolongada aumentaria o "tempo morto" quando novos eventos não podem ser detectados e poderia se tornar contínua e danificar o tubo. Alguma forma de têmpera da ionização é, portanto, essencial para reduzir o tempo morto e proteger o tubo, e várias técnicas de têmpera são usadas.

Extinção de gás

Tubos de têmpera interna ou autoextinguível interrompem a descarga sem assistência externa, originalmente por meio da adição de uma pequena quantidade de um vapor orgânico poliatômico originalmente como butano ou etanol, mas para tubos modernos é um halogênio como bromo ou cloro.

Se um inibidor de gás pobre for introduzido no tubo, os íons de argônio positivos, durante seu movimento em direção ao cátodo, teriam colisões múltiplas com as moléculas do gás inibidor e transfeririam sua carga e alguma energia para elas. Assim, átomos de argônio neutros seriam produzidos e os íons do gás supressor, por sua vez, alcançariam o cátodo, ganhariam elétrons dele e se moveriam para estados excitados que decaíam pela emissão de fótons, produzindo descarga de tubo. No entanto, moléculas extinguidoras eficazes, quando excitadas, perdem sua energia não pela emissão de fótons, mas por dissociação em moléculas extinguidoras neutras. Nenhum pulso espúrio é assim produzido.

Mesmo com a têmpera química, por um curto período de tempo após um pulso de descarga, há um período durante o qual o tubo se torna insensível e, portanto, é temporariamente incapaz de detectar a chegada de qualquer nova partícula ionizante (o chamado tempo morto ; normalmente 50-100 microssegundos). Isto provoca uma perda de contagem em taxas de contagem suficientemente alta e limita o tubo L-M a uma taxa efectiva (exacta) de contagem de aproximadamente 10 3 contagens por segundo mesmo com têmpera externo. Embora um tubo GM seja tecnicamente capaz de ler taxas de contagem mais altas antes de realmente saturar, o nível de incerteza envolvido e o risco de saturação tornam extremamente perigoso confiar em leituras de taxa de contagem mais alta ao tentar calcular uma taxa de dose de radiação equivalente a partir da contagem avaliar. Uma consequência disso é que os instrumentos de câmara de íons são geralmente preferidos para taxas de contagem mais altas; no entanto, uma técnica de têmpera externa moderna pode estender esse limite superior consideravelmente.

Têmpera externa

A têmpera externa, às vezes chamada de "têmpera ativa" ou "têmpera eletrônica", usa eletrônica de controle de alta velocidade simplista para remover e reaplicar rapidamente a alta tensão entre os eletrodos por um tempo fixo após cada pico de descarga, a fim de aumentar a taxa de contagem máxima e vida útil do tubo. Embora possa ser usado em vez de um gás de têmpera, é muito mais comumente usado em conjunto com um gás de têmpera.

O "método do tempo para a primeira contagem" é uma implementação moderna sofisticada de têmpera externa que permite taxas de contagem máxima dramaticamente aumentadas por meio do uso de técnicas de processamento de sinais estatísticos e eletrônicos de controle muito mais complexos. Devido à incerteza na taxa de contagem introduzida pela implementação simplista de têmpera externa, a taxa de contagem de um tubo Geiger torna-se extremamente não confiável acima de aproximadamente 10 3 contagens por segundo. Com o método tempo-de-primeiro-a contagem, as taxas de contagem eficazes de 10 5 contagens por segundo são realizáveis, duas ordens de magnitude maior do que o limite eficaz normal. O método do tempo para a primeira contagem é significativamente mais complicado de implementar do que os métodos tradicionais de têmpera externa e, como resultado, não tem sido amplamente utilizado.

Efeito dobrável

Uma consequência do efeito do tempo morto é a possibilidade de uma alta taxa de contagem disparar continuamente o tubo antes que o tempo de recuperação tenha decorrido. Isso pode produzir pulsos muito pequenos para a contagem eletrônica detectar e levar à situação muito indesejável em que um contador G – M em um campo de radiação muito alto está indicando falsamente um nível baixo. Este fenômeno é conhecido como "fold-back". Uma regra prática da indústria é que o circuito discriminador que recebe a saída do tubo deve detectar até 1/10 da magnitude de um pulso normal para se proteger contra isso. Além disso, o circuito deve detectar quando "empilhamento de pulso" ocorreu, onde a tensão aparente do ânodo mudou para um novo nível DC através da combinação de alta contagem de pulso e ruído. O design eletrônico dos contadores Geiger-Muller deve ser capaz de detectar essa situação e dar um alarme; normalmente é feito definindo um limite para a corrente excessiva do tubo.

Eficiência de detecção

A eficiência da detecção de um tubo G – M varia com o tipo de radiação incidente. Os tubos com janelas de extremidade fina têm eficiências muito altas (podem ser quase 100%) para beta de alta energia, embora isso diminua à medida que a energia beta diminui devido à atenuação pelo material da janela. Partículas alfa também são atenuadas pela janela. Como as partículas alfa têm um alcance máximo de menos de 50 mm no ar, a janela de detecção deve ser o mais próximo possível da fonte de radiação. A atenuação da janela aumenta a atenuação do ar, portanto, a janela deve ter uma densidade tão baixa quanto 1,5 a 2,0 mg / cm 2 para dar um nível aceitável de eficiência de detecção. O artigo sobre potência de parada explica em mais detalhes os intervalos para tipos de partículas de várias energias. A eficiência de contagem da radiação de fótons (raios gama e raios X acima de 25 keV) depende da eficiência da interação da radiação na parede do tubo, que aumenta com o número atômico do material da parede. O ferro cromo é um material comumente usado, que oferece uma eficiência de cerca de 1% em uma ampla gama de energias.

Compensação de energia de fóton

Curvas de resposta comparativas para tubos GM com e sem compensação de energia gama
Tubo G – M de vidro de parede fina mostrando um catodo de fio espiral. As bandas de fita são para fixação de anéis de compensação
Tubo G – M de vidro de parede fina com anéis de compensação de energia instalados. O conjunto completo se encaixa na caixa de alumínio.

Se um tubo G – M for usado para medições de dosimetria de raios-X ou gama , a energia da radiação incidente, que afeta o efeito ionizante, deve ser levada em consideração. No entanto, os pulsos de um tubo G – M não carregam nenhuma informação de energia e atribuem dose igual a cada evento de contagem. Consequentemente, a resposta da taxa de contagem de um tubo G – M "vazio" para fótons em diferentes níveis de energia é não linear com o efeito de leitura excessiva em baixas energias. A variação na resposta à dose pode ser um fator entre 5 e 15, de acordo com a construção do tubo individual; os tubos muito pequenos têm os valores mais altos.

Para corrigir isso é aplicada uma técnica conhecida como "compensação de energia", que consiste em adicionar uma blindagem de material absorvente ao redor do tubo. Este filtro absorve preferencialmente os fótons de baixa energia e a resposta à dose é "achatada". O objetivo é que a característica de sensibilidade / energia do tubo seja combinada com a característica de absorção / energia do filtro. Isso não pode ser alcançado exatamente, mas o resultado é uma resposta mais uniforme ao longo do intervalo declarado de energias de detecção para o tubo.

Chumbo e estanho são materiais comumente usados, e um filtro simples eficaz acima de 150 keV pode ser feito usando um colar contínuo ao longo do comprimento do tubo. No entanto, em níveis de energia mais baixos, essa atenuação pode se tornar muito grande, então espaços de ar são deixados no colar para permitir que a radiação de baixa energia tenha um efeito maior. Na prática, o projeto do filtro de compensação é um compromisso empírico para produzir uma resposta uniforme e aceitável, e vários materiais e geometrias diferentes são usados ​​para obter a correção necessária.

Veja também

Referências

links externos

Patentes
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