¿Qué son los Contadores Proporcionales?
Los contadores proporcionales son un tipo de detector de radiaciones. Detectan la radiación midiendo la cantidad de electrones (corriente) producidos por la ionización de las moléculas de gas cuando las partículas energéticas atraviesan un gas.
Los instrumentos de medida de la radiación con un principio similar son la cámara de ionización y el contador GM (Geiger-Müller), pero difieren en la magnitud de la tensión aplicada para medir la corriente. Las cajas de ionización funcionan en un rango de tensión más bajo que los contadores proporcionales, mientras que los contadores GM funcionan en un rango de tensión más alto que los contadores proporcionales.
Usos de los Contadores Proporcionales
Los contadores proporcionales detectan radiaciones como rayos X, rayos α, rayos β, rayos γ y neutrones, y miden el número y la energía de la radiación. Debido a su estructura simple y a su producción relativamente fácil, se utilizan a menudo como detectores en la investigación académica y en otros campos.
Generalmente se utilizan para medir la dosis en el aire, en particular para la detección de neutrones y la detección de contaminación por radiación beta. Los contadores proporcionales para rayos X también se incorporan a veces como detectores en los medidores de espesor de películas por fluorescencia de rayos X para la medición sin contacto de, por ejemplo, el espesor del chapado, debido a su mayor ventana de incidencia y a su mayor eficiencia en comparación con los detectores semiconductores.
Principio de los Contadores Proporcionales
Los contadores proporcionales suelen ser recipientes cilíndricos de aluminio llenos de una mezcla de gases inertes, como argón, helio o neón, metano o butano, y funcionan aplicando alta tensión a cables tendidos en el interior del tubo. El recipiente cilíndrico tiene una ventana incidente a través de la cual la radiación entra en el tubo.
Cuando la radiación incidente atraviesa el gas, éste se ioniza y produce electrones y cationes. Los electrones producidos se denominan electrones primarios. Los electrones primarios son acelerados por el campo eléctrico del tubo, ionizando de nuevo el gas, y estos electrones ionizados provocan una nueva ionización, dando lugar a un aumento explosivo del número de electrones, fenómeno conocido como “amplificación del gas”. Los electrones amplificados fluyen hacia un cable del tubo, que se detecta como un impulso eléctrico.
Como el número de electrones amplificados es proporcional a la energía de la radiación incidente, el detector se denomina contador proporcional. La tasa de amplificación de los electrones depende del tipo de gas y de la tensión aplicada, pero si se conocen el gas y la tensión, se puede medir la energía de la radiación incidente.
Las cajas de ionización funcionan según un principio similar al de los contadores proporcionales, pero funcionan con una tensión más baja y, por lo tanto, no amplifican el gas. Por lo tanto, los contadores proporcionales tienen la ventaja de ser más sensibles que las cajas de ionización. Por otro lado, tienen la desventaja de que no pueden medir el número de electrones primarios con tanta precisión como una cámara de ionización y tienen una resolución energética inferior.