Los medidores topográficos en protección radiológica son instrumentos portátiles de medición de radiaciones ionizantes que se utilizan para comprobar la contaminación radiactiva y la radiación ambiental del personal, los equipos y el medio ambiente. El medidor topográfico portátil es probablemente el dispositivo de medición de la radiación más conocido debido a su uso amplio y visible.
Los medidores topográficos portátiles más utilizados son el contador de centelleo , que se utiliza para medir partículas alfa , beta y neutrones ; el contador Geiger , muy utilizado para la medición de los niveles alfa, beta y gamma ; y la cámara de iones , que se utiliza para mediciones beta, gamma y rayos X.
Los instrumentos están diseñados para ser portátiles, funcionan con baterías y son de poca masa para permitir una fácil manipulación. Otras características incluyen una pantalla de fácil lectura, en recuentos o dosis de radiación , y una indicación audible de la tasa de recuento. Este suele ser el "clic" asociado con el instrumento tipo Geiger y también puede ser un sonido de advertencia de alarma cuando se ha excedido una tasa de recuento o dosis de radiación. Para detectores de doble canal, como el detector de centelleo, es normal generar sonidos diferentes para alfa y beta. Esto le brinda al operador información rápida tanto sobre el nivel de radiación como sobre el tipo de partícula que se está detectando. Estas características permiten al usuario concentrarse en la manipulación del medidor mientras recibe retroalimentación auditiva de la tasa de radiación detectada. [1]
Los medidores pueden integrarse completamente con la sonda y la electrónica de procesamiento en una sola carcasa para permitir su uso con una sola mano, o pueden tener carcasas separadas para la sonda del detector y la electrónica, unidas mediante un cable de señal. Este último se prefiere para comprobar la contaminación radiactiva de superficies contorneadas debido a la facilidad de manipulación de la sonda.
La lectura de radiación alfa y beta normalmente se realiza en recuentos , mientras que la de rayos gamma y rayos X normalmente se realiza en una lectura de dosis de radiación. La unidad SI para este último es el sievert . No existe una conversión universal simple de tasa de conteo a tasa de dosis, ya que depende del tipo de partícula, su energía y las características del sensor. Por lo tanto, la tasa de conteo tiende a usarse como un valor que se ha calculado para una aplicación particular para su uso como comparador o contra un umbral de alarma absoluto. Posteriormente se puede utilizar un instrumento de dosis si se requiere una lectura de dosis. Para ayudar con esto, algunos instrumentos tienen pantallas de dosis y tasa de conteo.
Los medidores que funcionan con baterías suelen tener un control de nivel de batería.
Los medidores topográficos pueden ser medidores de velocidad o escaladores.
En protección radiológica, un instrumento que lee una tasa de eventos detectados normalmente se conoce como medidor de tasa , que fue desarrollado por primera vez por NSGingrich et al. en 1936. [2] Esto proporcionó una indicación dinámica en tiempo real de la tasa de radiación, y el principio ha encontrado un uso generalizado en Física de la Salud y como medidor de radiación.
Se conoce como escalador a un instrumento que totaliza los eventos detectados durante un período de tiempo . Este nombre coloquial proviene de los primeros días del conteo automático, cuando se requería un circuito de escala para dividir una tasa de conteo alta 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 utilizaban el circuito "divisor Eccles-Jordan", hoy conocido como flip flop . [3] Esto fue antes de la era de los indicadores electrónicos, que comenzó con la introducción del tubo Dekatron en la década de 1950. [3] [4]
El usuario debe tener conocimiento de los tipos de radiación que se encontrarán para utilizar el instrumento correcto. Una complicación adicional es la posible presencia de "campos de radiación mixtos" donde está presente más de una forma de radiación. Muchos instrumentos son sensibles a más de un tipo de radiación; alfa y beta, o beta y gamma, por ejemplo, y el operador debe saber discriminar entre ellos. Las habilidades necesarias para utilizar un instrumento portátil no son sólo manipular el instrumento, sino también interpretar los resultados de la tasa de exposición a la radiación y el tipo de radiación que se detecta.
Por ejemplo, un instrumento Geiger de ventana final no puede discriminar entre alfa y beta, pero alejar el detector de la fuente de radiación revelará una caída en alfa, ya que el tubo detector normalmente debe estar a 10 mm de la fuente alfa para obtener una estimación razonable. eficiencia de conteo. El operador ahora puede deducir que tanto alfa como beta están presentes. Del mismo modo, en el caso de un instrumento Geiger beta/gamma, la beta puede tener un efecto a una distancia del orden de metros, dependiendo de la energía de la beta, lo que puede dar lugar a la falsa suposición de que sólo se está detectando gamma, pero si Si se utiliza un detector de tipo escudo deslizante, la beta se puede proteger manualmente, dejando solo la lectura gamma.
Por esta razón, se utiliza un instrumento como la sonda de centelleo de fósforo dual, que discriminará entre alfa y beta, donde las comprobaciones de rutina encontrarán emisores alfa y beta simultáneamente. Este tipo de contador se conoce como "doble canal" y puede discriminar entre tipos de radiación y dar lecturas separadas para cada uno.
Sin embargo, las sondas de centelleo pueden verse afectadas por niveles altos de fondo gamma, que por lo tanto deben ser controlados por un operador experto para permitir que el instrumento compense. Una técnica común es retirar el contador de cualquier proximidad a los emisores alfa y beta y permitir un recuento "de fondo" de gamma. Luego, el instrumento puede restar esto en lecturas posteriores.
En el trabajo de estudio de dosis, los contadores Geiger a menudo se utilizan sólo para localizar fuentes de radiación, y luego se utiliza un instrumento de cámara de iones para obtener una medición más precisa debido a su mayor precisión y capacidad de contar tasas de dosis más altas.
En resumen, existe una variedad de características y técnicas de instrumentos para ayudar al operador a trabajar correctamente, pero el uso por parte de un operador capacitado es necesario para garantizar resultados confiables. El Ejecutivo de Salud y Seguridad del Reino Unido ha publicado una nota de orientación sobre la selección del instrumento correcto para la aplicación en cuestión, y el cuidado y uso de dichos instrumentos. [1]
Orientación sobre la elección, uso y mantenimiento de equipos portátiles de vigilancia de la radiación. - Junta Nacional de Protección Radiológica - Reino Unido, mayo de 2001.