Los medidores de radiación en el ámbito de la protección radiológica son instrumentos portátiles de medición de radiación ionizante que se utilizan para comprobar la contaminación radiactiva y la radiación ambiental en el personal, los equipos y el entorno. El medidor de radiación portátil es probablemente el dispositivo de medición de radiación más conocido debido a su uso amplio y visible.
Los medidores portátiles de medición más comúnmente utilizados son el contador de centelleo , que se utiliza en la medición de partículas alfa , beta y neutrones ; el contador Geiger , ampliamente utilizado para la medición de 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 tienen una masa baja 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. Esto suele ser el "clic" asociado con el instrumento de tipo Geiger, y también puede ser un sonido de advertencia de alarma cuando se ha excedido una tasa de recuentos o dosis de radiación. Para los detectores de doble canal, como el detector de centelleo, es normal generar diferentes sonidos para alfa y beta. Esto le da al operador una retroalimentación 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 por un cable de señal. Esta última opción es la preferida para comprobar la contaminación radiactiva de superficies contorneadas debido a la facilidad de manipulación de la sonda.
La lectura de la radiación alfa y beta se realiza normalmente en conteos , mientras que la de los rayos gamma y X se realiza normalmente en una lectura de dosis de radiación. La unidad del SI para esta última es el sievert . No existe una conversión universal sencilla de tasa de conteo a tasa de dosis, ya que depende del tipo de partícula, su energía y la característica 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 tanto de dosis como de tasa de conteo.
Los medidores que funcionan con batería generalmente tienen un control del nivel de batería.
Los medidores de topografía 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 velocidad , 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.
Un instrumento que totaliza los eventos detectados durante un período de tiempo se conoce como escalador . Este nombre coloquial proviene de los primeros días del conteo automático, cuando se necesitaba un circuito de escalado para dividir una alta tasa de conteo 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 usaban 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 conocer los tipos de radiación con los que se encontrará para poder utilizar el instrumento correcto. Otra complicación es la posible presencia de "campos de radiación mixtos" en los que está presente más de una forma de radiación. Muchos instrumentos son sensibles a más de un tipo de radiación (por ejemplo, alfa y beta, o beta y gamma) y el operador debe saber cómo diferenciarlos. Las habilidades necesarias para utilizar un instrumento portátil no son sólo para manipularlo, sino también para 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 terminal no puede discriminar entre alfa y beta, pero al alejar el detector de la fuente de radiación se observará una caída en alfa, ya que el tubo detector normalmente debe estar a 10 mm de la fuente alfa para obtener una eficiencia de conteo razonable. El operador puede ahora deducir que están presentes tanto alfa como beta. Del mismo modo, en el caso de un instrumento Geiger beta/gamma, la beta puede tener un efecto en un rango del orden de metros, dependiendo de la energía de la beta, lo que puede dar lugar a la suposición falsa de que solo se está detectando gamma, pero si se utiliza un detector de tipo escudo deslizante, la beta se puede proteger manualmente, dejando solo la lectura gamma.
Por este motivo, se utiliza un instrumento como la sonda de centelleo de fósforo dual, que discrimina entre alfa y beta, cuando en la comprobación rutinaria se detectan emisores alfa y beta simultáneamente. Este tipo de contador se conoce como "de canal dual" y puede discriminar entre tipos de radiación y proporcionar lecturas independientes para cada uno.
Sin embargo, las sondas de centelleo pueden verse afectadas por niveles altos de fondo gamma, que 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 gamma. El instrumento puede luego restar esto en lecturas posteriores.
En los trabajos de estudio de dosis, los contadores Geiger se utilizan a menudo únicamente 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, existen diversas características y técnicas de los instrumentos que ayudan al operador a trabajar correctamente, pero es necesario que los utilice un operador capacitado para garantizar resultados confiables. La Dirección 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 monitorización de radiación. - Junta Nacional de Protección Radiológica - Reino Unido, mayo de 2001.