Versión de HTML Básico
Cristal de centelleo sólido de NaI(Tl).
Espectrometría gamma
- Es un detector apto para
determinar la actividad de nucleídos que emiten
fotones gamma y/o X con buena eficiencia,
permitiendo además estimar la energía de dichos
fotones con regular precisión.
El detector
generalmente es un cristal de NaI activado con
Talio para acelerar la desexcitación de los
electrones del cristal y disminuir así la duración de
los pulsos [NaI(Tl)]. En la práctica los fotones
gamma emitidos por nucleídos empleados en
preparaciones radiofarmacéuticas generalmente
interactúan por efecto fotoeléctrico y Compton. ‘En
el primero el fotón entrega toda su energía a un
electrón orbital, arrancándolo de su órbita. Este
electrón a su vez excita a los electrones del cristal
de centelleo, los que al desexcitarse emiten fotones
visibles o del ultravioleta cercano, que inciden en el
fotocátodo de un fotomultiplicador que amplifica el
electrón primario producido en el fotocátodo. Una
vez amplificado el pulso, su altura es proporcional a
la energía del fotón gamma incidente. El factor de
proporcionalidad depende únicamente de las
condiciones electrónicas del espectrómetro y, en
condiciones apropiadas, se mantiene constante en
función del tiempo. Por lo tanto, la forma del
espectro de altura de pulsos y la eficiencia de
detección deben mantenerse constantes en función
del tiempo. La proporcionalidad entre la altura del
pulso debido al efecto fotoeléctrico y la energía del
fotón debe controlarse mediante la calibración de
energías, realizando un gráfico de la energía de los
fotones gamma determinados en función de la base
del discriminador en la que se observa la máxima
actividad del pico producido por esta interacción.
Sin embargo, en dicho pico se integran además los
fotones de retrodispersión (ver más abajo), y los
fotones de aniquilación cuando el radionucleído
emite partículas beta positivas y/o emite fotones de
suficiente energía como para formar pares electrón-
positrón. Por este motivo el pico producido por
todos estos efectos se denomina pico de energía
plena (PEP). El mencionado control debe realizarse
con la frecuencia establecida por la Autoridad
Nuclear pertinente. De la misma manera debe
controlarse periódicamente la eficiencia de
medición con patrones apropiados y el
cumplimiento de la prueba del
;
2
Dado que los fotones provenientes de una
desintegración dada poseen la misma energía, la
altura de los pulsos provenientes de la interacción
de los fotones gamma por efecto fotoeléctrico
tendrán aproximadamente la misma altura, con una
distribución estadística más o menos precisa que
depende de varios factores, entre ellos el tamaño del
cristal. Estos pulsos provenientes de la interacción
de fotones por efecto fotoeléctrico generalmente
forman, junto con lo ya mencionado anteriormente,
el PEP, cuyo ancho a mitad de altura se define
como resolución. Si dicha resolución es razonable,
es posible estimar con alguna precisión la energía
de los fotones gamma o X emitidos por el
radionucleído.
.
En la interacción Compton un fotón incide en un
electrón, de dicha interacción resulta un fotón de
menor energía y diferente dirección de propagación,
el electrón adquiere el resto de energía. La energía
transferida es variable por lo que los electrones
Compton tendrán una distribución continua de
energía y el espectro de altura de pulsos también lo
será. En el espectro de altura de pulsos aparecerá
también un pico de retrodispersión, originado por la
interacción Compton del fotón gamma con el
entorno. En el caso de los emisores de positrones
se observará un efecto fotoeléctrico correspondiente
a 511 keV.
La determinación de la altura de los pulsos
detectados se puede realizar mediante un
discriminador espectrométrico, cuya función
consiste en dejar pasar solamente aquellos pulsos
cuya altura está comprendida entre un valor base
(base del discriminador) y un valor techo. La
diferencia de tensión entre la base y el techo del
discriminador se denomina ancho de ventana o
canal. Cuando este canal es muy pequeño y deja
pasar los pulsos cuya altura está comprendida por
ej., entre un valor dado y un 1 % del discriminador
total, el número de pulsos por segundo registrado en
cada canal será un espectro de altura de pulsos y
permitirá determinar la ubicación del fotopico, la de
la distribución Compton y la del pico de
retrodispersión.
Sin embargo, cuando el
espectrómetro de centelleo sólido se emplea para
medir el número de pulsos por segundo en
condiciones óptimas de eficiencia, se debe abrir el
canal o ventana de forma tal que abarque por ej., la
totalidad del pico de energía plena.
Otra
posibilidad consiste en eliminar el techo y efectuar
la determinación con un espectrómetro simple, en
cuyo caso, si bien puede aumentar algo la
eficiencia, en general suele disminuir la cifra de
mérito. La altura de pulsos también se puede
analizar con un convertidor analógico digital
asociado a un espectrómetro multicanal.
En los casos en que la energía de los fotones de
una probable impureza radionucleídica es mucho
mayor que la de los fotones del radionucleído de
interés, la espectrometría gamma con un cristal de
NaI(Tl) permite su detección con una razonable
probabilidad.
Detectores de semiconductores
- Son detectores
de estado sólido para la detección de partículas y