Un detector de radiación es un instrumento utilizado para medir diversas formas de radiación, como la que producen sustancias con partículas de alta energía, por ejemplo, la desintegración de materiales en centrales nucleares, los rayos cósmicos del espacio y las reacciones en aceleradores de partículas.
Los detectores son útiles en lugares de trabajo con mucha radiación y en los hogares. Al utilizarlos, las personas pueden saber en todo momento cuánta radiación hay a su alrededor.
¿Dónde y cuándo se necesitan detectores de radiación?
Saber qué tipos de sensores utilizar implica entender dónde y cómo se usarán. Las distintas aplicaciones y entornos requieren diferentes tipos de sensores, ya que cada detector está especializado para una aplicación específica. Las aplicaciones de los instrumentos de detección pueden dividirse en tres categorías principales: medición del flujo de radiación, protección y búsqueda.
Los dispositivos de medición de radiación están diseñados para situaciones en las que se sabe que hay materiales radiactivos que deben vigilarse. El objetivo de este tipo de detección es conocer la intensidad del campo radiactivo existente, los límites de la zona de radiación o la propagación de la contaminación radiactiva. Se trata de lugares donde se espera que haya radiación o donde se considera probable su presencia. Los requisitos de los detectores en estas situaciones son específicos y, a menudo, exigen rangos de medición relativamente mayores o modificaciones especiales para detectar un tipo concreto de radiación.
La protección es similar a las tareas de medición porque se lleva a cabo en entornos donde se espera que haya emisiones. Sin embargo, el objetivo es distinto: en las mediciones, se busca vigilar la radiactividad, mientras que en la protección se busca vigilar los efectos de la radiación en las personas. La dosimetría de radiación es el ejemplo más común. El personal médico, los trabajadores nucleares y muchas otras personas expuestas a riesgos laborales en todo el mundo llevan dosímetros personales. Su importancia radica en que protegen de los efectos nocivos de la exposición a la radiación mediante la concienciación: se informa a los usuarios de cuánta radiación han recibido y de cómo puede afectar a su salud, para que puedan cambiar su comportamiento o su horario de trabajo.
¿Cómo se detecta la radiación?
La detección se lleva a cabo utilizando diversos instrumentos. El tipo de detector de emisiones más común es el tubo Geiger-Müller (GM), también conocido como contador Geiger.
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Los primeros detectores de radiación
Las aplicaciones de los detectores de radiación se inventaron en el siglo XVII, cuando se describió por primera vez el fenómeno de la termoluminiscencia.
El siglo XVIII trajo consigo la invención del electroscopio de hojas de oro, y la fotografía apareció a principios del siglo XIX. Sin embargo, el descubrimiento de lo que hoy se conoce como ciencia de la radiación tuvo lugar a finales del siglo XIX.
En diciembre de 1895, el descubrimiento de los rayos X por parte de Roentgen marcó el inicio de la evolución de los detectores de radiación, allanando el camino para el desarrollo de sensores modernos. Los inventos de Becquerel, Pierre y Marie Curie contribuyeron significativamente a esta ciencia.
En 1903, Crookes inventó el espintariscopio, el primer instrumento capaz de detectar rayos individuales.
Sin embargo, los científicos alemanes Hans Wilhelm Geiger y Walter Müller son considerados pioneros de los instrumentos modernos para detectar materiales radiactivos.
Geiger y el científico británico Ernest Rutherford presentaron en 1911 el primer dispositivo eficaz para detectar partículas alfa individuales. Después, Geiger trabajó con su estudiante de posgrado Walter Müller para mejorar el sistema.
En comparación con el contador Geiger original, el contador Geiger-Müller es más fiable, eficiente, portátil y sensible. También puede detectar distintos tipos de ionización.
Entre los primeros dispositivos de detección también se encuentra la cámara de Wilson, inventada por C.T.R. Wilson en 1911. Esta cámara se convirtió en una herramienta de investigación eficaz, utilizada en numerosos descubrimientos entre 1923 y 1930.
¿Cómo han cambiado los detectores de radiación? Desde entonces, la historia del desarrollo de los instrumentos de detección ha seguido avanzando. Lagsdorf creó la cámara de niebla continua en 1939. Las cámaras de burbujas se popularizaron en la década de 1950, seguidas por las cámaras de chispas en la década de 1960.
La llegada de los sensores electrónicos está asociada con la invención del transistor en 1947. La mayoría de los tipos modernos de detectores de radiación utilizan calorímetros. Los sistemas modernos también pueden medir la carga, el momento, el espín y otras características de las partículas.
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