Contaminacin radiactiva de materiales. Su medida con detectores de Ge

Rodrigo Calvo MembibreGrupo 5365

Tcnicas experimentales IIIEn este seminario se nos expusieron distintos detectores de radiacin (en su mayora rayos csmicos) y la manera en que estos miden dichas radiaciones.Se empez haciendo una diferenciacin entre los isotopos primordiales y no primordiales. Los isotopos primordiales son aquellos isotopos que se encuentran en la tierra y que han existido desde antes de la formacin de la misma de los cuales hay una gran cantidad estables y otros tantos inestables. Existen otro tipos de isotopos no primordiales que son producidos de distintas formas (rayos csmicos, isotopos cosmogenicos).Se explic tambin que existen varios tipos de desintegraciones: y . Dado que lo que se pretende en un detector de radiacin es medir determinados tipos de la misma, es necesario conocer los productos de las desintegraciones que puedan enmascarar las mediciones.Uno de los detectores de partculas ms importantes es el Super-Kamiokande, situado en Japn a 1000 m bajo Tierra y relleno de alrededor de 5000 toneladas de agua pura.Los detectores que utiliza este detector se basan en la radiacin de Cherenkov. Las partculas emiten radiacin electromagntica que en un determinado medio se propagara a una velocidad c/n. Si la velocidad de la partcula supera la de la radiacin emitida entonces tenemos radiacin Cherenkov.Gracias a este detector se ha conseguido evidenciar por ejemplo que los neutrinos tienen masa mediante la medicin de neutrinos atmosfricos.Las mediciones principales de este detector son las de rayos csmicos, neutrinos procedentes principalmente del Sol. Sera lgico pensar que tienen que llegar el mismo nmero de neutrinos de un lado que de otro pero este hecho no es as, debido principalmente a que los neutrinos que han atravesado la Tierra y han oscilado.No solo nos llegan neutrinos provenientes del sol tambin pueden llegar de desintegraciones atmosfricas, de reactores nucleares o incluso de supernovas exteriores a nuestro sistema solar.Existe un problema a la hora de realizar una medicin en detectores como el Super-Kamiokande y es la diferenciacin entre neutrinos y antineutrinos, pues sus interacciones son muy parecidas y la energa que midan los detectores de su radiacin va a ser la misma.La solucin a este problema es la disolucin de Gadolinio a pequeas cantidades en el tanque de agua del Super-Kamiokande (hay que tener que las cantidades presentes de este material en el agua tienen que ser mnimas pues esta tiene que ser lo ms pura posible para que los neutrinos puedan interaccionar).El Gadolinio recoge los neutrones diferenciables entre las reacciones de antineutrinos que a su vez emitir una energa distinta. Si se es capaz de diferenciar en los que se produce cada reaccin entonces sabrs si la energa medida en un principio es correspondiente a un neutrino o a un antineutrino.Los materiales del equipo tienen cadenas de desintegracin radioactiva que enmascaran las medidas. Estas cadenas de desintegracin son medidas con detectores de Germanio.El germanio es un material semiconductor que se coloca en una cavidad cilndrica y se enfra a muy bajas temperaturas para aumentar su conductividad. Al entrar los fotones procedentes de la radiacin en esta cavidad crea un par electrn-hueco. Los electrones fluyen en una direccin y las vacantes en la otra. El nmero final de electrones recogidos pueden crear un pulso electrnico cuya amplitud es proporcional a la energa de la radiacin.