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PROTEÇÃO RADIOLÓGICA

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:: PROTEÇÃO RADIOLÓGICA 
 
:: Detectores à Cintilação 
O processo fundamental de interação num detetor a cintilação é a fluorescência e que, aliás, 
foi o processo usado na detecção de partículas alfa por Rutherford no estudo da estrutura 
atômica. Devido às dificuldades no registro das partículas, tal sistema foi deixado de lado para 
dar lugar aos detectores gasosos até o advento das válvulas fotomultiplicadoras em 1947 
(Figura 1). 
Uma fotomultiplicadora é, basicamente, um tubo de vidro com vácuo com uma das 
extremidades plana. Desde que a perda de fótons deve ser minimizada, o cristal cintilador 
deve ser acoplado opticamente à superfície da fotomultiplicadora. A transformação do fóton 
de cintilação em pulso elétrico é feita no fotocatodo que é, basicamente, uma célula 
fotoelétrica. A característica do material usado no fotocatodo é que sua função trabalho é 
muito baixa, isto é, a energia requerida para liberar um elétron é muito baixa. Os elétrons são 
assim liberados por efeito fotoelétrico quando fótons de luz visível ou ultra-violeta atingem o 
fotocatodo, embora sua eficiência seja baixa, com somente um elétron emitido para cada 10 
fótons incidentes. tem a propriedade de emitir elétrons 
O número de elétrons produzidos originalmente pelos fótons no fotocatodo é, então, 
multiplicado por um sistema de eletrodos constituído de suma série de placas intermediárias 
que recebem o nome de “dinodos”, mantidas a uma diferença de potencia de cerca de 100 V 
em relação às placas vizinhas. O número de “dinodos” não é necessariamente o mesmo para 
as diversas válvulas fabricadas comercialmente. Esses “dinodos” são revestidos por uma liga 
metálica (Ag-Mg, por exemplo) que tem a capacidade de vários elétrons para cada elétron 
incidente. Se cada dinodo liberar 4 elétrons por elétrons incidente, por exemplo, uma 
fotomultiplicadoras com 12 dinodos e sujeita a uma diferença de potencial total de 1200 V 
(100 V por dinodo) irá amplificar o sinal do fotocado em 412 0u 107 vezes. Assim, com uma 
pequena cintilação inicial no fotocatodo, a fotomultiplicador originam centenas elétrons que 
irão produzir um pulso de corrente a ser contabilizado pelo sistema de contagem. 
Portanto, com o advento das fotomultiplicadoras, foi possível a utilização do detetor a 
cintilação com a vantagem da correspondência entre a energia do fóton incidente e o pulso 
produzido na fotomultiplicadora, o que permite a discriminação de fótons de energias 
diferentes. 
Os cintiladores apresentam-se sob forma sólida (cristalina ou plástica), líquida e, raramente, 
gasosa. São os detectores de radiação gama e X de maior eficiência, podendo ainda ser 
utilizados para detectar radiação alfa, beta, prótons e, em casos especiais, nêutrons. 
Os detectores a cintilação são sensíveis a variações de tensão na fotomultiplicadora, 
necessitando de equipamento eletrônico mais estável e, portanto, mais caro. A resposta desse 
tipo de detetor varia fortemente com a energia da radiação incidente. 
 
Figura 1: Elementos principais de uma fotomultiplicadora acoplada a um cristal de cintilação 
para detecção de radiação. 
Cintilador Sólido 
O cintilador sólido é geralmente o iodeto de sódio dopado com 0,1% de tálio (NaI:Tl) 
encerrado em um recipiente de alumínio hermeticamente isolado do meio ambiente, devido à 
sua propriedade higroscópica. 
As armadilhas geradas pelo tálio na rede de NaI estão 3 eV acima da banda de valência de 
modo que o fóton emitido está na faixa do espectro visível. O detetor é projetado e construído 
para otimizar a geração de luz. Note-se que, embora o número de fótons produzidos seja 
função da energia transferida pela radiação incidente, a energia dos fótons depende apenas 
dos níveis de energia no cristal de cintilação. 
Os cristais de cintilação são confeccionados na forma de um poço, para permitir maior 
eficiência geométrica nas contagens de líquidos. Além desses, existem cristais em forma de 
cilindro reto, que recebem o nome de cintiladores planos. 
Cintilador Líquido 
As partículas beta são relativamente de baixa energia, portanto, têm baixo poder de 
penetração e, conseqüentemente, os detectores de cintilação sólidos não conseguem detectá-
las, já que são elas retidas no invólucro de alumínio que protege o cristal. Para que ocorra a 
detecção, devem ser empregados detectores de cintilação líquidos, isto é, cintiladores nos 
quais a substância cintiladora é líquida. 
Nesse tipo de cintilador, a fonte beta é colocada no interior do líquido que funciona como 
detetor. As partículas emitidas pela amostra produzirão cintilação no líquido, que é visualizada 
pelas fotomultiplicadoras, transformando-se em pulsos elétricos. 
Em 1960, Reynolds e Kaimann usaram soluções fluorescentes em solventes aromáticos 
(compostos orgânicos) como detetor e no qual diluíram diretamente a amostra radioativa. 
Desse modo, conseguiram uma elevada eficiência na contagem da radiação emitida pela 
amostra, pois uma grande percentagem da radiação emitida produz cintilação diretamente no 
líquido. Além disso, a geometria obtida é ideal, ou seja, 4p sr, já que o detetor visualiza a 
amostra de todos os ângulos possíveis. 
O líquido cintilador é constituído de uma substância fluorescente (soluto primário) dissolvida 
num solvente orgânico que é o solvente primário. A energia da radiação emitida pela amostra 
é transferida apenas ao solvente, pois sabemos experimentalmente que a que é transferida ao 
soluto é praticamente desprezível. Por outro lado, a energia adquirida pelo solvente é 
transferida às moléculas do soluto primário que, desse modo, sofrem excitação e emitem um 
fóton de comprimento de onda na região do ultra-violeta quando retornam ao estado original. 
É possível adicionar um soluto secundário para absorver essa luz e reemiti-la com um 
comprimento de onda maior (4.000 a 5.000 ângstrons) com a finalidade de ajustá-la à 
sensibilidade da fotomultiplicadora. 
São utilizados cristais de antraceno e de estilbeno (orgânicos) e, também, materiais plásticos 
como monômero de estireno com substância cintiladora orgânica e que podem ser 
empregados também para a detecção gama, embora com perda de eficiência.

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