Fundamentos

Fundamentos de Física Médica
Volumen 1. Medida de la radiación
3.5.1. Dosímetros de diodo de silicio
El dosímetro de diodo de silicio es un diodo de unión p–n. Estos diodos se
fabrican tomando una base o sustrato de tipo n o tipo p y dopando una región
de la superficie para obtener en dicha zona el tipo contrario (véase la figura 8).
Los diodos se denominan como p o n dependiendo del tipo de base utilizado.
Ambos tipos de diodos se pueden encontrar en sistemas comerciales pero
los de tipo p presentan menos dependencia con la irradiación acumulada.
Como esta dependencia disminuye con la dosis absorbida acumulada, algunos
de estos sistemas se suministran con los dosímetros previamente irradiados.
El funcionamiento de estos dosímetros es el siguiente. La radiación produce
pares electrón–hueco en todo el diodo, en particular también en la zona de
unión o de carga espacial, donde existe ausencia de portadores mayoritarios.
Las cargas producidas en esta zona, son capaces de cruzarla bajo el efecto del
campo eléctrico existente en esta zona. Polarizando la zona p negativamente
respecto de la zona n de manera adecuada, puede lograrse que la zona de
carga espacial se extienda y que los tiempos de colección sean suficientemente
reducidos como para minimizar la recombinación de pares electrón–hueco.
Como se ha visto, el diodo trabaja en este caso en polarización inversa. También
pueden ser utilizados sin polarización externa, para reducir las corrientes de fugas;
en este caso el potencial aplicado sobre los portadores es el intrínseco del
diodo en la zona de unión.
Zona P
Zona N
Ánodo (Metal)
Zona de Unión
Cátado (Metal)
Figura 8. Esquema de un detector de diodo.
Este tipo de diodos son, por ejemplo, utilizados en sistemas de dosimetría
en vivo en radioterapia externa. Están encapsulados con un material y espesor
másico adecuado para conseguir equilibrio electrónico, que por tanto depende
de la naturaleza de la radiación, fotones o electrones, y del rango de energía
a medir, por lo que existen diodos específicos para cada caso. No obstante, se
debe verificar que su encapsulado es adecuado a la radiación que se pretende
medir y que no presentan excesiva dependencia con el tamaño de campo o
bien corregir dicha dependencia. Para su utilización es necesario efectuar una
calibración cuidadosa, que tenga en cuenta diversos factores, en función de la
fiabilidad que se requiera. Debido a la variación de su respuesta con la dosis
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