Manual del Participante PROTECCIÓN RADIOLÓGICA ... - Cenapred

Manual del Participante 

PROTECCIÓN RADIOLÓGICA PARA 

INSTRUCTORES DEL PERE 

PARTE II 

Elaborado por: 

Plan de Emergencia Radiológica Externo 

28ª enmienda

CENTRO NACIONAL DE PREVENCIÓN DE DESASTRES 

Dirección de Capacitación / Departamento de Capacitación del PERE 

CONTENIDO 

4 DETECCIÓN Y MEDICIÓN DE LA RADIACIÓN IONIZANTE 

4.1 Métodos de detección de la radiación ionizante 3 

4.2 Tipos de detectores de radiación 4 

4.2.1 Detectores de Ionización de gases 5 

4.2.1.1 Calibración de Detectores 9 

4.2.1.2 Tiempo Muerto de un Detector 11 

4.2.2 Detectores De Centelleo 12 

4.2.2.1 Proceso de Centelleo 14 

4.2.3 Detectores de neutrones 15 

4.2.4 Dosímetros termoluminiscentes 17 

4.2.5 Dosímetros de película fotográfica 19 

4.3 Detectores fijos y portátiles utilizados en el PERE 20 

4.3.1 Componentes básicos de un detector 21 

4.3.2 Criterios generales para la selección de un detector 21 

4.3.3 Manejo y uso de los monitores portátiles 25 

4.3.4 Condiciones para la medición de radiación alfa, beta y gamma 26 

Formación de Instructores del PERE Protección Radiológica para Instructores del PERE - Parte II 2

4 Detección y medición de la Radiación ionizante 



Debido a que la radiación ionizante no es perceptible por los sentidos (no se siente, no tiene olor, no 

se ve), es necesario valerse de instrumentos apropiados para detectar su presencia. Asimismo, 

interesan su intensidad, su energía, o cualquier otra propiedad que ayude a evaluar sus efectos. Se 

han desarrollado muchos tipos de detectores de radiación, algunos de los cuales se describirán en 

este módulo. Cada clase de detector es sensible a cierto tipo de radiación y a cierto intervalo de 

energía. Así pues, es muy importante seleccionar el detector adecuado a la radiación que se 

desea medir. El no hacerlo puede conducir a errores graves. 

El diseño de los detectores está basado en el conocimiento de la interacción de las radiaciones con la 

materia. Como ya sabemos, las radiaciones depositan energía en los materiales, principalmente a 

través de la ionización y excitación de sus átomos. Además, puede haber emisión de luz, cambio de 

temperatura, o efectos químicos, todo lo cual puede ser un indicador de la presencia de radiación. A 

continuación se describirán los detectores más comunes en las aplicaciones de la radiación, como 

son los de ionización de gas y los de centelleo. 

Los detectores son transductores de energía: transforma la energía de la radiación ionizante en otro 

tipo de energía que podemos cuantificar fácilmente, por ejemplo en pulsos eléctricos, emisiones de 

luz y cambios de propiedades en los materiales tales como el color. 

4.1 Métodos de detección de la radiación ionizante 

Para caracterizar un campo de radiación ionizante es necesario conocer: 

• El tipo de radiación (rayos X, radiación α, radiación β, radiación γ, o neutrones). 

• La energía de la radiación 

• La intensidad ( fotones cm -2 . s -1 , partículas cm -2 . s -1 ). 

Ninguno de los sentidos humanos detecta la radiación ionizante. Por ello se deben utilizar métodos 

indirectos para detectar y medir la radiación, basados en la ionización y en la excitación de los 

átomos y las moléculas. 


Los métodos de detección de radiación ionizante más empleados son: 

a) Ionización de gases 

• Ionización de gases 

• Centelleo de sustancias 

• Termoluminiscencia (dosimetria) 

• Película fotográfica (dosimetria) 



− El paso de la radiación ionizante (partículas o fotones) en un gas, produce pares 

iónicos (electrón-ión). 

− Las partículas α y β producen ionización directamente, al interaccionar con los electrones 

orbitales y sacarlos de los átomos. 

− Los fotones (radiación gamma y rayos X) producen ionización directamente por los 

efectos denominados: fotoeléctrico y Compton. Radiación indirectamente ionizante. 

− Los neutrones producen ionización indirectamente. Al interaccionar con la materia se 

generan partículas cargadas, las cuales ionizan al interaccionar con los electrones 

orbitales y sacarlos de los átomos. Radiación indirectamente ionizante. 

b) Centelleo de sustancias 

− El proceso de centelleo consiste en la emisión de radiación electromagnética (fotones de 

luz visible o ultravioleta) por sustancias que se desexcitan espontáneamente. 

− Las moléculas de una sustancia pueden excitarse por la absorción de energía de la 

radiación incidente. 

c) Termoluminiscencia 

− La termoluminiscencia consiste en la emisión de luz por cristales, cuando se calientan, 

debido a la liberación de electrones que estaban atrapados en las imperfecciones 

(trampas) de la estructura cristalina. 

− Los electrones atrapados fueron producidos en la ionización de los átomos por la 

radiación incidente. 

d) Película fotográfica 

− La radiación incidente en la emulsión fotosensible produce una reacción química en el 

bromuro de plata, cuyo resultado es el oscurecimiento de la película. 


4.2 Tipos de detectores de radiación 

4.2.1 Detectores de Ionización de gases 



El principio fundamental de estos detectores es la recolección de los electrones e iones que se 

producen en la ionización de un gas por la interacción de la radiación con las moléculas del gas. 

Debido a la producción de iones en la cámara, el gas se convierte en conductor eléctrico. Los iones 

que resultan del paso de una partícula en la cámara, producen un pulso de voltaje de magnitud. 

Dependiendo del voltaje aplicado, los detectores gaseosos se clasifican en: 

• Cámaras de ionización 

• Proporcionales 

• Geiger Müller (GM) 

Como su nombre lo indica, estos detectores constan de un gas encerrado en un recipiente de 

paredes tan delgadas como sea posible para no interferir con la radiación incidente. Los iones 

positivos y negativos (electrones), producidos por la radiación dentro del gas, se recogen 

directamente en un par de electrodos a los que se aplica un alto voltaje. 

La corriente eléctrica así inducida, en general es en forma de pulsos de corta duración; estos pulsos 

son contados directamente, o activan un medidor de corriente, o pueden ser conectados a una 

bocina. Esta medida de ionización puede transformarse directamente a unidades de exposición 

(Roentgens). 

Funcionamiento de un detector gaseoso. Los iones y electrones producidos en el gas por la radiación son 

colectados en el ánodo y el cátodo. 




Debido a la baja densidad de un gas (comparado con un sólido), los detectores gaseosos tienen baja 

eficiencia para detectar rayos X o gamma (típicamente del orden del 1%) pero detectan 

prácticamente todas las alfas o betas que logran traspasar las paredes del recipiente. En un 

detector gaseoso puede usarse cualquier gas (incluso aire). Normalmente se usa una mezcla de un 

gas inerte (por ejemplo, argón) con un gas orgánico; el primero ayuda a impedir la degradación y el 

segundo cede fácilmente electrones para recuperar las condiciones iniciales después de una 

descarga. Cada gas tiene diferente energía de ionización (energía necesaria para producir una 

ionización); para las mezclas más comunes éste es de alrededor de 34 eV. 

La geometría más usada para contadores gaseosos es de un cilindro metálico con un alambre 

central. Se aplica un alto voltaje positivo al alambre, convirtiéndose éste en ánodo y el cilindro en 

cátodo. Entonces los electrones se dirigen al alambre y los iones positivos al cilindro. La velocidad 

de los electrones es mayor que la de los iones. 

Detector gaseoso 

Cuando la radiación produce un cierto número de pares de iones, éstos se dirigen a los electrodos 

correspondientes gracias a la aplicación de un alto voltaje. Sin el alto voltaje apropiado, el detector no 

funciona o puede dar lecturas erróneas. En su trayecto hacia los electrodos, los iones y electrones 

son acelerados por el campo eléctrico, y pueden a su vez producir nuevas ionizaciones, o bien 

pueden recombinarse (neutralizarse). La magnitud de estos efectos depende del tipo de gas, del 

voltaje aplicado y del tamaño del detector. Los diferentes detectores gaseosos (cámara de ionización, 

proporcionales y Geiger-Müller) se distinguen por su operación en diferentes regiones de voltaje. La 

siguiente figura muestra estas regiones para un detector típico; se grafica el número de iones 

colectados en los electrodos contra el voltaje aplicado, para partículas alfa y beta respectivamente. 




Regiones de operación de un detector gaseoso 

En la región I (de recombinación) el voltaje es tan bajo que la aceleración que adquieren los iones y 

electrones es pequeña, dando lugar a una alta probabilidad de que se recombinen. Por el peligro de 

perder información, esta región normalmente no se usa. 

En la región II, el número de iones colectados no cambia si se aumenta el voltaje. Se recogen en los 

electrodos esencialmente todos los iones primarios; es decir, no hay ni recombinación ni ionización 

secundaria. Por esta razón, el tamaño del pulso depende de la ionización primaria y, por lo tanto, de 

la energía depositada por cada radiación. Se llama región de cámara de ionización y se usa para 

medir la energía de la radiación, además de indicar su presencia. En general, la corriente generada 

en estas cámaras es tan pequeña que se requiere de un circuito electrónico amplificador muy 

sensible para medirla. 

En la región III, llamada proporcional, la carga colectada aumenta al incrementarse el voltaje. Esto se 

debe a que los iones iniciales (primarios) se aceleran dentro del campo eléctrico pudiendo, a su vez, 

crear nuevos pares de iones. Si uno sube el voltaje, la producción cada vez mayor de ionización 

secundaria da lugar a un efecto de multiplicación. Los pulsos producidos son mayores que en la 

región anterior, pero se conserva la dependencia en la energía de las radiaciones. 

Aumentando aún más el voltaje, se llega a la región IV, llamada de proporcionalidad limitada, que por 

su inestabilidad es poco útil en la práctica. 




Si se sigue aumentándose el voltaje, se llega a la región V, llamada Geiger-Müller. En esta región la 

ionización secundaria y la multiplicación son tan intensas que se logra una verdadera avalancha de 

cargas en cada pulso (ver la siguiente figura). Los pulsos son grandes por la gran cantidad de iones 

colectados, pero se pierde la dependencia en la ionización primaria. 

Avalanchas producidas en un detector Geiger-Müller 

Los detectores Geiger-Müller (o sencillamente contadores Geiger) que operan en esta región son 

indicadores de la presencia de radiación, pero no pueden medir su energía. Son los más usados 

porque son fáciles de operar, soportan trabajo pesado, son de construcción sencilla y se pueden 

incorporar a un monitor portátil. Generalmente operan con voltaje de alrededor de 700 a 800 V, pero 

esto puede variar según el diseño de cada detector. 

Si se incrementa el voltaje aún más, se obtiene una descarga continua (región VI), no útil para el 

conteo. 

A) Cámara de ionización 

A bajos voltajes, los iones son colectados en el cátodo antes de que una fracción significativa pueda 

recombinarse, sin acelerarlos lo suficiente para producir ionización secundaria por colisiones. El 

número de electrones colectados en el ánodo será el número producido por la radiación ionizante 




primaria. La altura del pulso de voltaje será independiente del voltaje y dependerá solamente del 

número de iones producidos por la radiación ionizante primaria. (Ver región “cámara de ionización”). 

La región de “cámara de ionización” es definida como el intervalo de voltaje en el cual no se presenta 

multiplicación de iones debida a ionización secundaria y el factor de multiplicación es igual a 1. 

B) Detector Proporcional 

Si se incrementa el voltaje aplicado al detector, se llega a un valor donde se producen electrones 

secundarios por colisión de los iones producidos inicialmente, lo cual da como resultado una mayor 

altura del pulso. 

La multiplicación de iones en el gas (avalancha) se produce en la vecindad de la ionización primaria. 

El incremento del voltaje causa que la avalancha aumente en tamaño alrededor del ánodo. Como la 

altura del pulso depende del número de electrones colectados en el ánodo, la altura es proporcional 

al voltaje aplicado, de donde se origina el nombre de contador proporcional. 

C) Detector Geiger Müller 

Si se continúa incrementando el voltaje, la avalancha se extiende a lo largo de la longitud completa 

del ánodo y se inicia la región denominada Geiger. En este punto, el tamaño de todos los pulsos es el 

mismo, independientemente de la radiación ionizante primaria, por lo que no es posible distinguir 

entre los diferentes tipos de radiación. Un detector GM tiene también un intervalo amplio de voltajes 

de operación en el cual la rapidez de conteo es aproximadamente independiente del voltaje. 

4.2.1.1 Calibración de Detectores 

No todas las radiaciones que llegan a un detector producen un pulso. La eficiencia de un detector 

está dada por la relación entre la cantidad de radiaciones que detecta y el la cantidad incidente. Una 

eficiencia de 100% implica que todas las radiaciones que llegan son detectadas. En cambio una 

eficiencia de 1%, por ejemplo, significa que de cada 100 radiaciones que recibe, cuenta sólo una. Es 

importante conocer la eficiencia de cualquier detector (calibrarlo) para tomarla en cuenta al calcular la 

dosis recibida. 




Hay varias circunstancias que afectan la eficiencia de un detector. Una de ellas es el tipo y la energía 

de la radiación. Las eficiencias relativas de un detector para alfas, betas, gammas o neutrones son 

muy diferentes, debido a los diferentes mecanismos de interacción de cada uno de ellos con la 

materia (ya sea el material del detector o de su envoltura). Consideremos la eficiencia de un contador 

Geiger para radiación externa. Las partículas alfa no logran traspasar las paredes del recipiente, así 

que su eficiencia es cero. Las betas, en cambio, serán contadas en la medida en que puedan 

atravesar las paredes del recipiente; si éstas son delgadas podrá detectar la mayoría que le lleguen. 

Los rayos X y gamma en general pueden atravesar las paredes, pero la probabilidad de que ionicen 

el gas es pequeña por su baja densidad; sin embargo, esto no impide su uso en términos generales. 

Para detectar neutrones los contadores Geiger convencionales no sirven. 

La energía de las radiaciones incidentes es otro parámetro que afecta la eficiencia de un detector. 

Para empezar, la energía de partículas alfa o beta determina si éstas son capaces de cruzar la 

envoltura y ser contadas. En el caso de rayos X o gamma, el poder de ionización depende del 

coeficiente de absorción. Este depende de la energía de los fotones, y en general es muy grande 

para bajas energías, así que es de esperarse que los contadores en general tengan mayor eficiencia 

con bajas energías de rayos X o gamma. 

El material del detector afecta su eficiencia, principalmente por su densidad. Los detectores sólidos 

son más eficientes que los gaseosos porque hay más materia que ionizar. Además, en los gaseosos 

la presión del gas determina la eficiencia. También el tamaño de un detector es determinante para su 

eficiencia, porque en un detector grande hay más materia que ionizar, además de que es más difícil 

que la radiación se escape. 

El efecto producido en el detector y la manera como éste se pone en evidencia son importantes para 

su eficiencia. El efecto puede ser ionización (como en los detectores gaseosos), producción de luz, 

excitación atómica o reacción química. Cualquiera que sea el efecto en un detector dado, éste se 

tiene que medir de alguna manera. Si es ionización, se puede medir con un circuito electrónico 

apropiado. Si es destello luminoso, se necesita una celda fotoeléctrica sensible. Si es reacción 

química, se identifica el nuevo compuesto, por ejemplo, por su cambio de color. 

Finalmente, el aparato asociado desempeña un papel importante, por ejemplo, el circuito electrónico y 

el indicador de corriente en los detectores gaseosos. El acoplamiento eléctrico del detector al circuito, 




el nivel de discriminación para eliminar ruido electrónico, los valores y la precisión de los voltajes 

empleados, la magnitud de amplificación de los pulsos, la sensibilidad del indicador de carátula, la 

precisión de las escalas del indicador, son factores que afectan la eficiencia de conteo. Además, es 

importante señalar que la eficiencia debe referirse a la combinación detector-circuito-indicador, y no 

sólo a una parte. 

Los monitores de radiación y los dosímetros dan lecturas en unidades de exposición, de dosis 

absorbida o de dosis equivalente. Los pulsos que produce el detector se tienen que transformar a 

estas unidades. Lo mismo puede decirse del ennegrecimiento de una película o del cambio de color 

de una solución. Siempre hay lugar a error en las lecturas debido a los procesos descritos. Los 

fabricantes generalmente calibran sus aparatos por comparación con fuentes de 

características conocidas (patrones), y recomiendan cómo se deben usar y cómo se pueden 

garantizar lecturas correctas. Además, algunas de sus características van cambiando con el tiempo, 

así que se deben verificar periódicamente. 

Todo instrumento de medición requiere ser calibrado para poder tener confianza en sus lecturas, es 

muy peligroso tener un monitor que no esté calibrado y no percatarse de ello, por eso los organismos 

reguladores exigen que se calibren al menos cada año. La calibración puede definirse como el 

conjunto de operaciones, realizadas bajo condiciones específicas, para establecer la relación entre 

los valores indicados por el instrumento y los valores conocidos (convencionalmente verdaderos) de 

una magnitud, normalmente implica el ajuste de los controles internos del instrumento para que 

produzca una lectura igual al valor considerado verdadero, en todo su intervalo de medición, de no 

lograrse el ajuste, se determinan los factores de calibración correspondientes que servirán para 

correlacionar las lecturas del instrumento con los valores considerados verdaderos. 


4.2.1.2 Tiempo Muerto de un Detector 



El pulso eléctrico producido en un detector Geiger tiene una forma característica que se muestra en la 

figura siguiente, que es una gráfica del voltaje en el ánodo contra el tiempo. 

Forma característica de los pulsos eléctricos provenientes de un detector Geiger Muller 

Lo primero que sucede es que los electrones producidos en la ionización, por ser muy veloces, llegan 

rápidamente al ánodo (+), provocando una caída brusca de su voltaje en una fracción de 

microsegundo. Los iones positivos se mueven más lentamente, tardando cientos de microsegundos 

en llegar al cátodo para restablecer las condiciones iniciales. Durante este tiempo, llamado tiempo 

muerto del detector, éste no puede producir nuevos pulsos. 

El tiempo muerto del detector (tm) depende de su diseño, del voltaje aplicado, del circuito 

externo y del gas utilizado. En general es una cantidad dada y el usuario no tiene acceso a 

cambiar su valor. Sin embargo, cuando la rapidez de conteo con el detector es grande, 

pueden suceder muchos pulsos cercanos uno al otro. Entonces existe la posibilidad de que 

llegue una radiación antes de que el detector se restablezca de la anterior, o sea dentro del 

tiempo muerto, en cuyo caso la nueva radiación no se registra, entonces la lectura será 

errónea. Cuando esto sucede, se puede corregir la razón de conteo medida (m) para obtener la 

razón de conteo real (n). Esta sería la razón de conteo si no hubiese tiempo muerto. La corrección se 

hace aplicando la fórmula: 

n = 

Formación de Instructores del PERE Protección Radiológica para Instructores del PERE - Parte II 12 

m 

1 - mtm



tm se le conoce como tiempo de resolución y es el tiempo necesario que debe de transcurrir entre dos 

eventos o pulsos para el segundo pulso sea mayor al nivel de discriminación Para verificar su validez, 

nótese que si tm fuese cero, n sería igual a m. Desde luego, n siempre es mayor que m. Por otro 

lado, la corrección es mayor entre mayores sean la razón de conteo o el tiempo muerto. Para aplicar 

la fórmula, nótese también que las unidades deben ser congruentes. Por ejemplo, si las unidades de 

razón de conteo son cuentas / seg, el tiempo muerto debe expresarse en segundos. 

Si la rapidez (razón) de conteo es muy alta, por ejemplo si uno acerca demasiado el detector a la 

fuente radiactiva, existe la posibilidad de que deje de contar. Esto se debe a que las radiaciones muy 

seguidas unas de otras llegan al detector antes de que éste se pueda restablecer. Se dice entonces 

que el detector está saturado y marca la máxima lectura posible. Ésta es una condición peligrosa 

porque el detector puede no contar nada a pesar de estar dentro de un campo de radiación 

muy intenso. 

4.2.2 Detectores De Centelleo 

Existen muchos otros tipos de detector de radiación que no operan con la ionización de un gas. Uno 

de los más empleados es el llamado detector de centelleo. En él se aprovecha el hecho de que la 

radiación produce pequeños destellos luminosos en ciertos sólidos. Esta luz se recoge y 

transforma en un pulso eléctrico. 

Los detectores de centelleo tienen algunas ventajas sobre los de gas: 

1) Un sólido, por su mayor densidad, es más eficiente en detener la radiación que un gas. Por lo 

tanto la eficiencia de un detector de centelleo es muy superior a la de uno de gas, 

especialmente para rayos gamma. 

2) El proceso de luminiscencia, o sea la absorción de radiación y la posterior emisión de luz, es 

muy rápido, disminuyendo el tiempo muerto. 

3) Debido a que el tiempo de resolución es pequeño (10 -6 a 10 -9 segundos), se pueden usar para 

detectar mayores intensidades que los detectores gaseosos. 

El material que produce el destello se llama cristal de centelleo. Se selecciona para que tenga una 

alta eficiencia en absorber radiación ionizante y emitir luz (luminiscencia). Debe ser transparente para 

poder transmitir la luz producida, y debe estar aislado de la luz ambiental. 




El material más empleado como cristal de centelleo es el yoduro de sodio activado con talio, NaI 

(Tl), es de bajo costo y es muy estable. Otro muy común es el yoduro de cesio activado con talio, CsI 

(Tl) y el Germaniato de bismuto, y hay otros materiales inorgánicos de usos especiales (antraceno y 

estilbeno). Por otro lado, especialmente para detectar neutrones, suelen emplearse materiales 

orgánicos como plásticos. De éstos los más importantes son el antraceno y el estilbeno. Para ciertas 

aplicaciones son útiles también los líquidos orgánicos. 

El Nal(TI), desde su descubrimiento a principios de los años cincuenta, se ha mantenido como el de 

mayor uso como detector de centelleo a pesar del desarrollo de otros materiales, se obtiene mediante 

el crecimiento de cristales a partir de la sal fundida, es altamente higroscópico y se deteriora 

rápidamente si se expone a la humedad, por lo que tiene que mantenerse en un recipiente de 

aluminio que garantice hermeticidad, recubierto internamente con un material blanco como reflector 

difuso, con una cara de vidrio para permitir la salida de la luz y acoplado al fotocátodo con una grasa 

de índice de refracción adecuado. Su propiedad más notable es su alto rendimiento luminoso. 

Con objeto de transformar la pequeña cantidad de luz producida por un cristal de centelleo en una 

señal eléctrica que se puede manejar con más comodidad, se pone en contacto con un dispositivo 

llamado tubo fotomultiplicador, esquematizado en la siguiente figura. 

Figura del Detector de Centelleo Fotomultiplicador 

Los tubos fotomultiplicadores son tubos electrónicos que convierten pulsos de luz en pulsos de 

corriente eléctrica. 




- Constan de los siguientes elementos: 

a) Fotocátodo.- Material fotosensible, normalmente se trata de un compuesto de cesio y 

antimonio (bialcalino) con alta probabilidad de efecto fotoeléctrico. 

b) Dínodos.- Los electrones acelerados por el campo eléctrico existente, chocan sobre la 

superficie del dínodo y extraen nuevos electrones que, a su vez, son acelerados hasta el 

siguiente dínodo. 

c) Ánodo.- Es el ultimo dínodo, en él se recoge la avalancha de electrones que da lugar al 

pulso de tensión. 

El tubo fotomultiplicador es un recipiente de vidrio sellado y al alto vacío. La cara que está en 

contacto con el cristal de centelleo va cubierta en su interior por un material que emite electrones al 

recibir luz (fotocátodo) y opera como una celda fotoeléctrica. Estos electrones son acelerados y 

multiplicados en campos eléctricos secuenciales entre electrodos llamados dínodos, lográndose 

multiplicaciones de un millón de veces. En el último de ellos la señal eléctrica es suficientemente 

grande para poder ser manejada con amplificadores y analizadores de pulsos convencionales. 

4.2.2.1 Proceso de Centelleo 

El proceso de centelleo puede dividirse en los siguientes pasos: 

1) Absorción de la radiación en el material produciendo ionización y excitación dentro de este, y 

conversión de la energía disipada en fotones de luz visible. 

2) Absorción de fotones de luz visible en el tubo fotomultiplicador y su conversión en un pulso eléctrico. 

3) Amplificación y conteo o análisis de los pulsos producidos por el fotomultiplicador en el equipo 

electrónico adecuado. 

La absorción de energía por una sustancia y su emisión como luz visible o cercana a la visible, se 

conoce como luminiscencia. En este proceso, la excitación inicial puede provenir de varios orígenes. 

Varios de estos son: luz, esfuerzo mecánico, reacción química y calentamiento. El centelleo que produce 

la radiación ionizante se debe a la ionización y la excitación. 

Si existen transiciones permitidas entre el estado excitado y el estado base del material, la desexcitación 

acompañada de emisión luminosa (fluorescencia), ocurre en aproximadamente 10 -8 segundos o menos. 




Si el estado excitado es metaestable, la emisión se retrasa y la radiación se llama fosforescencia. La 

duración de la fosforescencia varía con el tipo de material y puede ser del orden de algunos segundos 

hasta varias horas. 

Los detectores de centelleo presentan muchas ventajas frente a los detectores Geiger para contar 

radiación gamma; las más importantes son las siguientes: 

a) Mayor eficiencia de conteo (factores de 20 a 40). 

b) Es posible contar un mayor número de fotones por segundo, debido a que el tiempo de resolución es 

mucho menor. 

c) Las correcciones por tiempo muerto son despreciables para conteos menores a un millón de cuentas 

por minuto. 

d) Mayor estabilidad. 

e) La altura del pulso es proporcional a la energía dentro de un amplio margen. 

4.2.3 Detectores de neutrones 

Como ya se vio previamente, los neutrones no producen ionización en los materiales, la producen los 

núcleos a los cuales los neutrones les transmiten energía, ya sea por dispersión elástica o por 

reacción nuclear. 

Para que un detector de cualquier tipo sea útil para detectar neutrones, debe ser diseñado de manera 

que haya abundantes dispersiones o reacciones nucleares. Entonces se mide la ionización 

secundaria producida por los núcleos golpeados. Los neutrones rápidos generalmente son 

detectados por las dispersiones que producen; los neutrones lentos son detectados por las 

reacciones nucleares. 

El detector más común de neutrones lentos es un contador proporcional o Geiger que contiene en el 

gas una proporción alta del gas BF3 (trifluoruro de boro). De preferencia este gas está enriquecido en 

el isótopo 10 B para provocar la producción de 7 Li y partículas α que producen los pulsos eléctricos. 


4.2.4 Dosímetros termoluminiscentes 



La termoluminiscencia es la emisión de luz por un material, previamente excitado con radiación 

ionizante, cuando éste se calienta. La cantidad de luz emitida es proporcional a la cantidad de 

energía depositada por la radiación en el material, lo cual hace posible utilizarlo como un 

dosímetro. 

Los dosímetros termoluminiscentes consisten básicamente de un cristal huésped que contiene una o 

más impurezas las cuales generan dos tipos de imperfecciones en la red cristalina: 

• Trampas para electrones y huecos, capturan y mantienen a los portadores de carga atrapados 

por largos periodos. 

• Centros luminiscentes, localizados junto con las trampas de electrones o huecos, que presentan 

emisión de luz cuando se da la recombinación entre los dos tipos de portadores de carga. 

Cuando la radiación ionizante incide sobre los DTL, se producen muchos eventos de ionización que 

liberan electrones y huecos, que son el análogo de iones positivos en gases. Los electrones migran 

de la banda de valencia a la banda de conducción, donde son retenidos por trampas para electrones 

localizadas en la banda de energías prohibidas, de la misma manera que los huecos son retenidos en 

sus respectivas trampas. A la temperatura a la cual se realiza la irradiación estas trampas son 

profundas en términos de energía potencial, lo que hace difícil que los electrones y huecos 

atrapados sean liberados. Lo anterior permite que éstos permanezcan atrapados durante 

largos periodos. Al elevar la temperatura de un DTL irradiado se logra que los electrones y 

huecos atrapados adquieran suficiente energía para vencer el potencial de las trampas, y 

puedan ser liberados. Cuando los electrones son liberados migran a una trampa de huecos, donde 

se lleva a cabo la recombinación que va acompañada de la emisión de un fotón. Este proceso 

permite traducir la llegada de un fotón de alta energía en un conjunto de fotones luminosos que pueden 

ser convertidos en una señal eléctrica fácilmente cuantificable. 

Los DTL se pueden encontrar en diversas presentaciones de tamaño y forma, así como de sus 

componentes, entre los que se cuentan el fluoruro de calcio, el sulfato de calcio y el fluoruro de 

litio; de este último material se encuentra el dosímetro conocido comercialmente como TLD-100 

(de Li natural: 7.5% de 6 Li y 9 2.5% de 7 Li), el cual es ampliamente usado en aplicaciones 

médicas por su buena equivalencia con el tejido biológico, su alta sensibilidad y su 

posibilidad de reutilización. Cuenta con impurezas de Mg y Tl en 300 ppm y 15 ppm, 

respectivamente. 




Figura del Detector de Centelleo Fotomultiplicador 

Previamente a su utilización, los DTL deben ser sometidos a un tratamiento térmico, que tiene como 

función borrar la señal acumulada durante su almacenamiento y dispersar las impurezas; después de 

la irradiación de los DTL se procede a determinar su respuesta con un equipo lector, que consiste 

básicamente de una fuente de corriente que calienta una plancheta, sobre la que se colocan los DTL, 

así como un tubo fotomultiplicador que colecta la señal luminosa emitida por los dosímetros al ser 

calentados por contacto con la plancheta, y la transforma en una señal eléctrica. La integral de la 

señal eléctrica durante un determinado intervalo de tiempo se denomina respuesta del dosímetro. 

Diagrama de un equipo de lectUra de DTL 


4.2.5 Dosímetros de película fotográfica 



La película fotográfica es uno de los medios más antiguos y más simples para detectar radiación, sin 

embargo para poder usarla con fines de determinación cuantitativa de dosis es necesario poner una 

cuidadosa atención a una amplia variedad de detalles, entre los más importantes está el tipo de 

emulsión y su respuesta a los distintos tipos de radiación, la forma de exponerla y calibrarla, el 

proceso de revelado y la interpretación de los resultados. A pesar de estos detalles y de la presencia 

de otros tipos de dosímetros, sigue siendo muy empleada, pues tiene las ventajas de ser ligera, 

pequeña, de fácil manejo y bajo costo. 

La película está constituida por un soporte de acetato de celulosa en forma de lámina delgada, con 

dos capas de emulsión fotográfica en ambas caras, la cual está formada por pequeños cristales o 

granos de un haluro de plata embebidos en gelatina. 

Cuando la radiación incide en la película produce en ésta un ennegrecimiento, consecuencia de la 

exposición a la radiación, que puede relacionarse con la dosis. El efecto se mide en términos de 

la opacidad de la película, empleando un densitómetro óptico de luz difusa. La opacidad se define 

como Io/l, donde lo es la intensidad de la luz medida sin la película e I es la intensidad transmitida por 

la película. 

Una de las principales ventajas de los dosímetros de película fotográfica es que aporta un registro 

permanente, pues la película expuesta y revelada puede conservarse por mucho tiempo y leerse las 

veces que se requiera, sin embargo si el revelado se hizo mal queda un registro permanentemente 

erróneo, otras son su disponibilidad comercial, la variedad de películas, el conocimiento de sus 

características y procesos, su geometría, su linealidad, su respuesta independiente de la rapidez de 

dosis, su costo. Como desventajas podemos citar la necesidad de un proceso químico que requiere 

un control muy riguroso, su dependencia energética y su sensibilidad a ambientes hostiles, pues la 

humedad ambiental la afecta mucho (se pueden producir hongos en la gelatina), la temperatura 

elevada le produce un "velo" (ennegrecimiento). 


4.3 Detectores fijos y portátiles utilizados en el PERE 

4.3.1 Componentes básicos de un detector 



Existe una variedad muy amplia de monitores portátiles con distintos tipos de detectores y diversos 

sistemas electrónicos de medición, cada uno de ellos está diseñado para satisfacer ciertas 

necesidades, los hay analógicos y digitales, desde los muy sencillos hasta los que contienen 

un microprocesador con facilidades para manejo de datos y para transmitirlos a otros equipos. En 

la figura siguiente se muestra un diagrama a bloques de lo que en general contiene un monitor 

sencillo, los que tienen microprocesador realizan muchas funciones adicionales. 

Esquema de los componentes generales de un monitor portátil de radiación 

El monitor se alimenta con baterías, la fuente de bajo voltaje sirve para aportar a cada circuito la 

corriente que requiera, cuenta con un circuito para comprobar el estado de las baterías e indica 

cuando deben remplazarse; la fuente de alto voltaje está constituida por un convertidor de corriente 

directa en alterna, un transformador para elevar la tensión y un rectificador para convertirla 

nuevamente en corriente directa y así proporcionar al detector el potencial de polarización que 

necesita; el detector puede ser de distintos tipos y entrega los pulsos producidos por la radiación al 

amplificador, el cual los amplifica y acondiciona para pasarlos al discriminador donde se 

deja pasar únicamente a los que tienen el tamaño adecuado, ya sea hacia un circuito 

integrador y a un medidor analógico (de aguja), o hacia un medidor digital (contador) y, si se 


quiere, a una bocina para producir una señal audible. 



a) La fuente de bajo voltaje está constituida por baterías y sirve para energizar a todos los 

bloques del instrumento. Su estado puede comprobarse mediante un indicador que señala si 

las baterías se deben cambiar y con ello asegurar el buen funcionamiento del equipo. 

b) La fuente de alto voltaje tiene como objetivo polarizar al detector, de manera que se forme el 

campo eléctrico en el tubo detector. 

c) El detector puede ser una cámara de ionización o uno de tipo GM. El detector entrega a su 

salida un número de pulsos de corriente, proporcional a la intensidad de la radiación que 

incide. 

d) El amplificador amplifica y acondiciona los pulsos provenientes del detector, sobre todo 

cuando éste es una cámara, para la cual el tamaño de los pulsos es muy pequeño. 

e) El discriminador tiene como objetivo eliminar pulsos cuyo tamaño no corresponden a la 

información deseada. 

f) El formador de pulsos entrega a su salida un pulso por cada pulso de entrada. 

g) El integrador tiene como objetivo integrar los pulsos provenientes del formador y entregar a 

su salida un voltaje de CD, proporcional al número de los pulsos que inciden en su entrada. 

h) El medidor indica por medio de una deflexión en la aguja o dígitos, el voltaje de CD aplicado 

en su entrada. Por medio de un ajuste, se puede obtener directamente la lectura en las 

unidades deseadas (mR/h, cpm, etc.). 

i) La bocina indica en forma audible la presencia de radiación ionizante y además, si aumenta o 

disminuye. La ventaja es que no se necesita estar observando el instrumento medidor, 

cuando se está en un campo de radiación intenso. 

4.3.2 Criterios generales para la selección de un detector 

Todo sistema detector es en esencia un transductor (un dispositivo que convierte un fenómeno 

imperceptible para nuestros sentidos en una información visual o audible), por tanto los criterios 

fundamentales para la selección del instrumento deben considerar tanto las características del 

fenómeno a observar o medir, como las de la información que deseamos obtener. Podría pensarse que 

la elección del detector dependería sólo del primer aspecto y la del medidor únicamente del segundo, 

pero no es así, entre los distintos detectores sensibles a un tipo de radiación algunos proporcionan más 

información que otros, algunos funcionan sólo a niveles bajos de intensidad y otros exclusivamente a 

niveles muy altos, de modo que la combinación detector-medidor más adecuada para una situación 

particular debe elegirse analizando simultáneamente ambos aspectos, así como otras consideraciones 




adicionales, tanto las relativas a las condiciones de medición como otras de carácter más general, como 

costos, comodidad, servicio, resistencia mecánica, etc. 

a) Detectores fijos 

Son aquellos que se localizan siempre en un sitio específico de una instalación. 

Los detectores fijos se emplean para diversos propósitos, por ejemplo: monitoreo de personal, 

vestuario, equipo y materiales; monitoreo de efluentes gaseosos y líquidos; medición continua de la 

rapidez de exposición en un sitio, etc. 

Detectores Fijos para personas 

En los Centros de Monitoreo de Evacuados (CME´s), se cuenta con los siguientes tipos de detectores 

fijos: 

TIPO PORTAL 

EBERLINE 

MODELO PM-7 

TIPO PORTAL 

EBERLINE 

MODELO PPM-1 


) Detectores portátiles 



Son aquellos que se trasladan a mano o en vehículo para determinar niveles de radiación y de 

contaminación en diferentes sitios y condiciones. 

El uso de detectores portátiles requiere de manejo apropiado, para lo cual se deben tener en cuenta 

las siguientes precauciones: 

• Manejar el medidor con cuidado, como instrumento delicado. Cuando no se utilice, debe 

guardarse en un lugar limpio y seco. Después de emplearlo ponerle cubierta a la sonda y evitar 

cualquier golpe. 

• Asegurar que el medidor esté apagado cuando no esté en uso y antes de emplearlo verificar el 

estado de las baterías, poniendo el selector correspondiente, en la posición “prueba de batería”. 

Cuando no se utilice el instrumento por períodos largos, quitar las baterías para evitar daño 

causado por la corrosión de las mismas. 

• En algunos casos, los medidores tienen una fuente radiactiva de prueba colocada a un lado del 

gabinete, para probar la sonda antes de usar el medidor y asegurarse que el medidor y la sonda 

estén operando en forma correcta. 

• Interpretar en forma adecuada los números que aparecen en la carátula. Como en un 

multímetro, los medidores de radiación tienen diferentes escalas, así que se debe estar seguro 

en qué escala se está tomando la lectura. 

• Existe un selector de tiempo de respuesta (constante de tiempo) para alargar el tiempo de 

lectura. Cuando se miden niveles de radiación muy bajos, la naturaleza aleatoria de los eventos 

que ionizan el gas en el detector, hacen que la aguja o dígitos del medidor cambien de forma 

repentina, lo que dificulta la lectura. En este caso, es necesario incrementar el tiempo de 

respuesta para amortiguar el movimiento o el cambio y poder tomar la lectura en forma más 

sencilla. 




El tipo y modelo de los detectores portátiles que utilizan las distintas Fuerzas de Tarea del PERE, en 

los CME´s y CDV´s, incluyendo los nuevos recientemente adquiridos por la CFE y la SM-AM, se 

esquematizan a continuación. 

MODELO E-520 EBERLINE 

ASP-1 EBERLINE 

MODELO EBERLINE 

ESP-1 EBERLINE 

RM-14 Parte posterior 

6150 AD6 AUTOMESS 

En general no se pueden detectar todos los tipos de radiación con cualquier detector, aunque todos 

éstos a fin de cuentas operan con la ionización producida. Cada tipo de detector tiene cierta utilidad, y 

habrá que cuidar que se use el apropiado. Hay ciertas reglas sencillas que se aplican a esta 

selección. Por ejemplo, los detectores de gas necesitan un recipiente cerrado y sellado, por lo que las 

partículas α o los protones de baja energía no se pueden detectar, pues no logran atravesar la 

pared. Por otro lado, para detectar rayos γ es preferible un detector sólido a uno de gas, porque la 

densidad del material determina la eficiencia del detector; de todos modos es posible que los rayos γ 

atraviesen el detector sin dispararlo. Cada detector tiene sus limitaciones. 




En la siguiente tabla se presentan los diversos tipos de detectores, el tipo o tipos de radiación que 

detectan y la magnitud radiológica que miden: 

Detector Radiación Magnitud 

Geiger-Müller con ventana delgada. Partículas cargadas y fotones. Actividad superficial. 

Geiger-Müller con ventana gruesa. Fotones. Exposición. 

Cámara de ionización. Beta, fotones. Dosis absorbida, exposición. 

Proporcional con ventana delgada. Partículas cargadas. Actividad superficial. 

Proporcional con moderador. Neutrones. Dosis absorbida, dosis equivalente. 

Proporcional con recubrimiento equivalente a 

tejido. 

Fotones. Dosis absorbida, dosis equivalente. 

Centellador. Fotones, partículas cargadas. Actividad superficial. 

Semiconductor. Fotones, partículas cargadas. Exposición, dosis absorbida. 

Para llevar a cabo las tareas del PERE se utilizan varios tipos de instrumentos con el objeto de medir 

la radiación. En función de la tarea, se requiere de la medición de contaminación ó actividad 

superficial y de exposición 1 . Para la medición de actividad superficial se utilizan detectores Geiger- 

Müller de ventana delgada, también conocidos como pancake. De forma práctica para estas tareas se 

expresa la actividad superficial en eventos por unidad de tiempo (específicamente cuentas por minuto 

o cuentas por segundo), debido a que se han establecido límites de contaminación que fácilmente se 

puede determinar de la lectura del instrumento. Para la determinación de los niveles de exposición, se 

utilizan detectores Geiger-Müller de ventana gruesa. Casi en la totalidad de los casos se utilizan 

instrumentos analógicos. 

4.3.3 Manejo y uso de los monitores portátiles 

Antes de utilizar un monitor es muy conveniente analizar el manual de operación y el instrumento mismo, 

para conocer todas sus características, sus posibilidades de uso y sus limitaciones, sus ventajas y 

desventajas; para familiarizarse completamente con las perillas y su función, con las escalas y su lectura, 

así como para saber qué cuidados específicos deben tenerse a fin de asegurar un funcionamiento 

óptimo y una conservación adecuada. Es necesario hacerse el habito de probar el instrumento cada vez 

que se vaya a usar, para estar seguros de que su lectura es confiable, ya que nuestra seguridad' 

personal depende completamente de su buen funcionamiento. El primer paso consiste en verificar si las 

baterías están en buenas condiciones o se deben remplazar, para, ello todos- los instrumentos tienen 

una posición de la perilla o un botón que conecta las baterías con el medidor y permite ver en la escala si 

son útiles todavía o están agotadas. El segundo, probar si el detector responde a una fuente de 

1 

Existen otros instrumentos que se utilizan para determinar el radioisótopo, en función de la energía de la 

radiación que emiten, y su actividad en muestras de agua y alimentos, pero no se consideran en este texto. 




radiación, generalmente los monitores traen una fuente pequeña pegada en un costado de la caja del 

medidor, a la que puede acercarse el detector y hacer una verificación de la respuesta, esta fuente de 

referencia debe dar una lectura conocida a contacto. El tercer paso obligatorio consiste en verificar que el 

monitor esté calibrado adecuadamente. El cuarto requisito es medir el nivel de fondo ambiental ANTES 

DE ACERCARSE A LA FUENTE O AL CAMPO DE RADIACIÓN, de ser posible fuera del área, edificio o 

local de interés y siempre acercarse con el detector funcionando, para percatarse de cualquier aumento 

en el nivel de radiación y aproximarse con prudencia, especialmente cuando el campo es desconocido o 

se espera tenga un nivel elevado. 

Un monitor portátil es un instrumento delicado, hay que tratarlo con cuidado y no exponerlo a golpes ni 

a ambientes adversos (presión, temperatura y humedad elevadas, atmósferas corrosivas, etc.), 

especialmente cuando tiene detector con ventana delgada pues ésta puede romperse fácilmente. Debe 

revisarse periódicamente el estado de las baterías y cuando no se vaya a usar por tiempo prolongado 

quitarle las baterías para evitar que se fugue el electrolito y corroa los contactos o los circuitos. 

4.3.4 Condiciones para la medición de radiación alfa, beta y gamma 

La poca penetración de las partículas alfa en la materia hace que su detección y medición requiera 

condiciones especiales, un detector geiger que tiene una gran sensibilidad para partículas cargadas las 

detectaría con una eficiencia del 100 % si pudieran entrar al volumen sensible del detector, esto no 

siempre es posible porque la ventana de la mayoría de los geiger no es suficientemente delgada para 

que la atraviesen. Para efectuar mediciones confiables es preferible usar un detector proporcional o un 

geiger sin ventana, estos detectores requieren un flujo continuo del gas de detección, los monitores 

portátiles de ese tipo sólo pueden usar un tanque pequeño que se consume con relativa rapidez e 

implica un gasto adicional. Son más populares los detectores por centelleo de ZnS(Ag) que se 

construyen con ventanas muy delgadas de mylar opaco y existen de dimensiones suficientemente 

grandes como para explorar superficies posiblemente contaminadas, para hacerlo es necesario que el 

detector esté a distancias muy pequeñas de la superficie, debido a que las partículas alfa sólo pueden 

atravesar unos milímetros de aire para llegar a la ventana con energía suficiente para atravesarla. 

Las partículas beta, como tienen un espectro continuo, son absorbidas significativamente aún por 

espesores pequeños, particularmente las que tienen poca energía máxima como las del 3 H, 14 C, 35 S, 

etc., de modo que para su detección se requieren detectores sin ventana, el tritio definitivamente no 

puede detectarse con ningún detector con ventana, para los demás las ventanas más delgadas 

reducen la eficiencia hasta sólo 10 o 15 %. Adicionalmente para tener una medición relativamente útil 




el detector tiene que haber sido calibrado con una fuente del mismo radionúclido y en condiciones 

geométricas similares. Para detectar contaminaciones con emisores alfa y beta débil, si no se dispone 

de un monitor adecuado, se pueden tomar frotis de la superficie y medirlos posteriormente con un 

detector de laboratorio sin ventana o con uno de centelleo líquido. Los emisores beta de energías 

mayores pueden detectarse con un geiger de ventana delgada sin problemas. 

La medición de campos gamma en general es más sencilla ya que los fotones no tienen dificultad para 

entrar al detector, sin embargo, si se requiere hacer una medición más precisa, hay que tener un 

detector debidamente calibrado y conocer su dependencia energética y direccional. La dependencia 

energética es la variación de la lectura en función de la energía de la radiación, es fácil comprender que 

las paredes del detector pueden atenuar significativamente la radiación de muy baja energía (< 20 keV), 

además algunos monitores tienen cubiertas o blindajes para compensar la mayor efectividad de 

absorción de radiaciones gamma de energía intermedia (20 a 100 keV), con objeto de tener una 

respuesta más plana a todo lo largo del intervalo de energías más frecuente. Para campos intensos es 

preferible un monitor con cámara de ionización, para intensidades menores un geiger permite medir la 

rapidez de exposición, aunque su dependencia energética para bajas energías es considerable. La 

dependencia direccional representa la variación de la lectura con la dirección de incidencia de la 

radiación.

Manual del Participante PROTECCIÓN RADIOLÓGICA ... - Cenapred

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