Detetores de Radiação Flashcards
Os detetores gasosos são sempre materiais sólidos. Verdadeiro ou Falso?
Falso. Podem ser sólidos, líquidos e gasosos.
Os detetores podem, ou não, apresentar distinção em energia. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Como é que se calcula a eficiência de deteção?
Fazendo o produto das eficiências geométrica, temporal (deadtime), intrínseca, …
De uma forma mais simples, é simplesmente o quociente entre o número de eventos registados e o número total de eventos.
Como é que se calcula a eficiência de um detetor?
Faz-se o quociente do número de eventos medidos pelo número de partículas que, potencialmente, atingiriam o detetor.
No que toca à eficiência geométrica, quanto maior for a distância fonte-detetor, _________ é a eficiência.
menor
Como é que se calcula a eficiência intrínseca?
A eficiência intrínseca é o quociente entre o número de eventos detetados e o número de eventos incidentes no detetor.
A eficiência intrínseca pode ser medida com fontes calibradas. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
A eficiência intrínseca do pico é o quociente entre a área do ________ e a área _______.
pico; total
No que toca à eficiência intrínseca, quanto maior for a distância fonte-detetor, _________ é a eficiência.
maior
Quanto maior é a energia do feixe incidente, maior é a eficiência intrínseca. Verdadeiro ou Falso?
Falso
A eficiência intrínseca tem uma pequena dependência da __________ fonte-detetor, e depende, principalmente, das dimensões, do __________ do detetor e da energia da radiação.
distância; material
Para detetores pequenos, a eficiência geométrica afeta a eficiência intrínseca. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Os materiais existentes entre a fonte de radiação e o material sensível reduzem a eficiência de deteção. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
O tempo morto vai afetar o número de eventos adquiridos (são adquiridos __________ eventos que os detetados).
menos
Os cintiladores tem tempos de resposta ________ e os detetores de Geiger apresentam tempos de resposta _________.
curtos; longos
Como é que se calcula a eficiência temporal para sistemas de tempo morto não-extensíveis?
É o quociente entre o tempo durante o qual o detetor deteta e adquire sinal e o tempo real.
Um sistema de tempo morto não-extensível não aceita outro sinal, enquanto não processa o que chegou. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Um sistema de tempo morto extensível não é paralisável e não aceita outro sinal enquanto ainda não processou o que chegou. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Num sistema de tempo morto extensível, o tempo morto total de um acontecimento pode crescer de forma indefinida, paralisando o sistema. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
A resolução é uma medida da incerteza na energia. Verdadeiro ou Falso?
Falso
As flutuações/interações com o material do detetor são do tipo ___________ no número de portadores.
poissoniano
A resolução melhora com o _________ do número de portadores.
aumento
Em detetores de semicondutores e de materiais gasosos verifica-se que as flutuações não são ____________, mas têm um valor __________. Assim, tem de haver uma correção com um fator que se chama fator de Fano.
poissonianas; inferior
Para detetores gasosos, o fator de Fano encontra-se entre _____ e ____. Nos detetores de semicondutores, o fator de Fano é inferior a ______.
0.2; 0.5; 0.1
Num detetor de cintilação quais são alguns contribuintes para a largura do sinal?
- O processo de produção de luz.
- A coleção da luz no fotodetetor (p.e, o fotomultiplicador).
- Toda a eletrónica associada.
Estas são as causas do alargamento do pico fotoelétrico.
O espetro medido e mostrado por um detetor é a __________ entre o espetro fisica do sinal (S(E0)) e a função de resposta do _______ (R(E, E0)). É preciso __________ a resposta do detetor a um sinal do próprio sinal.
convolução; detetor; separar
Sendo as interações dos fotões com a matéria de natureza probabilística, podemos dizer que a probabilidade de ocorrência de um certo processo para um fotão de energia E será dada pela _______ entre a secção eficaz deste processo pela soma das _________ _________ de todos os processos possíveis.
razão; secções eficazes
O máximo de energia transportada por um eletrão de Compton é obtido quando o fotão secundário é ___________. O pico de retrodispersão é originado pelos fotões emitidos pela fonte e que são retrodispersos no material circundante ao detetor e enviados para este.
retrodisperso
O pico de escape dos dois fotões de 511 keV originados por aniquilação encontra-se a _________ keV do pico de absorção principal.
1022
Num detetor de dimensão suficientemente _________, os picos de escape podem ter amplitudes residuais.
grande
Os picos de escape são muito comuns em que tipo de detetores?
Os gasosos e os de semicondutores.
Os picos de escape têm sempre uma energia mais _______ que o pico principal (absorção total da energia) e a sua amplitude será _________, dependendo do material do _________ e das suas dimensões.
baixa; variável; detetor
Num espetro de fotões de energia elevada, os picos de ___________ vão encontrar-se na região inicial do espetro. Contudo, se a fonte emitir também fotões de energia mais baixa, estes picos produzidos pelos meios __________ irão estar ___________ com picos de fontes de radiação (estão ‘escondidos’).
fluorescência; materiais; misturados
Em detetores de baixa resolução, a observação deste tipo de picos de _______ é pouco provável.
escape
Se 2 radiações chegarem ao detetor com um intervalo de tempo ________ à resolução temporal do detetor, a sua energia será somada, dando origem ao que se chama um pico de ________.
inferior; soma
Afastando a fonte radioativa, o decréscimo da taxa de eventos soma (diminuição da eficiência geométrica) é maior do que o decréscimo de eventos singulares. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
A probabilidade do pico soma _________ com o aumento da distância fonte-detetor.
diminui
Qual é o princípio de deteção dos detetores gasosos?
É a ionização do gás pela radiação incidente, dando origem a pares eletrão-ião positivo.
Um detetor gasoso tradicional é um dispositivo cilíndrico com paredes (__________ ___ __________) que, no caso dos monitores, podem ser equivalentes a tecido biológico ou _____, com uma janela (que deve atenuar a radiação o __________ possível) onde incide a radiação, cheio de gás a uma temperatura T e pressão P. Na parte central, têm um elétrodo (__________) e o cilindro poder ser o segundo elétrodo (___________).
câmara de ionização; ar; mínimo; ânodo; cátodo
Para a janelas dos detetores gasosos atenuarem a radiação o mínimo possível, o material constituinte deve possuir um número atómico elevado. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Nas câmaras de ionização usadas para dosimetria, o gás encontra-se a pressão __________.
atmosférica
Os fotões arrancam __________ das paredes do tubo ou interagem com as moléculas do _____ (produzindo raios ___ de baixa energia).
eletrões; gás; X
As cargas criadas no gás pela radiação incidente são _________ neste campo ganhando energia cinética. Ao colidirem com outros átomos do gás podem provocar novas _________ de forma que este processo repetido dá origem a uma _________ (que podia danificar o tubo de Geiger), resultando numa amplificação da carga originalmente produzida (Avalanche de _________).
aceleradas; ionizações; cascata; Townsend
Os detetores gasosos funcionam apenas num único regime. Verdadeiro ou Falso?
Falso. Podem funcionar em diferentes regimes de amplificação consoante a diferença de potencial aplicada entre o ânodo e o cátodo do detetor.
O tubo de Geiger-Müller funciona numa região em que o campo elétrico é _________ o suficiente para provocar uma amplificação muito _________ (10^6-10^8 por cada nova ___________).
grande; elevada; ionização
É possível a existência de captura de elétrões por átomos já ionizados, dando-se a ___________ radiativa desses átomos.
desexcitação
A possível ocorrência de um efeito de cascata pode ser controlada como?
Com o gás de quenching (butano ou etanol). O bromo e cloro são halogéneos não se degradam com o funcionamento do detetor.
As partículas carregadas não podem ionizar o gás diretamente. Verdadeiro ou Falso?
Falso. Para fotões (de muitos keVs), o comprimento de onda pode ser de muitos centímetros pelo que será difícil a sua interação direta no gás.
Os iões positivos, sendo mais leves, adquirem uma maior velocidade que os eletrões. Verdadeiro ou Falso?
Falso. Os eletrões têm uma maior velocidade, porque são mais leves.
Na região proporcional de funcionamento do tubo de Geiger-Müller, qual é a relação entre a energia da partícula incidente e o número de pares eletrão-ião?
São diretamente proporcionais.
Aumentando a tensão de polarização, há a ___________ de proporcionalidade, o aumento do _________ de cargas no gás e a distorção do campo elétrico.
perda; número
A emissão de raios-X pode dar origem a novas avalanches. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
De pequenas voltagens para altas voltagens, quais são as regiões de funcionamento do tubo Geiger-Müller?
Região da câmara de ionização; região proporcional; região de proporcionalidade limitada; região de Geiger-Müller e a região de descarga.
O que é que causa o efeito de blindagem no campo elétrico efetivo dos detetores gasosos?
A multiplicação dos iões positivos.
Como é que o gás de quenching previne a danificação dos tubos Geiger-Müller?
O gás de quenching absorve eletrões e fotões X secundários, controlando o início de novas avalanches.
O condensador de saída do tubo Geiger-Müller tem que função?
É um condensador para alta tensão que bloqueia a componente contínua, permitindo ligar o detetor ao sistema de contagem.
Os tubos de Geiger só funcionam para frequências elevadas. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Porque é que o tubo Geiger é considerado um detetor lento?
É um dispositivo lento devido ao facto de a avalanche de Townsend levar até algumas centenas de microssegundos a extinguir-se.
Os contadores proporcionais têm melhor resolução do que os detetores sólidos. Verdadeiro ou Falso?
Falso
O que é que permite os detetores gasosos terem grandes dimensões?
O facto de o volume ativo ser gasoso.
Os contadores proporcionais não apresentam picos de escape. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Nas câmaras de ionização para dosimetria, existe amplificação. Verdadeiro ou Falso?
Falso
O que é que torna o PMMA e o grafite materiais adequados para as paredes das câmaras de ionização para dosimetria?
Nestes materiais, é impossível ocorrer efeito fotoelétrico.
A câmara de ionização para dosimetria mais comum é a câmara de ___________.
Farmer
A carga produzida dentro da câmara é recolhida por um ____________ muito sensível com capacidade de medir correntes da ordem dos picoampere ou melhor. A medida pode ser feita também em modo de ____________ sendo fornecido, nesse caso, informação sobre a carga coletada durante um intervalo de tempo escolhido.
eletrómetro; integração
Um cintilador é um material que produz fotões __________ ou _____ com elevada eficiência, sendo transparente para esses comprimentos de onda.
visíveis; UV
Nos cintiladores, a radiação X e gama interatua com o meio, transmitindo a energia a ____________, que são promovidos para bandas de energia ____________. Os processos de _____________ e emissão de radiação podem dar-se em tempos muito curtos e, nesse caso, os materiais dizem-se _______________. Se os intervalos de tempo necessários para a desexcitação e emissão de luz são maiores, os materiais dizem-se ________________.
eletrões; superiores; fluorescentes; fosforescentes
Qual é a vantagem da utilização de monocristais nos cintiladores?
Os monocristais melhoram a recolha de luz, porque evitam as perdas de luz devidas às reflexões e absorções existentes num cintilador policristalino.
Os detetores de cintilação têm, normalmente, uma má eficiência intrínseca. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Entre os dois níveis de dopante, pode ser emitida luz de _____________, cuja energia é inferior à ______________ de energia entre bandas. Assim, o _____________ é o ativador que desloca o comprimento de onda da luz emitida da zona de absorção própria da matriz do ___________ para que se origine esta __________________.
cintilação; diferença; dopante; cristal; transparência
Os cintiladores de NaI(Tl) são os apropriados para estudos de espetroscopia na região dos keV a MeV. Verdadeiro ou Falso?
Falso, porque a sua resolução é limitada.
Os cristais de NaI(Tl) dos cintiladores são de pequenas dimensões e caros. Verdadeiro ou Falso?
Falso. São de grandes dimensões (dezenas de cm) e têm um custo razoável quando comparado com o de outros cristais.
A luz de cintilação é lida por um _________________.
fotomultiplicador
Nos cintiladores orgânicos, os processos de cintilação têm origem _____________, sendo idênticos para sólidos e para _____________. Os processos de emissão são mais ____________ do que os dos cintiladores inorgânicos.
molecular; líquidos; complexos
Os cintiladores orgânicos são líquidos ou gasosos. Verdadeiro ou Falso?
Falso. São líquidos ou plásticos.
Quando cintiladores orgânicos plásticos são excitados por feixes de partículas carregadas, pode dar-se uma _____________ dos centros de cor, já que a produção de _______ não é proporcional à deposição de ______________.
saturação; luz; energia
Para cintiladores orgânicos plásticos, a relação entre a taxa de produção de luz por unidade de comprimento e o poder de paragem do meio é dada pela fórmula de __________.
Birks
A resposta temporal caraterizada pela existência de um período de subida do sinal e outro de descida do mesmo é própria de que tipo de detetor?
É própria dos detetores de cintilação orgânicos.
Os fotomultiplicadores convertem luz __________/_____ em corrente ___________, recorrendo ao ___________ ______________.
visível; UV; elétrica; efeito fotoelétrico
Como é que é gerada a corrente elétrica dentro de um fotomultiplicador (PMT)?
Como resultado do efeito fotoelétrico, pode ser ejetado um eletrão que é acelerado por um campo elétrico existente no interior do PMT. Dentro do PMT, existe um conjunto de dínodos onde se aplicam diferenças de potencial entre si de tal forma que os eletrões ejetados ‘saltam’ de um dínodo para o outro, produzindo uma corrente eletrónica que vai sendo amplificada.
Entre cada dois dínodos, existe um fator de ganho que depende da ddp aplicada entre eles. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Qual é o tipo de PMT que necessita de isolamento térmico e tem a saída direta em DC?
Os PMT’s ligados a alta tensão negativa (HV-).
Os PMTs HV- têm uma melhor capacidade de blindagem eletromagnética, porque o corpo do dispositivo se encontra ligado à massa. Verdadeiro ou Falso?
Falso. São os PMTs HV+.
A eficiência quântica de um tubo PMT baseia-se no facto de nem todos os fotões arrancarem ________________ e depende fortemente do _______________ ____ _________ dos fotões. Calcula-se fazendo o quociente do número de __________ ejetados do fotocátodo pelo número de fotões incidentes.
fotoeletrões; comprimento de onda; eletrões
Os fotomultiplicadores de silício (SiPM) são constituídos por matrizes de céulas, cada uma funcionando num regime análogo ao do tubo _________ (_____/______).
Geiger; on; off
Nos SiPM, a amplitude do sinal é _____________ ao número de células que disparam, porque o sinal extraído do dispositivo é a _________ dos sinais de cada célula individual.
proporcional; soma
Os SiPM estão associados a um baixo ruído. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Se o output de sinal for imediatamente após a fase de amplificação dos sinais, o sinal é _____________. Se for após o discriminador monocanal, é ____________.
analógico; digital
Na fase de amplificação dos sinais, nalguns casos, faz-se a transformação do sinal em carga (ou corrente) para tensão. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Em muitos casos, o pré-amplificador é colocado o mais perto possível do detetor para ______________ a introdução de ruído, podendo mesmo ser ______________.
minimizar; arrefecido
O aumento das tensões instáveis pode resultar num ganho _____________.
oscilante
O sinal à saída de um discriminador monocanal é do tipo TTL. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
Qual é o dispositivo que permite fazer a análise da amplitude dos sinais e o armazenamento do resultado?
É o analisador multicanal.
Nos detetores semicondutores dopados do tipo p, a condução da corrente é feita pelos eletrões. Verdadeiro ou Falso?
Falso. É feita pelos buracos.
Nem toda a energia da radiação é usada para a promoção do eletrão, sendo parte dela dissipada em modos de excitação da rede cristalina. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
A energia de Fermi é independente da pureza do material. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Numa junção p-n, os eletrões difundem-se da zona ____ para a zona ___.
n; p
Para qualquer temperatura diferente de 0 K, a probabilidade de um eletrão se encontrar com a energia de Fermi é de ______.
1/2
Numa junção p-n, a zona de depleção é uma zona sem cargas livres, onde se forma um campo elétrico interno que permite a separação de cargas dos pares eletrão-buraco aí formados. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
A polarização inversa ______________ o campo elétrico interno, não existindo ____________ de cargas e havendo, assim, um _____________ da zona de depleção.
reforça; movimento; aumento
Para uma junção p-n funcionar como um detetor, esta tem de estar polarizada diretamente. Verdadeiro ou Falso?
Falso
A tensão aplicada deve ser tal que maximize o volume abrangido pela zona de depleção, em virtude de ser a região ativa do detetor. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
A resolução dos detetores de cintilação é melhor do que a de detetores HPGe. Verdadeiro ou Falso?
Falso
Os detetores HPGe têm de ser armazenados a temperaturas criogénicas. Verdadeiro ou Falso?
Falso. Necessitam de temperaturas criogénicas para funcionar, mas podem ser armazenados à temperatura ambiente.
Os detetores Ge(Li) ou Si(Li) são blocos de semicondutores tipo-p. Verdadeiro ou Falso?
Verdadeiro
