La Cámara de Ionización

 El detector más sencillo de este tipo es la cámara de ionización, que se puede considerar como un condensador plano-paralelo en la que la región entre los planos está rellena de un gas, usualmente aire. El campo eléctrico en esta región evita que los iones se recombinen con los electrones y se puede interpretar que en esta situación los electrones se dirigen al electrodo positivo, mientras que los iones cargados positivamente lo hacen al negativo. Gas

W (eV/par)

H2

37

He

41

N2

35

O2

31

 Aire

35

Ne

36

 Ar

26

Energía media necesaria para formar un par electrón-ión

 La energía media necesaria para producir un ión en aire es de unos ! e" , por tanto una radiación de # $e", produce un má%imo de  % #&' iones y electrones. (ara una cámara de ionización de tama)o medio, de unos #&%#& cm con una separación de # cm entre las placas, la capacidad es de *.+ % #&-#  y el voltae del pulso recogido es de unos/

 Este voltae es bastante peque)o, por lo que debe ser ampli0icado 1hasta un valor #&&&&2 antes de que se pueda analizada normalmente.  La amplitud de la se)al es proporcional al n3mero de iones creados 1y por tanto, a la energía depositada por la radiación2, y es independiente del voltae entre las placas. El voltae aplicado determina la velocidad de deriva de los electrones e iones hacia los electrodos de la cámara. (ara un valor típico del voltae de unos #&& ", ", los los iones se mueven a velocidades de # m4s. Esto hace que tarden hasta &.&# s en atravesar una cámara de # cm de grosor 1Los electrones son más móviles y viaarán unas #&&& veces más rápido2. Estos tiempos son e%cesivamente largos para los tiempos con los que normalmente se trabaa en la detección de radiaciones nucleares. (or eemplo, una 0uente débil de # m5i da un promedio de una desintegración cada & ms. (or tanto, la cámara de ionización no sirve como contador de se)ales individuales. 6ormalmente se usa la cámara de ionización como monitor de radiación. La intensidad de la radiación se recogida como una corriente que representa la interacción de muchas radiaciones durante el tiempo de respuesta de la cámara. La corriente de salida es proporcional tanto a la actividad de la 0uente y a la energía de las radiaciones 1radiaciones de mayor energía dan una mayor ionización y por tanto, una mayor respuesta2.

CONTADOR PROPORCIONAL  (ara lograr observar pulsos individuales, debemos aumentar el voltae aplicado 1superando los #&&&"2. 7e este modo el mayor campo eléctrico es capaz de acelerar los electrones lo su0iciente como para que éstos puedan generar ionizaciones secundarias.

Los electrones secundarios acelerados producen nuevas ionizaciones, con lo que 0inalmente se genera una avalancha o cascada de ionizaciones. 8unque hay un gran n3mero de ionizaciones secundarias 19#&&&-#&&&&&2, la cámara siempre trabaa de modo que este n3mero es proporcional al n3mero de sucesos primarios 1de ahí el nombre de contador proporcional2.  La geometría del contador proporcional suele ser cilíndrica, tal como se muestra en la 0igura/

 En este caso, el campo eléctrico es/

 donde r es la distancia radial, b el radio interno del cátodo y a el radio e%terno del ánodo. La avalancha ocurrirá obviamente en la región donde el campo es mayor cerca del cable de ánodo. Esta región, sin embargo, representa solamente una peque)a 0racción del volumen de la cámara. La gran mayoría de los iones originales son creados leos de esta región central, y la deriva de los electrones es lenta hasta que inician el proceso de avalancha. 1Los sucesos primarios que ocurren dentro de la región de campo intenso, son poco ampli0icados, dado que no tienen la oportunidad de crear tantas colisiones2. 7ebido a que la se)al de salida de un contador proporcional proviene principalmente del proceso de avalancha, el cual ocurre muy rápidamente, el tiempo viene determinado por el tiempo de deriva de los electrones primarios desde el punto de 0ormación del ión original hasta la vecindad del ánodo donde ocurre la avalancha. Este tiempo es del orde de los microsegundos, y por

tanto, el contador puede trabaar en modo pulsado hasta ritmos de conteo del orden de #&:; por segundo.  ambién con gases como ? o @Ae se detectan neutrones con energías en el rango 1&.# e" B #&&Ce"2.

CONTADOR GEIGER-MÜLLER homson y $illiCan, y para escribir la ci0ra de su valor se requieren treinta

ceros a la derecha del punto decimal y luego el n3mero +, Cilogramo. Estamos hablando de partículas realmente peque)ísimas. El primer modelo que trató de e%plicar la constitución del átomo 0ue el de O. O. >homson, quien propuso la e%istencia de una es0era de carga positiva, distribuida en el volumen del átomo, cuyo diámetro es de apro%imadamente una diezmillonésima de micra y supuso que partículas con cargas negativas, los electrones, estaban dispersas de alguna 0orma ordenada en esta es0era. >homson 0ue galardonado con el premio 6obel en #+&; y $illiCan en #+. 5abe aquí se)alar que de entre los estudiantes e investigadores de la Iniversidad de 5ambridge varios 0ueron galardonados con el 6obel además de O. O. >homson/ lord Kayleigh en #+&', Kuther0ord en #+&*, ?ragg padre e hio en #+#!, ?ohr en #+, 8. A. 5ompton y 5. >. K. Wilson en #+S, (. 8. $. 7irac en #+, O. 5hadVicC en #+!, D. (. >homson en #+S, (. $. ?laCett en #+'*, O. 7. 5ocCcro0t y E. >. rinity 5ollege. Ernest casó en #+&& con $ary 6eVton, de 5ristchurch. 8l a)o siguiente, nació su 3nica hia, Eileen. En el Laboratorio 5avendish de la Iniversidad de 5ambridge, Kuther0ord continuó su trabao sobre la detección de ondas electromagnéticas de radio. 8umentó gradualmente el límite de la transmisión, y en #*+; pudo mandar se)ales a media milla de distancia. 6adie había podido mandar se)ales tan leos. En ese mismo a)o publicó un artículo titulado HIn detector magnético de ondas eléctricas.H (osteriormente O.O. >homson lo invitó a unírsele para estudiar el e0ecto de los rayos = sobre los gases.

La vida pro0esional de Kuther0ord puede ubicarse en cuatro periodos/ el primero, de #*+! a #*+* en el Laboratorio 5avendish de 5ambridge/ el segundo, de #*+* a #+&S en la Iniversidad de $cDill en $ontreal/ el tercero, de #+&S a #+#+, en la Iniversidad de $anchester y el cuarto, de #+#+ a #+S, en 5ambridge, cuando 0ue llamado a sustituir a >homson en el Laboratorio 5avendish como pro0esor de 0ísica e%perimental. En cada una de estas etapas Kuther0ord participó decisivamente en el desarrollo del conocimiento/ estuvo siempre en el candelero de la ciencia tal como el mismo aseguraba, en el candelero que el había construido. Era un pro0esor que sabía transmitir a sus discípulos su entusiasmo por la investigación cientí0ica. 7is0ruto de muchas preseas bien merecidas, sean mencionadas el premio 6obel de química en #+&* por sus investigaciones sobre HLa desintegración de los elementos y la radiactivaH , y el título de barón que le 0ue otorgado en #+#. Pl mismo escogió el título de lord Kuther0ord de 6elson, por el cari)o que le tenía a su tierra natal. En el n3mero de agosto de #+S de la revista $ature,  Kuther0ord publicó su 3ltimo artículo que versó sobre el tritio. Itilizando el método de electrólisis trató de enriquecer agua con los átomos pesados del hidrógeno e intentó detectarlos mediante la técnica de la espectrometría de las masas. 8hora sabemos que para haber detectado tritio de esa manera Kuther0ord tenía que haber enriquecido el agua un millón de veces con tritio, porque se trata de un isótopo muy poco abundante. El tritio se conocía desde #+', había sido descubierto por $. L. E. liphant, (. AartecC y el mismo Kuther0ord. Kuther0ord murió en Londres el #+ de ctubre de #+S. 8lgunas de sus 3ltimas palabras sirvieron para indicar a su esposa que deseaba heredar #&& libras esterlinas al 5olegio 6elson. LAS RADIACIONES ALFA- /ETA 0 AMMA En #+&& Kuther0ord estudió las propiedades de un gas emitido por el torio, al que llamó emanación del torioY además descubrió que las sustancias radiactivas se estaban desintegrando continuamente. En enero de #+&&, en la revista %#ilosop#ical aga&ine, Kuther0ord publicó una comunicación acerca de una sustancia radiactiva emitida por compuestos de torio. Ino de los e%perimentos que describía consistía en lo siguiente 1véase la 0igura NN.2/