Espectroscopia alfa-beta-gamma con detectores phoswich mediante discriminación digital de forma de pulsos y su aplicación a la determinación de coincidencias

Resumo

La tesis recoge el trabajo desarrollado para implementar un sistema de digitalización de señales electrónicas procedentes de un detector de centelleo, tipo phoswich, y el estudio de la forma de éstas para poder determinar el tipo de radiación ionizante que las producen. Está técnica se conoce por su acrónimo en inglés PSD (Pulse Shape Discrimination Analisys). En la actualidad puede aplicarse ésta por la disponibilidad de tarjetas digitalizadoras de alta velocidad de muestreo. Para ello se ha tenido que desarrollar un sistema digital de utilización genérica, similar a un analizador multicanal analógico, capaz de ser utilizado por diferentes tipos de detectores (phoswichs, germanio, centelleadores sólidos y líquidos, detectores proporcionales, etc). En su desarrollo se exponen las diferentes alternativas tenidas en cuenta a la hora de elegir los algoritmos y condiciones a cumplir para la distinción y filtrado de señales según su forma, en especial las originadas por el centelleador de NaI(Tl) y del CaF2(Eu). Una vez conseguido este objetivo, se aplica a medidas de actividad absoluta de dos radioisótopos que presentan coincidencias (beta-gamma o beta-rayos X) en su esquema de decaimiento radioactivo. Los resultados obtenidos demuestran la validez de esta técnica. Además, pensando en mejorar los equipos de medida portátiles, se propone una nueva configuración de phoswich: con dos cristales: NaI(Tl) y Plástico centelleador. Incluso, debido a que las características luminiscentes de rápida respuesta de los líquidos centelleadores son muy parecidas a las de los plásticos, se propone una disposición que permitiría en un futuro prescindir de separaciones radioquímicas previas a las medidas de ciertos isótopos presentes en muestras radiactivas ambientales. Parte de los resultados obtenidos en la presente tesis han sido reflejados en dos artículos: el primero publicado en los "proceedings" del décimo simposium internacional de física de radiaciones (ISRP-10), y a su vez admitido en Nuclear Instruments and Methods, y el segundo en Journal of Environmental Radioactivity.