Introducción: Las radiaciones ionizantes son fenómenos donde se transporta energía en forma de ondas electromagnéticas, las cuales tienen la capacidad de ionizar la materia provocando efectos secundarios en los seres. En este trabajo se pretende demostrar el uso de materiales semiconductores para determinar la presencia de partículas radiactivas, utilizándolos como monitores de radiación.
Materiales y métodos: La elaboración de este trabajo consistió en armar un circuito detector de radiación utilizando materiales semiconductores como sensor, en este caso un transistor de potencia 2N5686. El resto de los materiales utilizados fueron los que permitieron generar alta tensión a partir de una batería de 9 V (transistores y capacitores), y una bocina que sea el indicador sonoro de partículas radiactivas, con lo cual se demuestra que el tamaño del monitor propuesto es pequeño y portátil.
Una vez con el monitor armado, el primer paso para probar su funcionalidad fue simular la presencia de radiación ionizante en la juntura semiconductora del sensor. Esto fue hecho aplicando un voltaje al transistor capaz de activar la bocina indicando la presencia de un cambio en la corriente del mismo. El voltaje aplicado fue obtenido con un generador de funciones, modificando su ciclo de trabajo para generar pequeños pulsos.
Además, hicimos mediciones del volumen de la pastilla semiconductora con el fin de calcular la sensibilidad del silicio con relación a sus dimensiones (fig. 1).
Resultados: Nuestro circuito nos entregó una salida en las bocinas con pequeños pulsos de voltaje del orden de los 480 mV a 20 mS (duty cycle). Con estos pequeños estímulos, simulamos la creación de pares “electrón hueco” que son los responsables de un pico de corriente detectable por nuestro circuito monitor.
Conclusiones: Los materiales semiconductores son muy sensibles a la radiación ionizante, ya que este tipo de energía produce pares “electrón hueco” los cuales modifican la corriente que pasa a través del material. Para que estos pares sean percibidos, es necesario que la juntura semiconductora (transistor) esté omitida a una alta tensión, y así registrar la señal producida.
Dentro de las desventajas del monitor tenemos que tiene un área efectiva muy pequeña (4.4mm×4.9mm), además de que es muy sensible el material al contacto y la misma radiación es capaz de dañar el sensor. Por otra parte, el semiconductor debe de estar frío para evitar el ruido térmico. Sin embargo, el monitor hecho es fácil de hacer, barato y tiene buena respuesta a la radiación.
A amigos y familiares por el apoyo en este trabajo, así como sus consejos cuando los necesito.