Detectores y espectrometría
La radiación deja señales. Aprende a escucharlas, medirlas e interpretarlas.
Pon una fuente en la mesa, escoge un detector y observa cómo una interacción se convierte en un pulso. Acumula señales para descubrir qué puede contarte un espectro y qué información se pierde por el camino.
Preparando la mesa…
Retos
La mesa
Simulación didáctica; respuesta instrumental aproximadaEs un haz paralelo: la distancia no cambia lo que llega (no hay inverso del cuadrado). Lo que cuenta es la fluencia en la cara del detector.
Lo que marca el detector
Los datos del gráfico, en tabla
El estante
Fuentes
Detectores
Pulsa una tarjeta, o arrástrala a la mesa: las fuentes van a la izquierda y los detectores a la derecha.
Lupa: dentro del detector
La velocidad de la animación solo cambia el dibujo: nunca la actividad, el espectro ni las cuentas.
De la fuente a la cuenta
Una fuente puede emitir mucho y un detector registrar poco. Cada fila es lo que sobrevive a una etapa, por segundo (predicción del modelo).
Análisis y electrónica
Mediciones guardadas
¿Qué detector para cada fuente?
Cada casilla es lo que da este perfil con la geometría de partida de cada fuente: si el detector mide la energía, si solo cuenta, si apenas se distingue del fondo o si no ve nada. Pulsa una casilla para ponerla en la mesa.
Cómo se simula
Cada suceso recorre la misma cadena que en un laboratorio: la fuente emite, la geometría decide qué fracción va hacia el detector, el aire, los accesorios y la ventana frenan o atenúan, el detector convierte la energía depositada en un pulso, y la electrónica decide si el pulso supera el umbral, si llega mientras el detector está ocupado y en qué canal cae.
Las emisiones (energías y rendimientos) son evaluadas: OIEA, Live Chart of Nuclides (ENSDF). La atenuación de fotones sale de NIST XCOM y el frenado de alfas y betas de NIST ASTAR y ESTAR. La forma del espectro beta usa la función de Fermi y el factor de forma de las transiciones prohibidas únicas (DDEP), como la cámara de niebla.
La respuesta de los detectores —eficiencias, resoluciones, tiempos muertos, fondos y tamaños— es un perfil ilustrativo elegido para enseñar, no la ficha de ningún aparato comercial. Por eso las cifras de cuentas no son las de un equipo real, aunque las relaciones entre ellas sí lo son.
El generador de números aleatorios tiene semilla: la misma configuración y el mismo tiempo dan los mismos datos, a cualquier velocidad del reloj y con cualquier número de fotogramas. Las partículas que se dibujan en la mesa son representativas y usan otro azar: no deciden ninguna cuenta.
Lo que este perfil NO hace
- No sigue los fotones ni los neutrones dispersados fuera del detector o en la lámina: la atenuación es de haz estrecho. La luz que cruza el papel se toma ya difundida, y la fluorescencia azul del papel bajo el ultravioleta no se simula.
- Un solo choque Compton por fotón; el resto de interacciones múltiples va en la fracción de depósito completo. Sin picos de escape, sin rayos X de fluorescencia del cristal ni retrodispersión calculada.
- La suma de coincidencias (Co-60, Na-22) y el apilamiento de pulsos son opciones de Avanzado, apagadas por defecto. La suma no lleva la correlación angular de la cascada, y los pulsos por debajo del umbral no se apilan.
- Las alfas siguen su alcance CSDA en línea recta (ASTAR de NIST). Las betas cruzan cada lámina con una probabilidad 1 − x/R_ext, con el alcance extrapolado de Katz y Penfold: el electrón zigzaguea y no llega tan lejos como mide su camino. Contrastado con la transmisión medida de las betas del Bi-210 en aluminio (Oak Ridge, 1951), de −14 a +32 %. Sin radiación de frenado (bremsstrahlung).
- El tubo de rayos X es un continuo de Kramers sin las líneas características del wolframio.
- Los neutrones rápidos solo se detectan tras el moderador, con un factor ilustrativo. La respuesta directa del ³He a neutrones rápidos existe, pero no está calculada.
- El fondo es sintético y propio de cada detector (no es el fondo de ningún lugar). El LaBr₃ sí lleva su propia radiactividad (La-138, unos 66 Bq en 1,5″ × 1,5″), pero sin la contaminación de actinio-227 ni la no proporcionalidad de su luz.
- No hay ninguna conversión de cuentas por segundo a dosis: cuentas, becquerelios, grays y sieverts son magnitudes distintas.
- Quedan pendientes, porque faltan datos con los que defenderlos: los picos de escape, las líneas características del wolframio, la respuesta directa del ³He a los neutrones rápidos, los fotones dispersados fuera del detector, las matrices de respuesta por geometría y la comparación con espectros medidos.
- Las fuentes cotidianas no están calibradas: su actividad sale de su composición y se tratan como una fuente puntual en su centro, sin los fotones que se dispersan dentro del objeto. Sus formas, densidades y cuerdas medias son estimaciones, y los cálculos de autoabsorción, aproximaciones de primer orden.