5045_Electronica_Nuclear

UNIVERSIDAD DE MENDOZA – FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA
BIOINGENIERÍA
ASIGNATURA
ELECTRONICA NUCLEAR
CURSO
4to
ÁREA
T.A.
MATERIAS CORRELATIVAS:
1042 Electrónica Analógica II
CÓDIGO
5045
ULTIMA REVISIÓN
2.009
AÑO LECTIVO 2009
Profesor Titular:
Ing. Diego F. RIOS
Profesor Asociado:
Profesores Adjuntos:
Ing. Guillermo D. ALVAREZ
Jefes de trabajos prácticos:
Carga Horaria Semanal:
5
Carga Horaria Total:
75
OBJETIVOS:
Proporcionar a los alumnos sólidos conocimientos teóricos y prácticos
relativos a los distintos sistemas de detección de las radiaciones ionizantes
utilizados en medicina.
Familiarizar al alumno en los principios de funcionamiento y en el
procesamiento electrónico de las señales, en los distintos problemas que puede
encontrar en la práctica y los distintos métodos de resolverlos.
PROGRAMA ANALÍTICO:
Capítulo I:
FUENTES DE RADIACIÓN
Tema 1:
Unidades y definiciones:
1.1.1.- Introducción; 1.1.2.- Tipos de radiación; 1.1.3.- Calidad de la radiación
como parámetro fundamental; 1.1.4.- Autoabsorción; 1.1.5.- Diseños de fuentes;
1.1.6.- Radioactividad; 1.1.7.- Energía; 1.1.8.- Rangos útiles; 1.1.9.- Unidades.
Tema 2:
Fuentes de Radiaciones:
1.2.1.- Fuentes de electrones rápidos: Decaimiento alfa, conversión interna,
electrones Auger; 1.2.2.- Fuentes de partículas cargadas pesadas: Decaimiento
alfa, fisión espontánea; 1.2.3.- Fuentes de radiación electromagnética: rayos
gama después de una decaimiento beta, aniquilación, rayos gama después de
reacciones nucleares, radiación de frenado (Bremsstrahlung), rayos-x
característicos; 1.2.4.- Fuentes de neutrones: fisión espontánea, fotoneutrones,
reacciones como consecuencia de partículas cargas aceleradas.
Capítulo II:
ESTADÍSTICA Y CARACTERÍSTICAS DE LOS DETECTORES
Tema 1:
Estadística y predicción de errores:
2.1.1.- Introducción; 2.1.2.- Caracterización de los datos; 2.1.3.- Modelos
estadísticos: distribución binomial, distribución de Poisson, distribución normal o
Gausiana; 2.1.4.- Aplicaciones de los modelos estadísticos; 2.1.5.- Propagación
de errores; 2.1.6.- Optimización de los experimentos; 2.1.7.- Límites de detección;
2.1.8.- Distribución de intervalos de tiempo: intervalos entre eventos sucesivos,
tiempos para el próximo evento, intervalos entre eventos escalados.
Tema 2:
Propiedades generales de los detectores de radiación:
2.2.1.- Modelos simplificado del detector; 2.2.2.- Modos de operación del detector:
modo corriente, modo de tensión cuadrática media, modo de pulso; 2.2.3.Espectro del pulso; 2.2.4.- Plateaus y curvas de conteo; 2.2.5.- Resolución en
energía; 2.2.6.- Eficiencia de detección; 2.2.7.- Tiempo muerto: modelos del
comportamiento del tiempo muerto, métodos de medición del tiempo muerto,
estadística del tiempo muerto.
Capítulo III:
DETECTORES DE RADIACIÓN GASEOSOS
Tema 1:
Detectores de Ionización Gaseosa:
3.1.1.- Introducción; 3.1.2.- Cámara de Ionización de Corriente Continua; 3.1.3.Anillo de guarda; 3.1.4.- Medición de Corriente en Cámaras de Ionización de
Corriente Continua; 3.1.5.- Cámara de Ionización de Impulsos; 3.1.6.- Cámara de
Ionización con Reja; 3.1.7.- Gases de Llenado; 3.1.8.- Contadores Proporcionales;
3.1.9.- Contadores Geiger-Müller; 3.1.10.-Tiempo Muerto, Tiempo de Resolución y
Tiempo de Recuperación; 3.1.11.- Curva Característica de un Detector GeigerMüller.
Tema 2:
Detectores de Centelleo:
3.2.1.- Introducción; 3.2.2.- Substancias Luminiscentes; 3.2.3.- Tubos
Fotomultiplicadores; 3.2.4.- Consideraciones Prácticas sobre los Detectores de
Centelleo; 3.2.5.- Espectroscopía de la Radiación Gamma Mediante Detectores
de Centelleo; 3.2.6.- Eficiencia de la Radiación Gamma; 3.2.7.- Forma del Impulso
y Tiempo de Resolución de un Detector de Centelleo.
CAPITULO IV: DETECTORES DE RADIACIÓN SOLIDOS
Tema 1:
Detectores Semiconductores:
4.1.1.- Propiedades de los semiconductores; 4.1.2.- Acción de las radiaciones
ionizantes en semiconductores; 2.1.3.- Semiconductores como detectores de
radiación; 4.1.4.- Configuraciones de los detectores semiconductores; 4.1.5.Características operacionales; 4.1.6.- Aplicaciones de los diodos de silicio; 4.1.7.Detectores de germanio; 4.1.8.- Consideraciones generales; 4.1.9.-Configuración
de los detectores de germanio. 4.1.10.- Características operacionales. 4.1.11.Espectroscopia gamma.
Tema 2:
Detectores por Termoluminiscencia
4.2.1.- Introducción; 4.2.2.- Principio Físico; 4.2.3.- Detectores TLD; 4.2.4.Equipos para la Recuperación de Datos Acumulados.
CAPITULO V: ELECTRONICA NUCLEAR
Tema 1:
Amplificación de Impulsos:
5.1.1.- Introducción; 5.1.2.- Impulsos entregados por los Detectores de Radiación;
5.1.3.- Impulsos de Tensión e Impulsos de Corriente; 5.1.4.- Amplificadores de
Impulsos; 5.1.5.- Circuitos Fundamentales de Amplificación; 5.1.6.- Agrupación en
Cascada de Etapas Amplificadoras; 5.1.7.- Realimentación Negativa; 5.1.8.Transmisión de Impulsos; 5.1.9.-Ruido Parásito de Amplificadores; 5.1.10.Influencia del Ruido en las Mediciones Nucleares; 5.1.11.- Conformación de los
Impulsos; 5.1.12.-Sobresaturación.
Tema 2:
Coincidencia y Anticoincidencia:
5.2.1.- Introducción; 5.2.2.- Coincidencias Verdaderas y Accidentales – Tiempo de
Resolución; 5.2.3.- Circuitos de Coincidencia; 5.2.4.- Sistema Rápido-Lento de
coincidencias; 5.2.5.- Experiencias Nucleares Simples Mediante Circuitos de
coincidencia; 5.2.6.- Espectrómetros compton y de creación de Pares; 5.2.7.circuitos de Anticoincidencia; 5.2.8.- Medición de Actividades muy Débiles.
Tema 3:
Análisis de Amplitudes de Impulsos e Intervalos de Tiempo:
5.3.1.- Introducción; 5.3.2.- Discriminadores Integrales de Amplitudes; 5.3.3.Analizador Monocanal; 5.3.4.- Amplificadores de Ventana; 5.3.5.- Analizadores
Multicanal; 5.3.6.- Conversión de Amplitudes de Impulsos en Intervalos de
Tiempo; 5.3.7.- Funcionamiento de un Analizador Multicanal; 5.3.8.- Tiempo
Muerto del Analizador.
Formación Práctica
Horas
Resolución de Problemas Rutinarios:
Laboratorio, Trabajo de Campo:
20
Resolución de Problemas Abiertos de ingeniería:
Proyecto y Diseño:
PROGRAMA DE TRABAJOS PRÁCTICOS:
1) Reconocimiento de los distintos tipos de detectores de radiación
usados en Medicina. Detectores Geiger Müller, cámaras de ionización y
Diodos
semiconductores.
2) Medición de una fuente de Estroncio con diferentes tipos de
detectores. Efecto del volumen activo de las cámaras de ionización,
resolución espacial y umbrales de detección
TP N°1:
1) Reconocimiento de los distintos tipos de detectores de radiación usados en
Medicina. Detectores
Geiger Müller, cámaras de ionización y Diodos
semiconductores.
TP N°2:
Medición de una fuente de Estroncio con diferentes tipos de detectores. Efecto del
volumen activo de las cámaras de ionización, resolución espacial y umbrales de
detección.
TP N°3:
Determinación de la Capacidad de Discriminación de Energía en una Unidad
Cristal - Fototubo.
TP N°4:
Medir la Amplitud del Impulso a la Salida del Amplificador en Función de la
Energía del Fotón Incidente
Repetir para Distintos Radioisótopos.
Análisis de la Linealidad del Amplificador Correlacionando los Valores Obtenidos.
TP N°5:
Comprobación de la Influencia del Tiempo Muerto en la Pérdida de Información.
ARTICULACIÓN HORIZONTAL Y VERTICAL DE CONTENIDOS:

Los contenidos abordados en esta materia se basan en conceptos de las
siguientes cátedras:
Asignatura

1042 Electrónica Analógica II
4to año
5041 Radiaciones y Protección
Radiológica
4to año
Comparte e integra elementos horizontalmente con las siguientes cátedras:
Asignatura

Curso
Curso
Los contenidos abordados en esta materia aportan conceptos a las
siguientes cátedras:
Asignatura
Curso
5052 Equipamiento de
Diagnóstico y Terapia
5to año
5054 Medicina Nuclear
5to año
CONDICIONES PARA REGULARIZAR
EVALUACIÓN:
LA MATERIA y RÉGIMEN DE
El alumno deberá:
 Cumplir con el 80% de asistencia
 Aprobar el 100% de los Trabajos Prácticos
 Aprobar el 100% de los Exámenes Parciales
 Aprobar el Examen Final
BIBLIOGRAFÍA:
Principal:
Autor
KNOLL, Glenn
Título
Radiation Detection and
Measurement 3ra Edición
Editorial
Wiley
Año Ed.
2000
Título
Introducción a la
Instrumentación y Control
de Reactores
Instrumentación Nuclear
Editorial
Apuntes
Año Ed.
De Consulta:
Autor
SINDERMAN,
Jorge
TANARRO
SANZ, Agustín
Jen
ESTRATEGIAS DIDÁCTICAS UTILIZADAS:

Clases expositivas

Trabajos teórico - prácticos grupales e individuales

Trabajos prácticos individuales
RECURSOS DIDÁCTICOS UTILIZADOS:





Libros de Textos
Exposición en clase
Presentaciónes en Power Point
Guías de trabajos prácticos
Apuntes elaborados para los alumnos

Apuntes elaborados por los alumnos
PROGRAMA DE EXAMEN:
BOLILLA 1:
BOLILLA 2:
BOLILLA 3:
BOLILLA 4:
BOLILLA 5:
BOLILLA 6:
BOLILLA 7:
BOLILLA 8:
CAPITULOS: I,V
CAPITULOS: II,V
CAPITULOS: III,V
CAPITULOS: IV, V
CAPITULOS: I,III
CAPITULOS: I, IV
CAPITULOS: II, III
CAPITULOS: II, IV