¿Cómo podemos detectar los rayos X?

Hay muchas formas de detectar rayos X. Enumeraré solo algunos que se utilizan (o se han utilizado) en imágenes médicas. Esencialmente, hay varias estrategias, pero siempre implica detener la radiación y usar la energía liberada para efectuar un cambio, químico o eléctrico, que se pueda detectar.

1. Film fotográfico. La exposición a los rayos X tiene un efecto similar a la exposición a la luz. Esto se puede combinar con una "pantalla intensificadora", una capa delgada de material de centelleo que convierte un solo rayo X en un estallido de fotones. Aumenta la eficiencia pero reduce la resolución espacial. Esta es la radiografía original de Roentgen (1895)
2. Centelleadores: una clase de materiales (similares a los fósforos) que absorben la energía de la radiación incidente y emiten múltiples fotones de menor energía (a menudo en el espectro visible). La luz producida se puede leer con fotodiodos, fotomultiplicadores, fotodiodos de avalancha, fotomultiplicadores de silicio y otros fotosensores. Este es el caballo de batalla para la detección de radiación en imágenes médicas hoy en día, especialmente a energías más altas. Se utiliza para la mayoría de las imágenes (digitales) de rayos X, CT, PET y SPECT.
3. Xenón: debido a la alta Z, tiene un poder de frenado razonable para rayos X (especialmente cuando está bajo alta presión: 10 - 25 bar típicamente). La ionización da como resultado una conductividad que puede detectarse (flujos de corriente donde ocurrió la exposición). Era común en los detectores de CT en los años 90, pero ha sido reemplazado por detectores de centelleo/fotodiodo.
4. Selenio: similar al proceso antiguo de Xerox, carga un semiconductor con una carga superficial. La exposición a la radiación ionizante hace que la carga se disipe en algunos lugares; la lectura de la carga residual le muestra dónde se produjo la radiación. Esto a veces se llama CR - radiografía computarizada. Es el "pariente pobre" de la radiografía digital.
5. Materiales de conversión directa, por ejemplo, CdZnTe (a menudo llamado CZT). Este es un semiconductor; cuando absorbe la energía de un rayo X incidente, se crean pares electrón-hueco. Al aplicar un campo eléctrico a través del material, obtienes un pulso eléctrico cuando los electrones llegan al ánodo. El uso de ánodos pixelados le permite determinar con precisión la posición de la radiación. La amplitud de la señal también le proporciona la energía; esto es particularmente útil para las imágenes SPECT, donde la resolución de la energía es importante para la corrección de dispersión (estrictamente hablando, SPECT utiliza rayos gamma la mayor parte del tiempo: la distinción está en el origen de la radiación , pero en ambos casos tienes un fotón de alta energía).
6. Cámara de ionización: un conjunto de cables cruzados con altos voltajes entre ellos es un detector de radiación efectivo: la radiación golpea los cables y el electrón que se desprende ioniza el aire; esto luego genera una avalancha, y usted detecta la posición mirando el par de cables que llevan la corriente
7. Detector de paja con paredes de plomo: otra geometría en la que la radiación interactúa con el plomo, crea ionización, genera una avalancha y se detecta. Consulte, por ejemplo, http://www.proportionaltech.com/new_site/index.php?option=com_content&view=article&id=109&Itemid=76

Hay muchas otras técnicas en imágenes médicas y astronomía: esta es solo una lista que escribí en la parte superior de mi cabeza. Para aplicaciones que no son de imágenes, hay una gran cantidad de otras técnicas. Puede ver una lista bastante buena de germanio, silicio/litio y otros detectores en el sitio web de Canberra .

Los rayos X son fotones, por lo que, como se sugiere en los comentarios anteriores, el efecto fotoeléctrico podría explotarse utilizando un material apropiado.

Por ejemplo, las máquinas SAXS (dispersión de rayos X de ángulo pequeño) utilizan muchos tipos de detectores basados ​​en Si .

Sé que los rayos X se pueden detectar de varias formas, como la ionización de partículas de aire.

¿Hay alguna forma de detectar rayos X, que son fotones, detectando? ¿Puede algo absorber la energía de los rayos X y detectar si está ahí?

La medicina utiliza rayos X de forma continua y la forma de detectarlos es exponiendo una película que se guarda en un recipiente oscuro. Por lo tanto, uno no permite la contaminación por luz visible.

Si no conoce la fuente de los fotones y quiere ver qué tan duros son, puede exponer secuencialmente la película en un recipiente oscuro cubierto por diferentes materiales y con diferentes longitudes de atenuación para medir la energía.

Los rayos X y los rayos gamma se pueden detectar utilizando un detector de centelleo.

El detector de centelleo se compone de cristal de NaI (Tl) (centelleador) fijado firmemente en un tubo fotomultiplicador en un espectrómetro de rayos gamma. Para la detección y medición de rayos gamma se utiliza un centelleador de una pulgada o más de espesor. Para rayos X se utiliza un centelleador delgado. El contador portátil Geiger Muller se utiliza para conocer los niveles de radiación gamma de fuentes como el cobalto-60. Referencia: Detección y medición de radiación por Glenn F.Knoll Detección y medición de radiación