¿Cómo funcionan los espectrómetros gamma de centelleo?

Según tengo entendido, el fotón incidente interactúa por dispersión fotoeléctrica, Compton o producción de pares con los electrones del cristal (NaI(Tl) en nuestro caso). El electrón que emerge de estas interacciones genera una cantidad de fotones en el UV o en el visible que son proporcionales a la energía de los rayos gamma. Entonces, la luz producida se puede leer con fotodiodos, fotomultiplicadores, fotodiodos de avalancha, fotomultiplicadores de silicio y otros fotosensores, ¿verdad?

Entonces, ¿cómo se convierten esos electrones en fotones UV o visibles?

En algunos centelleadores orgánicos, es la acción directa del campo eléctrico de la carga que pasa sobre las moléculas lo que excita los modos moleculares del centelleador y no hay necesariamente ningún evento de ionización. En centelleadores cristalinos puede estar relacionado con la banda prohibida, pero no me cites.

Respuestas (1)

En el caso del yoduro de sodio, lo que emite los fotones es el dopante, generalmente Tl (talio) para el yoduro de sodio, por lo que el "nombre completo" generalmente se escribe como NaI: Tl.

Otros centelleadores pueden tener otros dopantes (el cesio es bastante popular, por ejemplo en LaBr3:Cs, un centelleador muy rápido y brillante con un tiempo de decaimiento corto). El mecanismo de transferencia de energía y emisión de luz es bastante complejo, y la probabilidad depende en parte del entorno del dopante. En el caso de LaBr3:Cs, el entorno es "siempre el mismo" porque el Cs desplaza un átomo de La, por lo que el dopante siempre está rodeado por tres iones de halógeno idénticos. Esto hace que el rendimiento de fotones "siempre sea el mismo" y contribuye a la excelente resolución de energía de esa clase particular de centelleador (LaCl3:Cs es otro como ese).