Principios de análisis instrumental

820 Capítulo 32 Métodos radioquímicos <« radionúclidos de ración en la atmósfera, a los materiales utilizados en la construcción del laboratorio, a la contaminación accidental dentro del laboratorio, a radiación cósmica y a la emisión de mate– riales radiactivos en la atmósfera de la Tierra. Entonces, con el fin de obtener una valoración exacta es necesario corregir los con– teos medidos en función del ruido de fondo. El periodo de conteo requerido para establecer la corrección del fondo difiere con fre– cuencia del de la muestra; por tanto, es más conveniente utilizar velocidades de conteo como se muestra en la ecuación 32.15. (32.15) donde R, es la velocidad de conteo corregida y Rx y Rb son las velo– cidades para la muestra y el fondo, respectivamente. La desviación estándar de la velocidad de conteo corregida se puede obtener al aplicar la ecuación (1) de la tabla al.6 (apéndice 1). Así, (]"R = YO"~ + (]"~ ' ' b Al sustituir la ecuación 32.12 en esta ecuación se obtiene (32.16) . EJEMPLO 32.4 Una muestra produce 1800 conteos en un periodo de 10 minu– tos. Se obtuvo un ruido de fondo de 80 conteos en 4 minutos. Calcule la incertidumbre absoluta en la velocidad de conteo corregida para un nivel de confianza de 95 por ciento. Solución 1800 R. = -- = 180 cpm X 10 80 Rb =- = 20cpm 4 Al sustituir en la ecuación 32.16 se obtiene 180 80 - + - = 6.2cpm 10 4 En el nivel de confianza de 95%, ClparaR, = (180 - 20) ± 1.96 X 6.2 = 160 ± 12 cpm En este caso, las probabilidades de que el conteo verdadero esté entre 148 y 172 cpm son de 95 en 100. Observe que la inclusión de las contribuciones del fondo causa invariablemente un incremento en la incertidumbre de la determinación que se da a conocer. 32B INSTRUMENTOS La radiación que producen las fuentes radiactivas se detecta y se mide de la misma manera que la radiación X (secciones 12B.4 y 12B.5). Las cámaras llenas de gas, los contadores de centelleo y los detectores semiconductores son sensibles a las partículas alfa y beta y a los rayos gamma porque la absorción de estas partículas produce ionización o fotoelectrones que pueden, a su vez, produ– cir miles de pares de iones. Por tanto, se produce un pulso eléc– trico detectable por cada partícula que llega al transductor. 328.1 Medición de partículas alfa En general, con el fin de disminuir la autoabsorción, las muestras emisoras de partículas alfa se cuentan en forma de capas delgadas preparadas por electrodepósito o por vaporización. A menudo estas capas se sellan con otras capas delgadas de material y se cuentan en contadores proporcionales de flujo de gas sin ventanas o en cámaras de ionización. También se pueden colocar justo al lado de un detector de estado sólido, con frecuencia al vacío, para el conteo. Cada vez se utilizan más los contadores de centelleo líquido (véase la sección siguiente) para el conteo de emisores de partículas alfa, dada la facilidad de preparación de la muestra y su mayor sensibilidad para la detección de partículas alfa. Puesto que los espectros de partículas alfa tienen como característica picos de energía distintos, son muy útiles para la identificación. Los analizadores de altura de pulsos (sección 12B.S) facilitan registrar los espectros de partículas alfa. 328.2 Medición de particulas beta Para las fuentes de partículas beta cuya energía es mayor que 0.2 Me V, se cuenta por lo regular con una capa uniforme de la muestra con un contador Geiger de ventana delgada o de tubo proporcional. Para emisores beta de baja energía, como car– bono-14, azufre-35 y tritio son preferibles los contadores de cen– telleo líquido (página 285). En este caso, la muestra se disuelve en una disolución del compuesto centelleante. Un frasco que contiene la disolución se coloca entre dos tubos fotomultiplicadores situa– dos en un contenedor hermético a la luz. La salida de los dos tubos alimenta a un contador de coincidencia, un dispositivo electrónico que registra un conteo sólo cuando los pulsos de los dos transduc– tores llegan al mismo tiempo. El contador de coincidencia reduce el ruido de fondo de los detectores y de los amplificadores debido a la poca probabilidad que tiene de afectar a los dos sistemas de manera simultánea. El conteo mediante centelleo líquido es el que más se utiliza en las determinaciones de partículas beta debido al amplio uso de esta técnica en los laboratorios clínicos. Puesto que los espectros beta son de ordinario continuos, los análisis de altura de pulsos son menos útiles que con las partículas alfa. 328.3 Medición de La radiación gamma La radiación gamma se detecta y se mide con los métodos que se analizaron en las secciones 12B.4 y 12B.5 para la radiación X. La interferencia que ocasionan las radiaciones alfa y beta se elimina con facilidad al filtrar la radiación con una pieza delgada de alu– minio o plástico. Los espectrómetros de rayos gamma 7 son similares a los ana– lizadores de altura de pulsos descritos en la sección 12B.5. Un montaje característico se observa en la figura 32.3. La figura 32.4 ilustra un espectro de rayos gamma de una muestra de suelo que ' Véase G. Gilmore, Practica/ Gamma-Ray Spectrometry, 2a. ed., Chichester, UK: Wiley, 2008.