Page 16 - RADIOPROTECCION 91

Colaboraciones
a las pequeñas cantidades de sedimento disponibles en los testigos sedimentarios profundos. La importancia de la determinación de radionucleidos como el 230Th y el 238U, entre otros, radica en que permiten ampliar el periodo de tiempo cubierto por el 14C \\\[9-10\\\]. Debido al valor de la se- mivida del 230Th (T1/2=75.38(30)·103 a), el periodo de tiem- po datable utilizando su desequilibrio con el progenitor de la cadena alcanza hasta aproximadamente 750·103 años. La ventaja de la medida de este radionucleido por espec- trometría γ frente a la espectrometría α es, entre otras, que el método de preparación de la muestra es rápido y no destructivo, no requiere de procedimientos radioquímicos y que simultáneamente pueden determinarse todos los radio- nucleidos emisores γ contenidos en la muestra. La desventa- ja principal es que el 230Th se desintegra por emisión γ con una probabilidad de 0.38(3)%, a 67.672 keV, por lo que a priori es difícil de detectar por espectrometría γ. La mínima actividad detectable vendrá determinada por el fondo del detector, entre otros factores como la eficiencia, por lo que es fundamental reducirlo y realizar posteriormente su caracterización \\\[11-13\\\]. El espectro de fondo, sobre todo a baja energía, vendrá también condicionado por el efecto Compton que sufren los fotones emitidos por la propia fuen- te durante su medida.
En la actualidad, ya se han realizado estudios con sis- temas de espectrometría γ compuestos por dos detectores HPGe enfrentados, pero que trabajan en coincidencia, limitando su aplicación a radionucleidos con emisiones en cascada \\\[14-16\\\]. Sin embargo, los sistemas de detectores HP- Ge múltiples pueden diseñarse para aumentar la eficiencia total y reducir el fondo mediante la supresión de eventos Compton, con blindajes activos que funcionan en anticoincidencia \\\[17-21\\\], mejorando así los límites de detección, sobre todo en el ran- go de bajas energías.
En este trabajo se describe Mazinger, un sistema de espec- trometría γ de muy bajo fondo y alta eficiencia compuesto por dos detectores de germanio híperpuro (HPGe), tipo p, con contacto cuasipuntual, y con ventanas enfrentadas. Consta además de un blindaje pasivo y otro activo formado por dos anillos antiCompton que rodean a los detectores de HPGe. Se presentan los resultados al aplicar el método de puesta a punto desarrollado para la electrónica digital que procesa las señales de los cuatro detectores. Se estudia en profundidad también el fondo de Mazinger, comparando los resultados con el fondo típico de un detector individual de las mismas características, blindaje pasivo de igual composi- ción y sin sistema antiCompton. Por último, se presentan los resultados preliminares obtenidos en la medida de sedimen- tos de interés paleoclimático comparando los resultados ob- tenidos con los del sistema de espectrometría γ convencional y con los determinados por espectrometría α.
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MATERIAL Y MÉTODOS
Descripción del sistema de espectrometría γ Mazinger
Los dos detectores coaxiales HPGe, tipo p con contacto pun- tual, de los que consta Mazinger son modelo BEGe5030 de Canberra, y poseen un volumen activo de 117 cm3. Ambos detectores están montados sobre dos criostatos horizontales idénticos, libres de impurezas modelo 7915-30/S-ULB y con un preamplificador modelo 2002C de Canberra. Se sitúan de manera que sus ventanas están enfrentadas a lo largo del eje vertical con una distancia entre ellas de 40.6 mm. De esta forma, el ángulo sólido entre el cristal de germanio y la muestra a medir alcanza valores superiores a 2π para geo- metrías especialmente adaptadas a Mazinger. La ventana es de carbón/epoxi de 0.6 mm para evitar la atenuación de los rayos γ de baja energía. Se denomina HPGe1 al detector situado en la parte inferior mirando hacia arriba y HPGe2 al situado en la parte superior mirando hacia abajo, como se muestra en la Figura 1.
Mazinger está dotado de un blindaje activo alrededor de cada detector HPGe que consiste en un sistema antiComp- ton formado por un anillo de cristal centellador de NaI (Tl) con cuatro fotomultiplicadores acoplados que se colocan equidistantes en la parte superior del anillo, modelo 70AP S102/3(4) M-E1X de Scionix. La salida de los cuatro foto- multiplicadores está conectada al mismo preamplificador, modelo 2005 de Canberra. Se denomina ACR1 al sistema antiCompton del detector HPGe1 y ACR2 al correspondiente al detector HPGe2 como puede verse en la Figura 1.
El sistema de medida completo está rodeado de un blindaje pasivo en forma de prisma rectangular constituido, de fuera hacia dentro, por 10 cm de espesor de hierro dulce, 5 cm de plomo muy antiguo y 3 mm de cobre electrolítico. La cámara
Figura 1. Sistema de espectrometría Mazinger.
Ma del Canto Pedrosa García • RADIOPROTECCIÓN • No 91 • Abril 2018