CPS

Cuentas por segundo mide la velocidad a la que un detector de radiación o contador de partículas genera pulsos de salida. Un detector expuesto a una fuente radiactiva o haz de partículas produce señales eléctricas, y CPS es simplemente el número de esas señales registradas en un segundo. Un contador de centelleo típico podría registrar desde unos pocos cientos hasta varios millones de CPS, dependiendo de la intensidad de la radiación y la sensibilidad del detector.

El CPS importa porque le indica si su medición es confiable. A tasas de conteo muy altas, los detectores comienzan a perder eventos que llegan demasiado juntos; esto se llama pérdida por tiempo muerto, y hace que la tasa de conteo mostrada se estabilice o incluso disminuya a medida que aumenta la intensidad de la fuente. Por el contrario, a tasas de conteo muy bajas (por debajo de aproximadamente 5 CPS), el ruido estadístico se vuelve significativo en relación con la señal, y necesita tiempos de medición más largos para lograr una precisión significativa. Los monitores de radiación industriales, los espectrómetros de laboratorio y los monitores de portal informan todos el CPS como su unidad estándar.

Tiempo muerto y saturación

Después de cada pulso, un detector necesita un breve período de recuperación (microsegundos a nanosegundos, según el tipo) antes de poder registrar otro evento. Durante este tiempo muerto, cualquier radiación entrante no se cuenta. A altas tasas de CPS, las pérdidas se acumulan: un detector clasificado para 100,000 CPS puede comenzar a mostrar un comportamiento no lineal a 50,000 CPS. Los detectores paralizables muestran peores pérdidas que los no paralizables porque los nuevos eventos entrantes reinician el reloj de tiempo muerto, llevando el sistema a la saturación.

La radiación de fondo siempre contribuye a la tasa de conteo. Un detector sin blindaje en un entorno de laboratorio típico registra aproximadamente de 50 a 200 CPS de rayos cósmicos, potasio-40 natural y productos de desintegración del radón. Este fondo debe restarse de los conteos brutos para encontrar la contribución neta de su muestra o proceso. Un blindaje deficiente o la contaminación en el área de medición pueden inflar drásticamente el fondo y hacer perder tiempo en datos inutilizables.

CPS es la métrica bruta; otras unidades derivadas se basan en ella. La sensibilidad de la tasa de conteo (CPS por unidad de dosis de radiación) varía según el tipo de detector, la geometría y la energía. Un tubo Geiger-Mueller típicamente muestra de 10 a 100 CPS por µSv/h, dependiendo del diseño. Los cristales de yoduro de sodio combinados con tubos fotomultiplicadores son mucho más sensibles a los rayos gamma, pero requieren una calibración cuidadosa. La elección del detector determina qué rango de CPS tiene sentido para su aplicación.