Abstract:
Los detectores de radiación basados en semiconductores constituyen una de las tecnologías más utilizadas
en sistemas de medición de radiación ionizante, debido a su alta resolución energética, tamaño compacto y
rápida respuesta. En estos dispositivos, la radiación incidente genera pares electrón–hueco en el material
semiconductor, produciendo pulsos eléctricos cuya amplitud está relacionada con la energía depositada por
la partícula incidente.
El procesamiento de estas señales requiere de sistemas electrónicos capaces de acondicionar, adquirir y
analizar los pulsos generados por el detector. En particular, en aplicaciones aeroespaciales, estos sistemas
deben operar en entornos con presencia de radiación ionizante, lo que puede provocar eventos transitorios
en los circuitos digitales y afectar su funcionamiento.
En este contexto, el uso de dispositivos programables del tipo FPGA resulta especialmente adecuado, ya que
su arquitectura reconfigurable permite recuperar el funcionamiento del sistema mediante la recarga del
bitstream, mejorando la robustez frente a efectos de radiación.
A partir de estas consideraciones, en este trabajo se desarrolla un sistema electrónico para la lectura y
procesamiento de señales provenientes de detectores de radiación semiconductores. El sistema integra una
etapa de acondicionamiento analógico junto con una etapa de adquisición digital basada en FPGA,
permitiendo medir eventos individuales y extraer información asociada a la energía de las partículas
detectadas.
Para validar el sistema, se realizaron ensayos experimentales utilizando una fuente 241Am, emisora de
partículas alfa, y el detector semiconductor U3DTHIN. A partir de las señales adquiridas, se construyeron
histogramas que permiten analizar la distribución de los eventos detectados.
El producto final es una placa que tiene un formato shield y se acopla fácilmente a los conectores de
expansión de la placa EDU-CIAA FPGA. La placa shield llamada Front End ICE 40 integra el
acondicionamiento de señal y el generador de rampa junto con el comparador.
El dispositivo desarrollado no se limita solamente a una sola aplicación, sino que también se puede utilizar
una gran variedad de aplicación ya que la electrónica desarrollada es aplicable a distintos tipos de
detectores semiconductores con características similares como los tubos fotomultiplicadores (PMTs),
fotodiodos, fotodiodos de avalancha (APDs) y diversos detectores basados en gas.
La solución propuesta combina flexibilidad, capacidad de procesamiento y adaptabilidad, constituyendo
una alternativa viable para sistemas de detección de radiación en aplicaciones científicas, industriales y
aeroespaciales
