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Para la detección de los rayos x los WDS utilizan contadores gaseosos en el régimen proporcional. Éstos consisten habitualmente de un cilindro metálico hueco en cuyo eje hay un hilo conductor, sujeto de los extremos por tapas aislantes. Dicho conductor se mantiene a un potencial positivo mientras el tubo sirve de cátodo. El tubo se llena con un gas adecuado, y una ventana lateral permite la entrada de la radiación.
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Los fotones incidentes son absorbidos en el gas por efecto fotoeléctrico, y la radiación emitida se absorbe nuevamente para producir nuevos electrones. Con un voltaje aplicado de 1000V-2000V la aceleración de los electrones hace que se multiplique la señal entre 100 y 10000 veces, la cual resulta proporcional al número original de pares electrón-ion, que a su vez es proporcional a la energía depositada por el fotón registrado.
En algunos casos las delgadas ventanas permiten cierta fuga de gas del contador (usualmente gases nobles para evitar la recombinación antes de llegar a los electrodos), la que se compensa con un suministro continuo desde un reservorio, conformando los llamados flow counters (contadores de circulación). Suelen utilizarse flow counters con un contador sellado a continuación, logrando una buena eficiencia en la detección de un amplio rango de longitudes de onda.
