Interacción de la radiación con la materia

Presentación del tema: "Interacción de la radiación con la materia"— Transcripción de la presentación:

1 Interacción de la radiación con la materia
Física de Radiaciones Interacción de la radiación con la materia

2 Radiación y Radioactividad
Radiación: Energía en tránsito, ya sea como ondas electromagnéticas o como partículas. Radioactividad: Proceso natural y espontáneo. Característica de varios materiales que emiten radiación ionizante.

3 Ionización Ionización: proceso que resulta de remover un
electrón de un átomo o molécula eléctricamente neutro. El resultado es la creación de un par de iones: un electrón (negativo) y un positiva.

4 Excitación Excitación: Proceso que le proporciona suficiente energía a un electrón de un átomo o molécula que le permite ocupar un estado de mayor energía. El electrón permanece ligado al átomo o molécula, no se producen iones y el átomo permanece neutro.

5 Espectro electromagnético

6 Radiación y el cuerpo humano

7 Interacción de la radiación con la materia

8 Tipos de radiaciones ionizantes
Directamente ionizante (partículas cargadas): Partículas alfa (a). Partículas beta (b+ ó b-). Indirectamente ionizante (partículas neutras): Rayos gamma (g). Rayos – X. Neutrones.

9 Dosis Dosis absorbida: cantidad de energía que la radiación ionizante imparte a una dada cantidad de masa de materia. Unidades: rad (radiation absorbed dose), en SI: Gray = 1joule/kg. 100 rad = 1Gy. Dosis biológica efectiva ó equivalente: es la dosis absorbida multiplicada por un factor de calidad, que tiene en cuenta el potencial de daño biológico relativo de los distintos tipos de radiación. Unidad rem (roentgen equivalent man), en SI: Sievert. 100rem = 1Sv. Ejemplo: partículas a es 20 veces más dañina que las b.

10 Interacciones de Partículas a
Principales mecanismos de transmisión de energía:1) ionización y 2) excitación. Alta probabilidad de interacción: produce un alto número de pares iónicos por unidad de camino recorrida. Rango corto: débilmente penetrante.

11 Clasificación de neutrones (interacción con tejidos)
Categoría Rango de energía Térmicos ~ eV (< 0.5 eV) Intermedios 0.5 eV KeV Rápidos 100 KeV - 20 MeV Relativistas > 20 MeV

12 Interacciones de neutrones
Neutrones lentos: 1)Captura radiactiva con emisión g; 2) con emisión de partículas cargadas (a, p, d); 3) fisión (absorción por un átomo pesado). Neutrones rápidos: 1) scattering elástico e inelástico (modera o termaliza los n)

13 Scattering elástico de neutrones
Neutrón colisiona con núcleo de aprox. el mismo tamaño. El núcleo de H es el más eficaz. No hay emisión de rayos-g. Se separa el núcleo de sus electrones.

14 Scattering inelástico de neutrones
El neutrón golpea un núcleo grande. Penetra el núcleo, excitando un nucleón y sale con pérdida de energía. El núcleo queda en estado excitado y emite rayos-g.

15 Propiedades de las radiaciones
Radiación Tipo de Radiación Masa (uma) Carga Materiales para frenarla Alfa Partícula 4 +2 Papel, piel, ropa. Beta 1/1836 ±1 Plástico, vidrio, metales livianos. (bajo Z y baja densidad) Gamma – rayos X Ondas electromagnéticas Metales densos, concreto, Tierra. (alto Z, alta densidad). Neutrons Partículas 1 Materiales con hidrógeno para moderar (Agua, plásticos, aceite), para absorber, materiales que capturan (boro, cadmio).

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17 Rayos - X En 1895 Wilhelm Conrad Röntgen descubre los rayos-X trabajando con un tubo de rayos catódicos. Uno de sus primeros experimentos: una radiografía de la mano de su esposa.

18 Tubo de Rayos-X

19 /EquipmentMaterials/xraysources.htm

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21 Rayos –X característicos
El e- incidente colisiona con un e- de la capa K. Esta vacancia es llenada por un e- de una capa externa. Energía sobrante: emisión de fotón (rayo X).

22 Rayos X característicos

23 Rayos X – Rayos g Rayos X De origen atómico: R-X característicos.
Radiación de frenado: generador de RX. Energía cuántica > 124eV. Rayos g De origen nuclear: proceso radiactivo. Energía cuántica > 1 MeV.

24 Radioactividad natural
Descubierta en 1896 por Henri Bequerel. En 1898 los esposos Curie descubren el “polonio” y el “radium”. En 1946 ya se disponen de fuentes de rayos gamma realizadas por el hombre, como el Cobalto-60. /Introduction/history.htm

25 Radioactividad natural
Henri Bequerel ( ) Pierre Curie ( ) Marie Curie ( )

26 Recursos Espectro electromagnético, radiación y cuerpo humano, dosis.
Rayos X – Rayos g. HighSchool/Radiography/hs_rad_index.htm Neutrones, partículas alfa.