Estadistica de contaje

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Laboratorio de Física Nuclear I
Informe N01:
Estadística de Contaje

Introducción :
Sabemos que el decaimiento radioactivo de un isótopo es un proceso aleatorio, como consecuencia de esto no podemos predecir en qué dirección ni en qué tiempo será emitida la radiación que produce el decaimiento de cada uno de los isótopos.
Pero al analizar un ensamble de isótopos radioactivos podemosestablecer una estadística de decaimiento utilizando herramientas estadísticas como número promedio de decaimientos en una dirección a través de un conteo sucesivo.
El objetivo de este informe es mostrar como el decaimiento radioactivo obedece una distribución estadística determinada de eventos independientes entre sí(condición que se verá en la teoría es muy importante para la construcción de ladistribución estadística que describe el decaimiento nuclear), conocida como un caso límite de la distribución binómica ,la distribución de Poisson.
Fundamento Teórico:
Radioactividad y Radiación
La radiactividad es una característica de los isótopos que no tienen un balance correcto entre protones y neutrones, Si el número de neutrones es excesivo o demasiado pequeño respecto al número deprotones se hace más difícil que la fuerza nuclear fuerte pueda mantenerlos unidos, este desequilibrio se corrige a través de la emisión de radiación que puede ser tanto energía electromagnética o partículas con energía cinética, esta radiación se da ,para ser más específica, variando la energía de sus electrones (emitiendo rayos X), de sus nucleones (rayos gamma) o variando el isótopo (al emitirdesde el núcleo electrones, positrones, neutrones o protones)

Co-60
El Cobalto-60 (60Co) es un isótopo radiactivo del cobalto, con una vida media de 5,27 años, El decaimiento de este isótopo se da por los siguientes procesos:

60Co →60Ni* +e+ve
60Co decae por "desintegración beta" al isótopo inestable  (60Ni),emitiendo un electrón con una energía de 315 KeV y una partícula β
60Ni*→60Ni+γ
Y luego dos rayos gammas con energías de 1,17 y 1,33 MeV, respectivamente.

Fig.1: Esquema del decaimiento del 60Co

Principio de funcionamiento del detector Geiger Muller
Este contador es un detector del tipo gaseoso. Este tipo de detectores se basan en el principio de amplificación de la ionización causada por las partículas cargadas que atraviesan un determinado medio gaseoso.

Lageometría más usada para contadores gaseosos es de un cilindro metálico con un alambre central. Se aplica un alto voltaje positivo al alambre, convirtiéndose éste en ánodo y el cilindro en cátodo.

Fig.2: Esquema del funcionamiento del detector Geiger-Müller

Funcionamiento:

La radiación entrante en el detector ioniza el gas que existe en el interior, produciendo pares electrón−ión. Esteelectrón puede excitar a su vez a otras moléculas del gas, chocando con ellas. Al regresar al nivel fundamental los electrones de estas moléculas liberan fotones que son capaces de arrancar, mediante efecto fotoeléctrico, nuevos electrones en otras moléculas del gas. Así se produce un efecto de reacción en cadena, en la que la primera avalancha genera nuevas avalanchas en otras posiciones del tubo.La descarga finaliza cuando la concentración de cargas positivas alrededor del ánodo anula el campo eléctrico. Una vez que esto ha ocurrido, la nube de cargas positivas migra hacia el cátodo induciendo una diferencia de potencial, lo que da lugar a la señal que se registre en un contador.

En la experiencia realizada el escalímetro desempeña el papel del contador que registra y lleva la cuentade los pulsos producidos por la radiación que incide e interacciona en un detector

Estadística del decaimiento nuclear
Como ya había mencionado en la introducción se sabe que el decaimiento radioactivo es un proceso estocástico, entonces para poder poder describir el comportamiento de un ensemble de núcleos o átomos que sufren este proceso debemos encontrar un tipo de distribución...
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