Interacion de la radiacion con la materia

Interacción de las Radiaciones con la Materia

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Descripción General
Cuando las radiaciones (fotones y partículas nucleares) interactúan con la materia, producen una serie de efectos, en función del tipo de partícula, de su energía y del medio material. Si un haz de partículas cargadas interactúa con la materia, tienen lugar procesos que ocasionan atenuación del haz incidente. Estefenómeno se puede producir por degradación energética, dispersión, captura o transformación de las partículas primarias. En relación con las radiaciones procedentes de las transformaciones nucleares, los procesos más importantes son los de degradación 2 energética.

Mecanismos Básicos
Los rayos γ interactúan con los electrones del medio en procesos únicos, desapareciendo del haz

Las partículascargadas (α, β) interactúan con la materia entregando su energía en procesos de múltiples etapas

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Mecanismos Específicos de Interacción de las Radiaciones
Básicamente, ionización y excitación; ambos efectos se utilizan para la detección. Partículas cargadas (α, β): ionización y excitación son efectos primarios; con los rayos γ ocurren como efectos secundarios Ionización: formación de un parelectrón - ion positivo; la carga asociada a la migración de electrones en un campo eléctrico puede servir en la detección. Excitación: promoción de un electrón a un estado de mayor energía en la molécula; si el retorno al estado fundamental se produce con emisión de radiación luminosa, es posible convertir esa emisión en un pulso eléctrico, útil para la detección 4

Penetración de lasRadiaciones

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Penetración de las Radiaciones: Representación Gráfica
Fuente α Fuente β Fuente γ Fuente α
5 mm de Aluminio Papel Detector

Fuente β Fuente γ Fuente α Fuente β Fuente γ
10 mm de Plomo

Detector

Detector

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Ionización específica
Es el número de pares ión-electrón producidos por la partícula incidente, por unidad de recorrido en el medio material.

Las partículas alfaproducen una ionización específica muy elevada (pierden la totalidad de su energía en un recorrido muy corto).

La ionización específica varía a lo largo del recorrido; alcanza un valor máximo hacia el final de la trayectoria, cuando la velocidad es baja. Luego disminuye abruptamente (neutralización de la carga positiva de la partícula, por electrones del medio absorbente).
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Curva de BraggPartículas alfa de 7,8 Mev (214Po) en aire Pares iónicos x 104/cm

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Recorrido

Poder de Frenado
Definición: pérdida de energía de la partícula por unidad de longitud. Poder de frenado por colisión: depende del medio material y de la naturaleza, la carga y la energía de la partícula. Es función de la densidad del medio. Forma de evitar la dependencia: se mide el recorrido de laspartículas y los espesores de los absorbentes en masa por unidad de superficie (espesor másico, Xm, en kg/m2 para el S.I.). A un recorrido de espesor lineal x corresponde un espesor másico Xm = x·δ. No toda la energía cedida por la partícula es absorbida en el medio de interacción. La energía transferida por unidad de recorrido se denomina 9 transferencia lineal de energía (LET).

Alcance de PartículasCargadas
Es la máxima distancia de penetración en el medio absorbente. Partículas pesadas: el alcance coincide con la longitud de la trayectoria, ya que ésta es muy aproximadamente rectilínea. En el caso de electrones, la trayectoria es muy sinuosa, por lo que el alcance resulta ser muy inferior a la longitud de la trayectoria. Si las interacciones de todas las partículas de un haz colimadofueran idénticas, se obtendría una “distribución rectangular” (igual penetración). Situación real: cada colisión es independiente; la pérdida de energía sufre fluctuaciones estadísticas; la distribución deja de ser “rectangular” y aparece un punto de inflexión. Para subsanar esta dificultad se hace una 10 extrapolación de los datos.

Diferencia de Trayectorias entre Partículas Alfa y Beta...