Trabajo Final - Detectores de Alta Resolución
Fundamen
ntos de Física
a Moderna
Detectores
de Alta Reso
olución: Radi
iografía con N
Neutrones
‐I
Detect
tores de
e Alta R
Resoluc
ción: Radiogra
afía con
n
N
Neutron
nes
Introd
ducción
Con el es
studio de la naturaleza atómica de la materia, comenzando co
on la ley de e
electrólisis p
por Michael
Faraday y posteriormente con el estudio d la mecán
de
nica cuántica se llegó a la descripc
a,
ción de los
elementales, moléculas y sólidos. De interés particular y pa propósito de este
y
e
ara
os
átomos, partículas e
uiridos sobre
los neutrones y cómo aplican estos conceptos
trabajo, se trabajará con los conceptos adqu
geniería, para
a este caso se
e abordará eel tema de la Radiografía con Neutron
nes, además se definirá
en la ing
la resolu
ución espacial como un habilidad para ident
na
d
tificar distint
tivamente c
característica para un
as
tamaño específico [4
4].
Histórica
amente, después del de
escubrimient del neutr
to
rón por James Chadwick en 1932, la primera
k
imagen de baja reso
olución obte
enida utilizan neutronndo
nes, fue en 1
1955 por J. Thewlis. Sin embargo,
n
antes de est se utilizab rayos X para genera imágenes en el estud de la rad
to
ban
ar
dio
diografía. A
mucho a
diferencia de los rayos X, las imá
ágenes obten
nidas con neutrones pueden en muchos casos se
er de mejor
ón, ya que lo
os rayos X, a
al penetrar la
a materia, interactúan coon los electro
ones, mientr
ras que los
resolució
neutrone
es interactúa
an con el núc
cleo [1]. En la
as siguientes figuras 1 y 2
2 se ven las diferencias,
1
2
Figura 1
1: Radiografía d
de una cámara con Neutrones Figura 2: Radiog
grafía de una cám
mara hecho con R
Rayos X
1 Extraído d
de: http://www.at
ti.ac.at/~neutrop
pt/experiments/Radiography/radio
ogaphy.html
2
Extraído d
de: http://www.at
ti.ac.at/~neutrop
pt/experiments/Radiography/radio
ography.htm
C. Sanch
hez y M. Maldonado 1
Fundamentos de Física Moderna
Detectores de Alta Resolución: Radiografía con Neutrones
‐I
La claridad de la imagen varía según la densidad del material observado, esta interacción con los
electrones cambia la claridad teniendo en cuenta que a mayor densidad, menor claridad. Este fenómeno
recibe el nombre de Atenuación. Sin embargo, para elementos livianos o de baja densidad como el boro y el litio, la atenuación es considerable al utilizar neutrones debido a que los atenúan fuertemente.
Generalmente, la fuente de neutrones es un reactor nuclear que puede proporcionar un flujo alto de
neutrones. Algunos trabajan con fuentes de isotopos de neutrones porque éstos ofrecen movilidad y reducen los costos, sin embargo, las densidades de neutrones son mucho más bajas y por lo tanto las
imágenes son de más baja calidad.
Para producir una imagen con neutrones, el proceso es el siguiente:
1) Colocar una fuente de neutrones para bombardear un objeto en específico.
2) Después de haber sido producido el haz de neutrones se deben frenar o moderar a una velocidad específica utilizando agua, polietileno o grafito según el nivel de energía que se desee,
haciendo que los neutrones choquen con núcleos atómicos para reducir la velocidad.
3) Debido a que los neutrones viajan en direcciones diferentes, deben ser colimados para producir
una buena imagen. Por lo tanto, se utiliza una abertura que limita la entrada de neutrones al
colimador, teniendo en cuenta que si es grande la abertura el haz ...
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