Radiaciones ionizantes

IV.5.- RADIACIONES IONIZANTES Y NO IONIZANTES
RADIACIONES IONIZANTES
La radiación ionizante consiste en partículas, incluidos los fotones, que causan la separación de electrones de átomos y moléculas. Pero algunos tipos de radiación de energía relativamente baja, como la luz ultravioleta, sólo pueden originar ionización en determinadas circunstancias. Para distinguir estos tipos de radiación dela radiación que siempre causa ionización, se establece un límite energético inferior arbitrario para la radiación ionizante, que se suele situar en torno a 10 kiloelectronvoltios (keV).
La radiación ionizante directa consta de partículas cargadas, que son los electrones energéticos (llamados a veces negatrones), los positrones, los protones, las partículas alfa, los mesones cargados, los muonesy los iones pesados (átomos ionizados).
Este tipo de radiación ionizante interactúa con la materia sobre todo mediante la fuerza de Coulomb, que les hace repeler o atraer electrones de átomos y moléculas en función de sus cargas. La radiación ionizante indirecta es producida por partículas sin carga. Los tipos más comunes de radiación ionizante indirecta son los generados por fotones con energíasuperior a 10 keV (rayos X y rayos gamma) y todos los neutrones.
Los fotones de los rayos X y gamma interactúan con la materia y causan ionización de tres maneras diferentes como mínimo:
1. Los fotones de energía más baja interactúan sobre todo mediante el efecto fotoeléctrico, por el que el fotón cede toda su energía a un electrón, que entonces abandona el átomo o molécula. El fotóndesaparece.

Los fotones de energía intermedia interactúan fundamentalmente mediante el efecto Compton, en virtud del cual el fotón y un electrón colisionan esencialmente como partículas. El fotón continúa su trayectoria en una nueva dirección con su energía disminuida, mientras que el electrón liberado parte con el resto de la energía entrante (menos la energía de unión del electrón al átomo o a lamolécula).

* La producción de pares sólo es posible con fotones cuya energía sea superior a 1,02 MeV. (Sin embargo, cerca de 1,02 MeV, el efecto Compton predomina todavía. La producción de pares predomina con energías más altas.) El fotón desaparece, y en su lugar aparece una pareja electrón-positrón (este fenómeno sólo ocurre en la proximidad de un núcleo, por consideraciones deconservación del momento cinético y de la energía). La energía cinética total del par electrón-positrón es igual a la energía del fotón menos la suma de las energías de la masa residual de electrón y positrón (1,02 MeV).

Estos electrones y positrones energéticos se comportan entonces como radiación ionizante directa. A medida que pierde energía cinética, un positrón puede llegar a encontrarse con unelectrón, y las partículas se aniquilarán entre sí.
Entonces se emiten dos fotones de 0,511 MeV (por lo general) desde el punto de aniquilación, a 180 grados uno de otro.Con un fotón dado puede ocurrir cualquiera de estos supuestos, salvo que la producción de pares sólo es posible con fotones de energía superior a 1,022 MeV. La energía del fotón y el material con el que interactúa determinan quéinteracción es la más probable.
Las interacciones más comunes del neutrón con la materia son colisiones inelásticas, captura (o activación) de neutrón y fisión. Todas ellas son interacciones con núcleos. Un núcleo que colisiona inelásticamente con un neutrón queda en un nivel de energía más alto. Entonces puede liberar esta energía en forma de un rayo gamma, mediante la emisión de una partícula beta ode ambas formas.
En la captura de neutrones, un núcleo afectado puede absorber el neutrón y expulsar energía en forma de rayos gamma o X o partículas beta, o ambas cosas. Las partículas secundarias causan después ionización, como se ha visto antes. En la fisión, un núcleo pesado puede absorber al neutrón y se desdobla en dos núcleos más ligeros, que casi siempre son radiactivos.
Partículas...