Interaccion de la radiacion con la materia

INDICE

1. INTRODUCCIÓ(CONCEPTO RADIACIÓN) 

2.- INTERACCIÓN DE FOTONES CON LA MATERIA

1. Atenuación
2. Procesos de interacción

Efecto fotoeléctrico

Efecto Compton

Creación de pares

1. INTERACCIÓN DE LA PARTÍCULAS CARGADAS CON LA MATERIA

1. Tipos de colisión

1. Colisión elástica. 
2. Colisión inelástica. 
3. Colisión radiactiva. 

1. Ionización
2. Excitación
3. Disociación
4. Radiación de frenado

1. Poder de frenado
2. Alcance

4.- INTERACCIÓN DE NEUTRONES CON LA MATERIA

5.- DETECTORES DE RADIACIÓN

1. INTRODUCCIÓN

La radiación es la emisión, propagación y transferencia de energía en cualquier medio en forma de ondas electromagnéticas o partículas.

Clasificación de las radiaciones

Radiación no ionizante: Partículas eléctricas con movimientos acelerados que no tienen la suficiente energía como para romper los enlaces que unen los átomos (balance electrónico) del medio que irradian (ondas de radio y TV, microondas, luz visible, etc.).

Radiación ionizante: Transfiere suficiente energía como para producir alteración en el balance electrónico normal materia que es irradiado. Van desde los rayos X hasta la radiación cósmica. Tienen energía suficiente como para arrancar electrones de los átomos con los que interaccionan, es decir, para producir ionizaciones.

Clasificación de las radiaciones ionizantes

• Radiación Electromagnética.- este tipo de radiación está formada por fotones con energía suficiente como para ionizar la materia. Según su origen contienen a los rayos gamma y los rayos x.
• Radiación Corpuscular.- incluye a las partículas alfa (núcleos de Helio) y beta (electrones y positrones de alta energía).

Alfa: Con capacidad limitada de penetración en la materia pero mucha intensidad energética.[pic 1]

Beta: Algo más penetrante pero menos intenso que las radiaciones alfa.

[pic 2]

Gamma: Es la radiación más penetrante de todas.

[pic 3]

Una de las características esenciales de las radiaciones ionizantes (fotones, neutrones, partículas cargadas, etc.) es su capacidad de penetrar en la materia e interaccionar con ella. En estas interacciones, la radiación pierde parte o toda su energía cediéndola al medio que atraviesa mediante distintos mecanismos de interacción que dependen esencialmente del tipo de radiación, de su energía y de las propiedades del medio material con el que interaccionan.

Estos procesos de interacción de la radiación con la materia son la causa de los efectos producidos por las radiaciones (en particular, los efectos biológicos producidos en seres vivos) y determinan las condiciones de propagación de la radiación en un medio material así como el diseño de los blindajes apropiados para cada tipo de radiación.

Fenómenos causados por la interacción de la radiación con la materia

• Impresionan placas fotográficas
• Excitan la fluorescencia en determinados  cuerpos
• Tiene gran poder de penetración (baja  longitud de onda)
• No se desvían por campos eléctricos o  magnéticos
• Ionizan los gases (alta energía) formando  tanto protones como electrones, por lo  tanto, en un gas podríamos ser capaz de  medir con una cierta intensidad de  corriente si pusiéramos 2 electrodos esta  ionización que produce porque va a  producir una descarga eléctrica.

La interacción de la radiación con un material determinado depende fundamentalmente de su carga eléctrica y su masa. Por lo que es necesario distinguir entre:

• Partículas sin carga y sin masa (fotones, es decir: radiación gamma y rayos X)
• partículas cargadas “ligeras” (radiación beta, es decir: electrones y positrones)
• partículas cargadas “pesadas” (radiación alfa) o Partículas con masa y sin carga neutrones.

DOS tipos de partículas interactúan con la materia:

1. Fotones.-  Son los que interactuaran con la materia orgánica, (radiación   electromagnética).

2. Electrones.- Interactúan con la materia inorgánica, (blanco anódico).

2.- INTERACCIÓN DE FOTONES CON LA MATERIA

La interacción de los fotones con la materia interesa desde dos puntos de vista:

• Macroscópico: Atenuación de un haz al atravesar un objeto: BLINDAJES

• Microscópico: Procesos de interacción de los fotones con los átomos: TÉCNICAS DE OBTENCIÓN DE IMÁGENES.

Los fotones tienen un alto poder de penetración al no tener carga ni masa. Desde un punto de vista macroscópico, cuando un haz de fotones atraviesa un material se reduce el número de fotones (o cantidad de energía). Desde un punto de vista microscópico veremos los procesos elementales de interacción de los fotones con los átomos y sus distintas probabilidades en función del número atómico y de la energía.

1. Atenuación de   fotones

Cuando un haz de rayos X o gamma penetra en un medio material, se observa una desaparición progresiva de los fotones que lo constituyen. Esta disminución del número de fotones incidentes denominada atenuación, se debe a la interacción de un cierto número de ellos con los átomos que componen el medio.

En la interacción de un fotón con un átomo, parte de la energía del fotón se transfiere a un electrón que sale proyectado con una cierta energía cinética. El electrón consume esta energía produciendo ionizaciones de los átomos del medio. Así, parte de la energía del fotón incidente es absorbida por el medio. Esta forma de transferencia de energía es la responsable de los efectos biológicos que se producen en la irradiación con rayos X o gamma.

...