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• RafaelMarquez

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RADIACIÓN

Según sean fotones o partículas

electromagnética: está formada por fotones con energía suficiente como para ionizar la materia (es decir, superior a unas decenas de electronvoltios). Según su origen y su energía se clasifican en rayos X y rayos gamma.

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Radiación corpuscular: incluye a las partículas alfa (núcleos de Helio), beta (electrones y positrones de alta energía), protones, neutrones y otras partículas que sólo se producen por los rayos cósmicos o en aceleradores de muy alta energía, como los piones o los muones.

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CORPUSCULARES (MASA) ALFA BETA

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 

NEUTRONES ELECTRONES

ELECTROMAGNETICAS GAMMA RAYOS X



Radiación directamente ionizante: suele comprender a las radiaciones corpusculares formadas por partículas cargadas que interaccionan de forma directa con los electrones y el núcleo de los átomos de moléculas blanco o diana como el oxígeno y el agua. Suelen poseer una transferencia lineal de energía alta.

Radiación indirectamente ionizante: está formada por las partículas no cargadas como los fotones, los neutrinos o los neutrones, que al atravesar la materia interaccionan con ella produciendo partículas cargadas siendo éstas las que ionizan a otros átomos. Suelen poseer una baja transferencia lineal de energía.

Las radiaciones naturales: proceden de radioisótopos que se encuentran presentes en el aire (como por ejemplo el 222Rn o el 14C), el cuerpo humano (p. ej. el 14C o el 235U), los alimentos (p. ej. el 24Na o el 238U)), la corteza terrestre (y por tanto las rocas y los materiales de construcción obtenidos de éstas, como el 40K), o del espacio (radiación cósmica). Son radiaciones no producidas por el hombre. Más del 80% de la exposición a radiaciones ionizantes en promedio a la que está expuesta la población proviene de las fuentes naturales. Las radiaciones artificiales: están producidas mediante ciertos aparatos o métodos desarrollados por el ser humano, reactores nucleares o aceleradores, o por materiales que existen en la naturaleza pero que se concentran químicamente para utilizar sus propiedades radiactivas. La naturaleza física de las radiaciones artificiales es idéntica a la de las naturales.

RADIACIONES IONIZANTES

Son radiaciones con la energía necesaria para arrancar electrones de los átomos. Cuando un átomo queda con un exceso de carga eléctrica, ya sea positiva o negativa, se dice que se ha convertido en un ion (positivo o negativo).

- Rayos X

- Radiaciones alfa - Radiaciones beta

- Radiaciones gamma - Emisión de neutrones

    

INTERACCIÓN DE LOS RAYOS XCON LA MATERIA. EFECTO FOTOELÉCTRICO EFECTO COMPTON

Tres tipos de colisiones INTERACCIÓN DE ELECTRONES CON LA MATERIA

INTERACCIÓN DE LA RADIACIÓN IONIZANTE CON LA MATERIA

ELÁSTICA- INELÁSTICA

Radiactiva (Prod. de rayos x)

Espectro de rayos x: Espectro continuo o de frenado y característico

Ley de atenuación INTERACCIÓN DE LOS RAYOS X CON LA MATERIA

Tipos de interacción

Int. Fotoeléctrico Int. De Comptom

Producción de Pares Formación de la imagen radiológica

INTERACCIÓN DE PARTÍCULAS CARGADAS. Las partículas cargadas pierden su energía al interaccionar con la materia a través de tres tipos de interacciones fundamentalmente:

Colisión elástica

Colisión inelástica

Colisión radiativa 14

COLISIÓN ELÁSTICA En este tipo de colisión, la partícula se desvía de su trayectoria cediendo parte de su energía en forma de energía cinética. En este caso no se produce en el medio ninguna alteración ni atómica ni nuclear.

COLISIÓN INELÁSTICA La partícula interacciona con los electrones atómicos transfiriendo a estas pequeñas cantidades de energía. La energía transferida puede provocar que el electrón atómico escape de la atracción del núcleo produciendo la ionización del átomo, o que el electrón atómico pase a un estado menos ligado produciéndose en este caso la excitación del átomo. En este caso, parte de la energía de la partícula incidente es absorbida por el átomo.

La colisión radiactiva tiene lugar cuando el electrón incidente pasa próximo a los electrones que están en la corteza de los átomos del medio material, dando lugar a una repulsión entre las cargas del mismo signo.

• Se produce en consecuencia, a una variación de la dirección que lleva el electrón incidente, una disminución de su velocidad y, por tanto, una perdida de energía que se emite en forma de radiación electromagnética o fotones y se denomina radiación de frenado.

TIPOS DE INTERACCIÓN

INTERACCIÓN DEPARTÍCULAS ALFA Las partículas alfa son núcleos de Helio compuesto por dos neutrones y dos protones. Las partículas alfa emitidas por los núcleos atómicos, son partículas no relativistas (sus velocidades están comprendidas entre 1,1 y 2,2 107 m/s) que se absorben fácilmente en la materia. Una hoja de papel o unos pocos centímetros de aire bastan para absorber totalmente partículas alfa producidas en reacciones nucleares.

INTERACCIÓN DE PARTÍCULASBETA Las partículas beta negativas o positivas, de origen nuclear, tienen velocidades que pueden llegar a ser cercanas a la velocidad de la luz. Pese a ello sus energías son menores, en general, a las de las partículas alfa, ya que en su mayoría no alcanzan los 4 MeV. Estas velocidades obligan a tratar a la radiación beta en forma relativista. Las partículas beta son mucho más penetrantes. Para tener una idea comparativa, una partícula alfa de 3 MeV tiene un alcance en aire de 2,8 centímetros y produce alrededor de 4000 pares iónicos por milímetro de recorrido, mientras que una partícula beta de igual energía tiene un alcance en aire de más de 100 centímetros, y sólo produce 4 pares iónicos por milímetro.

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. Otra parte de la energía de los fotones que interaccionan reaparece en forma de fotones cuya energía es igual o inferior y cuya dirección es distinta: son los fotones dispersados. La atenuación de un haz de fotones considerada como la disminución progresiva del número de fotones que transporta el haz se debe tanto a los procesos de absorción como a los de dispersión.

INTERACCIÓN FOTOELÉCTRICA En este proceso el fotón es absorbido por el átomo con el cual interacciona. El fotón interacciona invirtiendo toda su energía en separar un nuevo electrón y darle energía cinética. Este electrón llamado fotoelectrón, escapa del átomo con una energía cinética Ek igual a la diferencia entre la energía del fotón incidente E(hv) y su energía de ligadura del electrón.

Si el fotón tiene energía suficiente (dentro del intervalo done se produce con mayor probabilidad la interacción fotoeléctrica), el 80% de interacciones se produce liberando electrones de la capa de K. La actividad y probabilidad del proceso fotoeléctrico aumentará rápidamente a medida que lo hace el número atómico del material y la energía de los fotones disminuirá.

DISPERSIÓN CO M P T O M

También llamado Efecto Compton cuando se incrementa la energía de un fotón incidente, su longitudde onda disminuye, entonces aumenta la probabilidad de interacción con un electrón libre. Es así como este fotón, al incidir cede parte de su energía al electrón libre. Al momento del choque, este electrón va a adquirir una determinada energía cinética lo que va a provocar que el fotón cambie de dirección y sea desviado con una energía inferior a la que poseía antes de la colisión.

Este fotón tendrá una longitudde onda mayor debido a la energía resultante del choque.

PRODUCCIÓN DE PARES Elproceso de producción de pares consiste en la transformación de la energía de unfotónque desaparece en la interacción. El fotón incidente desaparece convirtiéndose en materia dando lugar a dos partículas. Está transformación de energía recibe el nombre de materialización.Para que este proceso suceda,seprecisa portantouna energía mayor que 1,02 MeV.

Protección Radiológica. Interacción de la Radiación con la Materia. Instituto Balseiro: https://es.scribd.com/doc/299263114/Interaccion-de-LaRadiacion-Con-La-Materia AUTORIDAD REGULATORIA NUCLEAR.Curso de Post-Grado en Protección Radiológica y Seguridad Nuclear. Buenos Aires, ARN,2000. Manual técnico de Radioprotección en las aplicaciones médicas de las radiaciones ionizantes de la Autoridad Regulatoria Nuclear: http://www.arn.gov.ar/index.php?option=com_content&vie w=article&id=79&Itemid=68&lang=es