ContenidoFuerzas de la NaturalezaPartculas fundamentalesRadiacinInteraccin de la radiacin con la materiaMagnitudes y unidades

Fuerzas de la Naturaleza

Fuerzas de la Naturaleza

FuerzaFuentePartcula que la transmiteFuerza relativaFuerza nuclear fuerteCarga fuerteGluon1EMCarga elctricaFotn1/137Fuerza nuclear dbilCarga dbilW y ZGravitacionalEnergaGravitaton

Fuerzas de la Naturaleza

FuerzaEjemplo de interaccinAlcanzeFuerza nuclear fuerteUne a los protones y los neutrones del ncleoEMMantiene unidos los electrones en los tomosInfinitoFuerza nuclear dbilResponsable de la desintegracin betaGravitacionalUne las estrellas en las galaxiasInfinito

Fuerza nuclear fuerteFuerza nuclear dbilEMGravitacionalFuerzas de la Naturaleza

Partculas fundamentales

LEPTONES Clasificacin de las partculas fundamentales

Recordemos

Leptones: son autnticas partculas elementales , lo que quiere decir quecarecen de estructura interna. Atendiendo a su spin son fermiones

Los quarks son las partculas que presentan interacciones fuertes. Son constituyentes de los hadrones (protones y neutrones) con una carga elctrica fraccionaria (2/3 o 1/3)

W, Z

Radiacin

3.1 Clasificacin de la radiacin

Clasificacin y tipo de radiacinIonizantesAlfaBetaProtonesCorpusculares o directamente ionizanteRayos XRayos gammaNeutronesElectromagnticas o indirectamente ionizanteNo ionizantesUltravioletaVisiblesInfrarrojosMicroondasOndas de radio

3.1.1 Radiacin Corpuscular

Clasificacin y tipo de radiacinIonizantesAlfaBetaProtonesNeutronesCorpuscularesRayos XRayos gammaElectomagnticasNo ionizantesUltravioletaVisiblesInfrarrojosMicrooondasOndas de radio

3.1.1.1 Radiactividad

La radiactividad es la transformacin de un ncleo inestable en una entidad ms estable que puede ser inestable y se desintegra an ms a travs de una cadena de desintegracin hasta alcanzar una configuracin nuclear estable.

Ley de decaimiento constante de decaimientoUn porcentaje definido de ncleos ellos se desintegrarn en un tiempo dado.

Cuantificacin de la radiactividadActividad (A) de una cantidad de un radionucleido es: A = - NA = Aoe -tUnidades de actividad: 1 curie (Ci) = 3.7 x 10 10 desintegraciones / sec (dps) 1 Becquerel (Bq) = 1 desintegracin / seg.., en el SI1 Bq = 2.70 x 10-11 Ci

A = A0 . e tLa velocidad con la que se desintegra un ncleo radiactivo est relacionada con la constante de semidesintegracin (): probabilidad de desintegracin propia de cada nucleidoLa actividad sigue una ley de atenuacin exponencialPerodo de semidesintegracin (T1/2): tiempo necesario para que se desintegren la mitad de los ncleos radiactivos Si T = T1/2 A = A0/2 . T1/2 = ln 2 = 0,693

Distintos modos de decaimiento radiactivo producen distintos tipos de emisin

Modos de decaimiento RadioactivoDecaimiento Decaimiento - Emisin de negatrn ()- Emisin de positrones (+1)

*

Emisin de una partcula : dos protones + dos neutronesSe da con mayor frecuencia en nucledos radiactivos con Z > 82 Como resultado: ZZ-2 y AA-4 ZHA ----> Z-2HA-4 + 2He4 + Q Q: energa desintegracin.

Decaimiento

Decaimiento *SeaborgioRutherfordio

2. Decaimiento Eyeccin de un electrn desde el ncleopositivo(+) onegativo()*Emisin de negatrn ()En ncleos con exceso de neutrones o alto (n/p).*Ncleo emite para reducir la proporcin n/p y lograr la estabilidad.0n1 ----> 1p1 + 01 + (decaimiento )

b) Emisin de positrones (+1): En nucledos con dficit de neutrones o proporcin de n/p menores a los de los ncleos estables del mismo nmero atmico o numero de neutrones.

1p1 ----> 0n1 + 0+1 + (decaimiento +) ZXA ---> Z-1YA + 0+1 + v + Q

*

3.1.2 Radiacin Electromagntica

Clasificacin y tipo de radiacinIonizantesAlfaBetaProtonesNeutronesCorpuscularesRayos XRayos gammaElectomagnticasNo ionizantesUltravioletaVisiblesInfrarrojosMicrooondasOndas de radio

Radiacin electromagnticaJames Clerk Maxwell, que oscilaciones de corriente elctrica alterna creara campos elctricos y magnticos de ondas de radiacin electromagntica que tendran las mismas caractersticas fsicas de la luz.

v = c es la longitud de onda , v es la frecuencia, el nmero deondasque pasan por unpunto fijopor segundoy c es la velocidad de la luz Radiacin electromagntica

Max Planck, que en1900 propuso una frmula para explicar que la vibracin las partculas en las paredes calientes de alquilante podra irradiar luz slo a determinadas energas, las que seran el producto de una constante por la frecuencia. La constante de radiacin calculada se conoce como la constante universal de Planck Radiacin electromagntica

Radiacin electromagntica

Modelo de onda

Constituidos por campos E y H,

Ej..: ondas de luz, ondas de calor, ondas de radio, microondas, rayos ultravioletas, rayos x, los rayos gamma, etc. Parmetros que la definen:(a) longitud de onda y(b) frecuencia vDonde: c = v; c (m/s); (m) y (seg.-1 o hertz) Radiacin electromagntica

Radiacin electromagnticaB. El Modelo CunticoConsidera las radiaciones electromagnticas como fotones (quantos) partculas de energas, en lugar de ondas.E = h ; E(Joule)h = (6.62 x 10-34 J/s) constante del Planck= frecuencia (ciclos/s) c = E = hc/ ; E(e V), (m)

FOTONESRayos x caractersticosBremsstrahlungRayos gammaClasificacin de los fotones de radiacin ionizante

FOTONESBremsstrahlungRayos gammaAnnihilation quantaClasificacin de los fotones de radiacin ionizante

FOTONESRayos x caractersticosRayos gammaAnnihilation quantaClasificacin de los fotones de radiacin ionizante

Acelerador Lineal

FOTONESRayos x caractersticosBremsstrahlungAnnihilation quantaClasificacin de los fotones de radiacin ionizante

Cobalto 60: Equipo

Cobalto 60: Equipo

Cobalto 60: Fuente

ATOMONEUTRALIDAD ELECTRICA

IonizacinRadiacin IonizanteEl Atomo se carga elctricamente

Efecto fotoelctricoEcint (e-) = einc - eligaduraRecordemosPredomina para energas < 50 keVHueso absorbe 6 veces el tejido blando

Efecto ComptonEcint (e-) = einc efotn dispersadoPredomina para 200 keV

N+e+e-e- = 0,511 MeV = 0,511 MeVProduccin de paresElectrn-positrnEcint (e-) = einc Epositrn 1,02 MeV

La interaccin de un haz de electrones en el medio se denomina colisin y supone una transferencia de energa a la materia.Colisin elsticaSlo se produce una desviacin de la trayectoria del electrn incidente y una pequea cesin de energa.

La interaccin de un haz de electrones en el medio se denomina colisin y supone una transferencia de energa a la materia.Colisin inelsticaEl electrn invierte parte o toda su energa en excitar una tomo que luego retornara a su estado basal o en ionizar

La interaccin de un haz de electrones en el medio se denomina colisin y supone una transferencia de energa a la materia.Colisin radiativaSi el electrn incidente pasa lo suficientemente cerca ncleo del tomo sufrir una gran prdida de energa cintica que se emite en forma de radiacin electromagntica

El poder de frenado S(E): la prdida de energa que experimenta una partcula de energa E en un material determinado por unidad de recorrido

El alcanze (cm) de una partcula en un medio se define como el recorrido total de la partcula en el material, supuesto el recorrido rectilneo

Carga total , dQ , de los iones de un solo signo producidos en aire, cuando todos los electrones liberados por los fotones en un elemento de volumen, de masa dm , sean detenidos por completo en el seno del aire.

La exposicin cumple la ley del inverso del cuadrado de la distancia.La medida de la exposicin se realiza con las cmaras de ionizacin, donde se mide la carga generada en un volumen de gas (p.e. aire) debido a la ionizacin generada por la radiacin.

Es la cantidad de energa absorbida por unidad de masa de material irradiado en un campo. La unidad en el SI de dosis absorbida es el gray (Gy) y se define como : 1Gy=1J/kgLa dosis absorbida depende de la densidad y la naturaleza del medio absorbente. *

Para formar un par de iones, se necesita 33 eV

Para formar un par de iones, se necesita 33 eVPero, puedo expresarlo en J?

Adems, la carga de un electrn del par de iones formados es:Podemos decir, cual es la energa gastada o cedida para formar cada carga, a esa masa

Por lo tanto: La dosis absorbida en aireExposicin

ExposicinPoder de frenado de los electrones del medio

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