ATENUACIN DE LAS RADIACIONES ELECTROMAGNTICAS

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXACTAS

CARRERA DE: ING. ELECTRONICA

ASIGNATURA: FISICA II

TRABAJO PREPARATORIO

LABORATORIO N0. 3.2

Tema de la prctica: ATENUACION DE LAS RADIACIONES ELECTROMAGNETICAS

Realizado por: JONATHAN TITUAA, JIMMY GUTIERREZ

Curso y NRC: D-304

OBJETIVOS:

Determinar la dependencia de la atenuacin de las radiaciones electromagnticas con el espesor de materiales absorbentes

TEORA:

La utilizacin de radiaciones ionizantes es cada vez ms frecuentes. Por esto, aparte de que estamos expuestos siempre a una cierta dosis natural, tiende a incrementarse la posibilidad de recibir radiacin proveniente de mltiples fuentes artificiales, entre las cuales mencionamos: equipos mdicos con la aplicacin de diversos radioistopos. Equipos industriales de amplia utilizacin en tecnologas modernas de ensayos no destructivos. Equipos de comunicacin satelital, etc. Cuando se usa radiacin, el riesgo de una dosis excesiva se puede reducir al mnimo con mtodos de trabajo apropiados y buenos hbitos. El manejo inadecuado de las radiacin ionizantes ha dado lugar a accidentes de serias consecuencias. Adems, las radiaciones pueden tener efectos a largo plazo, recuerde la experiencia de Hiroshima y Nagasaki y ltimamente de Chernobyl, lo que ha ocasionado temores irracionales y rechazo de su empleo. Por otra parte, como las radiaciones no se ven ni se sienten, se puede una expectativa de falsa confianza.La radiacin, sus caractersticas y sus efectos principales en los humanos son bien conocidos. Por lo tanto debe ser posible convivir con ella con la mxima seguridad. Se pueden establecer rutinas de manejo que tomen en cuenta las experiencias y conocimientos expresados aqu. Adems existen normas a nivel nacional e internacional para regular su uso.Supngase que se enva un haz delgado de intensidad lo (nmero de fotones) de rayos X o gamma monoenergticos sobre un material de espesor x, y se coloca detrs de ste un detector. En el material, el haz ser atenuado por las tres interacciones (alfa, beta y gamma), llegando al detector slo la cantidad I, menor que I0. La atenuacin obedece la ley exponencial:I = loeMXDonde, e es la base de los logaritmos naturales, y u se llama coeficiente lineal de atenuacin. Normalmente x se expresa en unidades de cm, por lo que u estar dado en cm"1.

La radiacin incidente

Ntese que \a ecuacin tiene la misma forma que la ley de decaimiento radiactivo.capa hemirreductora

capa decimorreductora

Este grfico muestra una curva de atenuacin tpica. Cuando x= O, o sea sin absorbedor, la intensidad medida 1= iq. El valor del coeficiente lineal de atenuacin u determina qu tan rpidamente cae la curva de atenuacin. En analoga con la vida media, se puede definir la capa hemirreductora xi/2 como el grueso de absorbedor que reduce la intensidad inicial a la mitad. Dos capas hemirreductoras la reducen a una cuarta parte, y as sucesivamente, n capas hemirreductoras la reducen por un factor 1/2". La capa hemirreductora est relacionada con el coeficiente lineal de atenuacin segn la ecuacin

Xi/2= 0.693/u

Tambin se define la capa decimorreductora x 1/10 como el espesor que reduce la intensidad a una dcima parte. Dos de stas la reducen a un centesimo, y n capas decimorreductoras la reducen a un factor 100n. La capa decimorreductora se relaciona con u segn la ecuacin:

Xi/io = 2.203/jJ

Una cantidad que se usa normalmente es el coeficiente msico de atenuacin um, que se obtiene al dividir el coeficiente lineal entre la densidad p del material:Mm= u/p

Si las unidades de p son g/ cm3, las de um son cm2/ g. Si se emplea el coeficiente msico de atenuacin, la ley de atenuacin queda en la forma:

I = lo e"

Los coeficientes lineal y msico de atenuacin difieren de un material a otro, segn sean bueno o malos absorbedores de rayos X y gamma. Tambin sus valores dependen de la energa de la radiacin. El siguiente grfico muestra un ejemplo de la variacin del coeficiente msico de atenuacin para un buen absorbedor, el plomo, segn la energa. All se puede ver tambin la contribucin relativa que ofrecen cada uno de los tres efectos de atenuacin..

La absorcin de energa por el material est relacionada por la atenuacin, pero no son iguales. La atenuacin implica absorcin de energa slo si se trata de efecto fotoelctrico; en los otros dos efectos, la atenuacin del haz inicial implica la absorcin de slo una parte de la energa de los fotones. Se define entonces un coeficiente de absorcin ua, que siempre es menor o igual al de atenuacin.

EQUIPO:Tubo Geiger-Muller (G.M.)Fuente radiactiva (Acetato de Uranyl)RatmetroLminas absorbentesCronmetro

PROCEDIMIENTO: Alimente el detector G.M. con 500 V Coloque la muestra radiactiva a una distancia de 2 cm. del detector. Ubique la segunda placa del ratmetro entre el detector y la muestra; y anoteel valor de CPM promedio, sin atenuador. Empiece a colocar uno a uno los atenuadores de la misma naturaleza y anotelas lecturas promedio correspondientes.

TABULACIN DE DATOS:

NATURALEZA DEL ATENUADOR: PLOMO

N DE ATENUADORES01234

CPS328141185

ESPESOR ( mm }01346

NATURALEZA DEL ATENUADOR: ALUMINIO

N DE ATENUADORES01234

CPS32844201913

ESPESOR ( mm )01234

NATURALEZA DEL ATENUADOR: BAQUELITA

N DE ATENUADORES01234

CPS32838332315

ESPESOR ( mm \02346

PREGUNTAS:A.- Construya la relacin CPM - espesor e intrprete.

Anlisis:

ATENUADOR: PLOMO

Anlisis Matemtico:

Anlisis Fsico:

CPM es inversamente proporcional al espesor

ATENUADOR: ALUMINIO

Anlisis Matemtico:

Anlisis Fsico:

CPM es inversamente proporcional al espesor

ATENUADOR: BAQUELITA

Anlisis Matemtico:

Anlisis Fsico:

CPM es inversamente proporcional al espesor

B.- Linealice el grfico anterior, utilizando papel logartmico

Plomo :

Log XLog Y(log X)2Log X log Y

-2.51--

01.1400

0.471.040.220.48

0.60.90.360.54

0.770.690.590.53

C.- Qu relacin existe entre el sonido del parlante (su intermitencia) y la radiacin emitida.

El efecto de intermitencia consiste en una serie de exposiciones breves que da lugar a una imagen de densidad inferior a una sola exposicin equivalente a la suma de todas las anteriores como consecuencia del fallo de la ley de reciprocidad. La relacin que existe entre estos dos es que el sonido del parlante genera radiaciones en intervalos regulares.

D.- Por qu el plomo proporciona mejor blindaje que el cobre?El efecto COMPTON es predominante en un ampliio margen energetico, en el alumnio es de (entre 50 y 15 MeV) y el plomo e de (entre 500 y 5 MeV). El coeficiente de atenuacion Compton varia linealmente con el nmero atomico del absorvente.

E.- Que problemas para los seres vivos conlleva la utilizacin inadecuada de radiaciones?

Casi todos los tejidos vivos contienen al menos un 70% de agua en masa. Cuando se irradia en tejido vivo, la mayor parte de la radiacin es absorbida por las molculas de agua. Por tanto, es comn definir la radiacin ionizante como radiacin capaz de ionizar el agua, un proceso que requiere una energa mnima de 1216 Kj/mol. Los rayos alfa, beta y gamma (lo mismo que los rayos X y la radiacin ultravioleta de ms alta energa) poseen una energa que sobrepasa esta cantidad y son por tanto formas de radiacin ionizante.El efecto principal de una exposicin prolongada a dosis bajas de radiacin es la induccin del cncer. Las consecuencias menos graves de una radiacin ionizante se manifiestan en muchos rganos, en concreto en la mdula sea, riones, pulmones y el cristalino de los ojos, debido al deterioro de los vasos sanguneos. Como consecuencias secundarias aparecen cambios degenerativos y funciones alteradas.

DOSIS (REM)EFECTO

0 A 25 No hay efectos clnicos detectables.

25 a 50Disminucin ligera temporal de la cuenta de glbulos blancos en la sangre.

100 a 200Nauceas, descenso notable de glbulos blancos en la sangre

500Muerte de la mitad de la poblacin expuesta menos de 30 das luego de la exposicin

CONCLUSIONES: El material ms efectivo que impide que las radiaciones se propaguen de manera continua es el plomo. Se concluy que la atenuacin de la radiacin depende tanto del espesor como del material del cual est compuesto el atenuador , debido a que los diferentes coeficientes de atenuacin dependen del numero atmico del material absorbente

BIBLIOGRAFA:http://www.textoscientificos.com/fisica/radiactividad/riesgos-problemashttp://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:IlustracionBlindajeBiologico.JPG