Física de Radiaciones 2

Primer Parcial

22/10/2020

Prueba de 2 horas de duración

1. En el diagrama de la figura se muestra una historia simple de simulación Monte Carlo

para un fotón de 20 MeV de energía que incide sobre la superficie de un maniquí de

agua dividido en cinco elementos de volumen (vóxeles), etiquetados como A, B, C,

D y E. En la figura están referenciados con los números del 1 al 8 los puntos en los

que tienen lugar las interacciones (•), así como también las energías de los fotones

y las energías cinéticas de las partículas cargadas en los límites de los vóxeles

(referenciados con un asterisco *).

a) Indica y describe brevemente, los diferentes mecanismos de interacción que

tienen lugar desde los puntos 1 a 8. Para las interacciones 1 y 3 halla las energías

de las partículas involucradas.

b) Halla la energía transferida, 𝜖𝑡𝑟, a partículas cargadas en los vóxeles.

c) Halla la energía transferida neta, 𝜖𝑡𝑟𝑛 , a partículas cargadas en los vóxeles.

d) Halla la energía impartida, 𝜖, en los vóxeles.

2. Un fotón de 10,22 MeV es dispersado por Compton en un bloque de plomo.

Determine:

a) La energía cinética transferida a electrones para los siguientes ángulos de

dispersión: 0°, 90° y 180°.

b) La energía del fotón dispersado para los siguientes ángulos de dispersión: 0°, 60°

y 180°.

c) La energía promedio transferida a electrones.

d) La sección eficaz electrónica total de Klein-Nishina y el coeficiente másico de

transferencia de energía.

e) El ángulo máximo de dispersión del fotón de modo que pueda producirse

posteriormente un triplete en el seno del campo de un electrón de la capa K del

plomo.

3. Se tiene una lámina de 3 mm de plomo, pegada a un bloque de 8,0 cm de aluminio.

Un haz paralelo y colimado con N0 fotones monoenergéticos de 6 MeV incide sobre

la lámina de plomo.

a) Halla la energía absorbida y la energía transferida en una capa de 1 mm de

espesor del bloque de aluminio ubicada a 6,0 cm de la entrada del haz.

b) ¿Cuánta energía se difundió como “pérdidas” radiativas?

Gráfica 1: Sección eficaz electrónica de Compton y sección eficaz electrónica de transferencia de

energía en función de la energía del fotón incidente.

Gráfica 2: Fracción de energía transferida promedio en función de la energía del fotón incidente

para la dispersión Compton.