LABORATORIO Nº 2

Espesores Hemirreductores

Ricardo Torres 20041135069

PROBLEMA:

Determinar la variación de la intensidad de radiación gamma producida por una fuente de cesio 137 al colocar entre ella y el detector de intensidad de radiación una placas de dos materiales (hierro y aluminio).

INTRODUCCIÓN: Este laboratorio es realizado con el fin de determinar cómo disminuye la intensidad de radiación radiación incidente en determinada superficie al colocar entre la fuente de radiación y el detector (superficie) un obstáculo (hierro y aluminio).

MARCO TEORICO: Cesio 137:

El Cesio-137 es un isótopo radiactivo de cesio que se produce principalmente por fisión nuclear. Tiene una vida media de 30,23 años, y decae emitiendo partículas beta a un isómero nuclear metaestable de Bario-137(Ba-137m). El Ba-137m tiene una vida media de 2,55 minutos y es el responsable de todas las emisiones de rayos gamma. El Bario-137 es estable.

Espesor hemirreductor:

Un modo habitual de expresar la aptitud de atenuación de un material blindante consiste en emplear el concepto de espesor hemirreductor, EHR. El espesor hemireductor de un determinado material (para una dada energía del haz de radiación) es el valor del espesor de dicho

material que debe interponerse entre la fuente y un punto de interés para reducir a la mitad el kerma (kinetic energy released per unit mass) en aire libre (o la dosis absorbida, o la dosis equivalente o la exposición) en dicho punto..

Materiales

Los materiales a utilizar en esta práctica son:

Unidad Básica Unidad común Tubo contador tipo A 8 placas de acero 9 placas de aluminio

METODOLOGIA

Se dispuso de un montaje experimental configurado por el monitor de la asignatura que consistía en un Tubo contador tipo A conectado a una unidad común y a una unidad básica (esta parte del dispositivo promedia la intensidad de radiación producida por una fuente cada dos minutos), en este montaje a diferencia del anterior se deja una separación fija entre el emisor de radiación y el detector, para atenuar los efectos de la radiación incidente sobre el detector (tubo contador). Se colocaran placas de hierro y aluminio entre el tubo contador

Este montaje tiene como fin determinar la intensidad de radiación gamma producida por la fuente de cesio 137. Y observar como varia dicha intensidad conforme la cantidad de placas de hierro o aluminio que se ponen entre la fuente y el detector aumentan.Para Obtener los datos se procedió de la siguiente forma:

El montaje se configuro de la misma manera que en el laboratorio anterior para este caso se interpuso entre la

fuente y el detector placas de diferente espesor y material(hierro y aluminio).

Una vez se estableció el montaje se obtuvo la radiación que se encuentra en el medio esta se determina con el fin de obtener la radiación producida únicamente por la fuente. Luego determinamos la intensidad de radiación producida por la fuente a una distancia arbitraria y seguidamente colocamos una placa de hierro tras otra para determinar la disminución de la radiación incidente sobre el detector el mismo procedimiento se realizo con el aluminio. Datos Obtenidos:

Para la radiación de fondo se obtuvo un valor de 0.533 I/s (impulsos sobre segundo), la intensidad de radiación de la siguiente tabla fue producida por la fuente de cesio137 y promediada por el dispositivo (unidad básica, común y tubo contador tipo A) cada dos minutos, a cada una de las medidas obtenidas se le sustrajo la radiación de fondo.

Tabla nº1(hemirreductor hierro)

espesor(mm) Intensidad de Radiación (Impulsos por segundo)

0 3.263 2.45.85 1.768.75 1.2611.75 0.7414.85 0.5917.85 0.3820.85 0.2223.7 0.03

Gráfica;

Graficanº1

0 5 10 15 20 250

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

I.radiacion vs espesor

espesor placas (mm)in

tens

idad

(I/s)

ANALISIS GRAFICO:

Esta grafica muestra un comportamiento lineal hasta antes de 10 mm y nuevamente después de 10 hasta 20 lo que sugiere que la intensidad de radiación disminuye de manera lineal conforme aumenta el espesor de la barrera (placas). Sin embargo no disminuye de forma lineal ya que para el caso la pendiente de la recta que mejor se ajusta a los datos es de 0.032 y no obedece a una aproximación correcta de los datos nuevamente se sugiere una relación entre la intensidad de radiación y el espesor de tipo:

1) R=1/r

Un procedimiento similar fue realizado con las placas de aluminio. Se obtuvieron los siguientes datos.

Tabla nº2 (hemirreductor Aluminio)

espesor(mm) Intensidad de Radiación (Impulsos por segundo)

0 3.262.8 3.258.5 2.3514.2 2.2919.9 2.1724.7 2.11

Gráfica;

Graficanº2

0 5 10 15 20 25 300

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

I.radiacion vs espesor

ESPESOR (mm)

INTE

NSI

DAD(

I/s)

Análisis Grafico:

Nuevamente se presenta una disminución de la radiación de la forma:

1)R∝1/r

Fíjese que la radiación disminuye de manera brusca en el intervalo 0a 10mm y luego disminuye de manera lenta.

Conclusiones:

1. La atenuación intensidad de radiación producida por una fuente de cesio 137 depende exclusivamente de:

Material interpuesto

Espesor del material

2. Aunque la radiación es menor conforme el espesor del material interpuesto aumenta. Si se obedece a la relación de la ecuación 1) se necesitaría un material de espesor infinito para atenuar por completo la radiación.

Bibliografía:

Wikipediahttp://es.wikipedia.org/wiki/Cesio-137 (citado 15 de nioviembre del 2009).

fisica la naturaleza de las cosas vol II.  Lea Susan Brake  John  Robert.  ED international THOMSON.  1999 México.

Raymond A. Serway Robert J. Beichner . Fisica para ciencias e ingenieria: física atómica. Ediciones Mc Graw Hill , 2001. 980p. nº1425-1426.