Hctor R. AgeroFuesmen - RadioterapiaRadiaciones Ionizantes Curso de Dosimetra

Estructura del tomo

Energa de Unin o de LigaduraCada electrn se encuentra ligado al ncleo por una cantidad fija de energa.Si uno desea remover un electrn y que este quede libre, debe proveerse energa.La mnima cantidad de energa requerida para liberar a un electrn se conoce como la energa de ligadura del electrn en el tomo. EbUnidad de energa: eV 1eV= 1.6022 x 10-19Joule

Energa de Unin o de Ligadura

Hoja1

Energa de ligadura promedio (KeV)

ElementoNmero Atmico ZCapa KCapa L

H10.014----

C60.2800.007

O80.5300.024

P152.1500.190

S162.4700.230

Fe267.1100.850

Zn309.6601.190

Br3513.4701.780

Ag4725.5103.810

I5333.1705.190

Tm6959.40010.120

W7469.52012.100

Pb8288.00015.860

Hoja2

Hoja3

ExcitacinBajo condiciones normales, los electrnes ocupan los niveles de energa ms bajos posibles (las capas ms cercanas al ncleo).La cantidad de electrones por capa ser consistente con el principio de exclisin de Pauli. K2 L 8 M 18 N 32Sin embargo, los electrones pueden ser desplazados a capas ms altas (no acupadas) temporariamente por la absorcin de energa.

ExcitacinEsta absorcin puede suceder de varias maneras:CalorCampos elctricos fuertesPasaje de partculas cargadas por la materiaImpacto mecnicoLos tomos excitados son, en general, inestables y vuelven a su configuracin normal al emitir radiacin electromagntica (fluorescencia), dentro de los 10-9 segundos.

IonizacinProceso por el cual un tomo neutro adquiere carga positiva o negativa por la prdida o ganancia de un electrntomo cargado positivamente in positivo.Electrn liberado in negativo.Adquirido por un tomo neutro.La energa impartida al electrn es igual o superior a la energa de ligadura Eb El exceso de energa se convierte en EK (energa cintica) del electrn libre

ClasificacionesRadiaciones Particuladas E es propagada por corpsculos que tienen una masa. (protones, neutrones, electrones)

Radiaciones Electromagnticas E es propagada por fenmenos tales como ondas de luz, de calor, microondas, rayos ultravioletas, rayos x y rayos gamma (fotones).

ClasificacionesRadiaciones IonizantesSon aquellas con energa, longitud de onda y frecuencia tales que al interaccionar con un medio le transfieren energa suficiente para excitarlo o desligar a un electrn de su tomo, dando como resultado un par inico.Radiaciones no-ionizantesSon aquellas con energa, longitud de onda y frecuencia tales que al interaccionar con un medio no poseen la suficiente energa para excitar o desligar a un electrn de su tomo, no siendo capaces de producir un par inico.

Espectro Electromagntico

Radiaciones IonizantesEl umbral de frecuencia, por encima del cual una radiacin es ionizante se sita en torno a 3000 THz = 31015 Hz, que representa una energa del orden de 12eV y una longitud de onda de 100nm.

La energa necesaria para producir la ionizacin de un tomo se encuentra entre 4 25 eV.

Las radiaciones de longitud de onda menores a 320 nm sern ionizantes. Sin embargo suele excluirse la regin de 10 a 400 nm (UV), debido a su bajo poder de penetracin en la mayora de los materiales.

Radiaciones IonizantesRayos : Radiacin emitida en la desintegracin nuclear o en la aniquilacin materia antimateria. Su rango de energa va desde 2.6 keV hasta 7.1 MeV. Rayos X: Radiacin electromagntica emitida por partculas cargadas cuando se frenan en un campo de Coulomb (rayos x de bremsstrahlung o continuo) o bien cuando excitan transiciones electrnicas en tomos (rayos x caractersticos). Los rangos de energa de los rayos x se clasifican de la siguiente manera:0.1 20 kVRayos x de baja energa o blandos 20 120 kVRayos x de uso diagnstico120 300 kVRayos x de ortovoltaje (Terapia Superficial)300 1 MVRayos x de energa intermedia (Terapia)> 1MVRayos x de megavoltaje (Radioterapia)

Radiaciones IonizantesElectrones rpidos: Si provienen de la desintegracin nuclear se denominan rayos (+ o -). Si son consecuencia de una colisin de una partcula cargada se denominan rayos .

Partculas cargadas pesadas: Usualmente obtenidas desde la aceleracin por campos de fuerza Coulombianos en un cyclotron o aceleradores lineales de partculas pesadas. Las partculas alfa son incluso emitidas por desintegraciones nucleares.Protones Partculas Alfa Ncleos pesados

Radiaciones IonizantesNeutrones: Partcula elctricamente neutras producidas en reacciones nucleares ((p,n) o fisin) siendo que ellas mismas no pueden ser aceleradas electroestticamente.Trmicos: son aquellos que estn en equilibrio con el medio que los rodea, no habiendo en promedio un intercambio neto de energa entre neutrones y tomos. Rpidos: se denominan as cuando las energas estn comprendidas entre 10 KeV y 10 MeV. Por lo general todos los neutrones al nacer estn comprendidos en esta regin energtica, pasando luego a energas menores por colisiones sucesivas.Relativistas: son aquellos cuyas energas cinticas son superiores a los 10 MeV, por lo que se deben aplicar correcciones relativistas en el tratamiento de los mecanismos de interaccin.

Radiaciones No-ionizantesLa radiacin no ionizante abarca todas las frecuencias inferiores al umbral de UV:

UltravioletaEspectro visibleInfrarrojoRadiofrecuenciasFrecuencias bajas (inferiores a 3KHz)

Radiaciones IonizantesPartculas Cargadas (e-, protones, a, iones pesados) son conocidas como radiaciones directamente ionizantes siempre que ellas posean suficiente energa cintica para producir ionizacin por colisin cuando penetran la materia.E se pierde en un gran nmero de pequeos incrementos a lo largo de la trayectoria de ionizacin en el medio.Interacta con la materia sobre todo mediante las fuerzas de Coulomb, que les hace repeler o atraer electrones de tomos y molculas en funcin de sus cargas.Partculas sin carga (neutrones, rayos X y g), son conocidas como radiaciones indirectamente ionizantes ya que ellas son las que liberan partculas directamente ionizantes cuando interactan con la materia.

Tipos de Radiacin

IntroduccinLas mediciones de radiacin requieren de varias especificaciones del campo radiante en el punto de inters.

La dosimetra abarca a los mtodos para la determinacin cuantitativa de la energa depositada en un medio por las radiaciones ionizantes.

Campo de RadiacinLa radiacin ionizante puede consistir de varios tipos de partculas. Ej. fotones, electrones, neutrones, etc.Hay dos cantidades muy generales relacionadas con los campos radiantes:El nmero N de partculas.La energa R transportada por las partculas, la cual es incluso denominada como energa radiante.

Campo de RadiacinICRU(International Commission of Radiation Units and Measurements)Definicin del nmero de partculas:El nmero de partculas N es el nmero de partculas que son emitidas, transferidas o recibidas.Definicin de energa radiante:La energa radiante R es la energa (excluyendo la energa en reposo) de las partculas que son emitidas, transferidas o recibidas.Unidad: Joule, eVPara partculas de energa E la energa radiante es:

R = E x N