Dosimetría de radiación Archives - Página 11 de 56

¿Qué es el blindaje de la radiación alfa? Definición

julio 3, 2020junio 10, 2020 por Nick Connor

La protección de la radiación alfa sola no plantea un problema difícil. La mayoría de las partículas alfa se pueden detener fácilmente con un trozo de papel delgado. Dosimetría de radiación

Blindaje de la radiación alfa

Las siguientes características de las partículas alfa son cruciales en su blindaje.

Las partículas alfa son núcleos energéticos de helio y son relativamente pesadas y tienen una carga doble positiva .
Las partículas alfa interactúan con la materia principalmente a través de las fuerzas de coulomb (ionización y excitación de la materia) entre su carga positiva y la carga negativa de los electrones de los orbitales atómicos.
Las partículas alfa ionizan fuertemente la materia y pierden rápidamente su energía cinética. Por otro lado, depositan todas sus energías a lo largo de sus cortos caminos.
El poder de frenado está bien descrito por la fórmula Bethe .

El poder de detención de la mayoría de los materiales es muy alto para las partículas alfa y para las partículas cargadas pesadas. Por lo tanto, las partículas alfa tienen rangos muy cortos . Por ejemplo, los rangos de una partícula alfa de 5 MeV (la mayoría tienen esa energía inicial) son de aproximadamente solo 0,002 cm en aleación de aluminio o aproximadamente 3,5 cm en aire. La mayoría de las partículas alfa pueden ser detenidas por una delgada hoja de papel. Incluso las células muertas en la capa externa de la piel humana proporcionan un blindaje adecuado porque las partículas alfa no pueden penetrarlo.

Por lo tanto, el blindaje de la radiación alfa por sí solo no plantea un problema difícil. Por otro lado, los nucleidos radiactivos alfa pueden conducir a graves riesgos para la salud cuando se ingieren o inhalan (contaminación interna). Cuando se ingieren o inhalan, las partículas alfa de su descomposición dañan significativamente el tejido vivo interno. Además, la radiación alfa pura es muy rara, la desintegración alfa suele ir acompañada de radiación gamma, cuyo blindaje es otro problema.

Ver también: interacción de partículas cargadas pesadas con materia

Partícula Alfa - Cámara Nube

Partículas alfa y electrones (desviados por un campo magnético) de una barra de torio en una cámara de niebla.
Fuente: wikipedia.org

Blindaje de la radiación alfa y beta

Materiales básicos para el blindaje de partículas alfa.

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Este artículo se basa en la traducción automática del artículo original en inglés. Para más información vea el artículo en inglés. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducción, envíela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducción en línea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducción lo antes posible. Gracias.

¿Qué es la detección de antineutrinos / neutrinos? Definición

julio 3, 2020junio 10, 2020 por Nick Connor

Como los neutrinos no ionizan la materia, no se pueden detectar directamente. La detección de antineutrinos se basa en la desintegración beta inversa. Detección de antineutrinos. Dosimetría de radiación

Como los neutrinos no ionizan la materia, no se pueden detectar directamente. La detección de antineutrinos (Premio Nobel de 1995 para Frederick Reines y Clyde Cowan) se basa en la reacción:

Esta interacción es simétrica a la desintegración beta del neutrón libre , por lo tanto, a veces se denomina desintegración beta inversa . Todos los métodos de detección requieren que los neutrinos lleven un umbral mínimo de energía de 1.8 MeV . Solo los antineutrinos con una energía por encima del umbral de 1.8 MeV pueden causar interacciones con los protones en el agua, produciendo positrones y neutrones .

Referencia: Griffiths, David, Introducción a las partículas elementales, Wiley, 1987.

detección de antineutrinos — Firma de antineutrino: coincidencia entre la captura rápida de neutrones de positrones y delayes en hidrógeno.
Fuente: Diapositivas – Dr. Blucher, Instituto Enrico Fermi

Detector antineutrino — El interior de un detector cilíndrico de antineutrinos antes de llenarse con un centelleador de líquido transparente, que revela las interacciones de los antineutrinos por los muy tenues destellos de luz que emiten. Tubos fotomultiplicadores sensibles se alinean en las paredes del detector, listos para amplificar y registrar los destellos reveladores.
Foto: Roy Kaltschmidt, LBNL
Fuente: Experimento de neutrinos del Reactor Daya Bay

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¿Qué es el neutrino? Definición

julio 3, 2020junio 9, 2020 por Nick Connor

Un neutrino es una partícula subatómica elemental con masa infinitesimal y sin carga eléctrica. Los neutrinos son partículas subatómicas que interactúan débilmente con ½ unidad de espín. Dosimetría de radiación

Un neutrino es una partícula subatómica elemental con masa infinitesimal (menos de 0.3 eV ..?) Y sin carga eléctrica . Los neutrinos pertenecen a la familia de los leptones, lo que significa que no interactúan a través de una fuerza nuclear fuerte . Los neutrinos son partículas subatómicas que interactúan débilmente con ½ unidad de espín. El término neutrino proviene del italiano que significa «pequeño neutral» y los neutrinos se denotan con la letra griega ν (nu) . Hay tres tipos de leptones cargados, cada uno asociado con neutrinos, formando tres generaciones (entre generaciones, las partículas difieren según su número cuántico y masa). La primera generación consiste en el electrón (e ^–) y electrón-neutrino (ν _e ). La segunda generación consiste en el muón (μ ^– ) y el neutrino muón (ν _μ ) La tercera generación consiste en el tau (τ ^– ) y el neutrino tau (ν _τ ). Cada tipo de neutrino está asociado con una partícula antimateria, llamada antineutrino , que también tiene carga eléctrica neutra y 1/2 spin. Actualmente (2015), no está resuelto, si el neutrino y su antipartícula no son partículas idénticas.

Sin carga eléctrica, no se ven afectados por las fuerzas electromagnéticas que actúan sobre otros leptones cargados, como los electrones. Como los neutrinos pertenecen a la familia de los leptones, no están sujetos a la fuerza fuerte. Los neutrinos están sujetos a la fuerza débil , que es de un alcance mucho más corto que la fuerza electromagnética y la fuerza de gravedad. Por lo tanto, los neutrinos son las partículas subatómicas más penetrantes , capaces de pasar a través de la Tierra sin ninguna interacción. Se estima que los neutrinos tienen secciones transversales de interacción de aproximadamente 20 órdenes de magnitud menos que las secciones transversales típicas de dispersión de dos nucleones (~ ^10-47 m2 = ^10-19granero). Se estima que la sección transversal del neutrino para la interacción aumenta linealmente con la energía del neutrino incidente.

Referencia: Griffiths, David, Introducción a las partículas elementales, Wiley, 1987.

Ver también: antineutrino

Ver también: Reactor nuclear como fuente de antineutrinos

Evento de neutrinos

Fuente: wikipedia.org

Detector de antineutrinos

El interior de un detector cilíndrico de antineutrinos antes de llenarse con un centelleador de líquido transparente, que revela las interacciones de los antineutrinos por los muy tenues destellos de luz que emiten. Tubos fotomultiplicadores sensibles se alinean en las paredes del detector, listos para amplificar y grabar los destellos reveladores.
Foto: Roy Kaltschmidt, LBNL
Fuente: Experimento de neutrinos del Reactor Daya Bay

Producción de neutrinos

Los neutrinos se pueden producir de varias maneras. La fuente más poderosa de neutrinos en el sistema solar es sin duda el propio Sol. Miles de millones de neutrinos solares por segundo pasan (principalmente sin ninguna interacción) a través de cada centímetro cuadrado (~ 6 x 10 ¹⁰ cm ^-2 s ^-1 ) en la superficie de la Tierra. En el Sol, los neutrinos se producen después de la reacción de fusión de dos protones durante la desintegración beta positiva del núcleo de helio-2.

$_ {2} ^ {2} textrm {He} rightarrow _ {1} ^ {2} textrm {H} + beta ^ {+} + nu _ {{e}}$

Cada reactor nuclear también es una fuente muy poderosa de neutrinos. De hecho, antineutrinos . En un reactor nuclear ocurre especialmente la β ^– decaimiento, porque la característica común de los productos de fisión es un exceso de neutrones (véase Nuclear Estabilidad ). Un fragmento de fisión inestable con el exceso de neutrones sufre beta ^– descomposición, donde el neutrón se convierte en un protón, un electrón y un electrón antineutrino.

Referencia: Griffiths, David, Introducción a las partículas elementales, Wiley, 1987.

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¿Qué es el coeficiente de atenuación masiva? Definición

julio 3, 2020junio 9, 2020 por Nick Connor

El coeficiente de atenuación de masa se define como la relación del coeficiente de atenuación lineal y la densidad del absorbedor (μ / ρ). Dosimetría de radiación

Coeficiente de atenuación masiva

Al caracterizar un material absorbente, a veces podemos usar el coeficiente de atenuación de masa. El coeficiente de atenuación de masa se define como la relación del coeficiente de atenuación lineal y la densidad del absorbedor (μ / ρ) . La atenuación de la radiación gamma se puede describir con la siguiente ecuación:

I = I ₀ .e ^{– (μ / ρ) .ρl}

, donde ρ es la densidad del material, (μ / ρ) es el coeficiente de atenuación de masa y ρ.l es el espesor de la masa. La unidad de medida utilizada para el coeficiente de atenuación de masa cm ² g ^-1. Para las energías intermedias, la dispersión de Compton domina y diferentes absorbentes tienen coeficientes de atenuación de masa aproximadamente iguales. Esto se debe al hecho de que la sección transversal de la dispersión de Compton es proporcional a la Z (número atómico) y, por lo tanto, el coeficiente es proporcional a la densidad del material ρ. A valores pequeños de energía de rayos gamma o a valores altos de energía de rayos gamma, donde el coeficiente es proporcional a las potencias más altas del número atómico Z (para efecto fotoeléctrico σ _f ~ Z ⁵ ; paraproducción de pares σ _p ~ Z ² ), el coeficiente de atenuación μ no es una constante.

……………………………………………………………………………………………………………………………….Este artículo se basa en la traducción automática del artículo original en inglés. Para más información vea el artículo en inglés. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducción, envíela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducción en línea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducción lo antes posible. Gracias.

¿Qué es la capa de medio valor? Definición

julio 3, 2020junio 9, 2020 por Nick Connor

La capa de valor medio expresa el espesor del material absorbente necesario para la reducción de la intensidad de radiación incidente en un factor de dos. Dosimetría de radiación

Capa de valor medio

La capa de valor medio expresa el espesor del material absorbente necesario para la reducción de la intensidad de radiación incidente en un factor de dos . Hay dos características principales de la capa de valor medio:

La capa de valor medio disminuye a medida que aumenta el número atómico del absorbedor. Por ejemplo, se necesitan 35 m de aire para reducir la intensidad de un haz de rayos gamma de 100 keV en un factor de dos, mientras que solo 0,12 mm de plomo pueden hacer lo mismo.
La capa de valor medio para todos los materiales aumenta con la energía de los rayos gamma. Por ejemplo, desde 0,26 cm para hierro a 100 keV hasta aproximadamente 1,06 cm a 500 keV.

half value layer La capa de valor medio expresa el espesor del material absorbente necesario para la reducción de la intensidad de radiación incidente en un factor de dos. Con la capa de valor medio es fácil realizar cálculos simples.
Fuente: www.nde-ed.org

Tabla de capas de valor medio (en cm) para diferentes materiales con energías de rayos gamma de 100, 200 y 500 keV.

Amortiguador	100 keV	200 keV	500 keV
Aire	3555 cm	4359 cm	6189 cm
Agua	4,15 cm	5,1 cm	7,15 cm
Carbón	2,07 cm	2,53 cm	3,54 cm
Aluminio	1,59 cm	2,14 cm	3,05 cm
Planchar	0,26 cm	0,64 cm	1,06 cm
Cobre	0,18 cm	0,53 cm	0,95 cm
Dirigir	0,012 cm	0,068 cm	0,42 cm

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¿Qué es el coeficiente de atenuación lineal? Definición

julio 6, 2021junio 9, 2020 por Nick Connor

La suma de las tres secciones transversales parciales se denomina coeficiente de atenuación lineal. Atenuación de rayos gamma. Dosimetría de radiación

La sección transversal total de interacción de los rayos gamma con un átomo es igual a la suma de las tres secciones transversales parciales mencionadas : σ = σ _f + σ _C + σ _p

σ _f – Efecto fotoeléctrico

σ _C – Dispersión de Compton

σ _p – Producción de pares

Dependiendo de la energía de los rayos gamma y del material absorbente, una de las tres secciones transversales parciales puede llegar a ser mucho más grande que las otras dos. A valores pequeños de energía de rayos gamma , domina el efecto fotoeléctrico . La dispersión de Compton domina a energías intermedias. La dispersión de compton también aumenta con la disminución del número atómico de materia, por lo tanto, el intervalo de dominación es más amplio para los núcleos ligeros. Finalmente, la producción de pares electrón-positrón domina a altas energías. Con base en la definición de sección transversal de interacción, se puede derivar la dependencia de la intensidad de los rayos gamma del espesor del material absorbente. Si los rayos gamma monoenergéticos se coliman en un haz estrechoy si el detector detrás del material solo detecta los rayos gamma que pasaron a través de ese material sin ningún tipo de interacción con este material, entonces la dependencia debería ser una simple atenuación exponencial de los rayos gamma . Cada una de estas interacciones elimina el fotón del haz por absorción o por dispersión en dirección contraria al detector. Por lo tanto, las interacciones pueden caracterizarse por una probabilidad fija de ocurrencia por unidad de longitud de trayectoria en el absorbedor. La suma de estas probabilidades se denomina coeficiente de atenuación lineal :

μ = τ _{(fotoeléctrico)} + σ _(Compton) + κ _(par)

Coeficiente de atenuación lineal

La atenuación de la radiación gamma se puede describir mediante la siguiente ecuación.

Yo = yo ₀ .e ^-μx

, donde I es la intensidad después de la atenuación, I _o es la intensidad incidente, μ es el coeficiente de atenuación lineal (cm ^-1 ) y el espesor físico del absorbente (cm).

Los materiales enumerados en la tabla al lado son aire, agua y elementos diferentes desde el carbono ( Z = 6) hasta el plomo ( Z = 82) y sus coeficientes de atenuación lineal se dan para tres energías de rayos gamma. Hay dos características principales del coeficiente de atenuación lineal:

El coeficiente de atenuación lineal aumenta a medida que aumenta el número atómico del absorbente.
El coeficiente de atenuación lineal para todos los materiales disminuye con la energía de los rayos gamma.

Dependencia de la intensidad de la radiación gamma en el espesor del absorbedor.La importancia relativa de varios procesos de interacción de la radiación gamma con la materia Coeficientes de atenuación lineal

Tabla de Coeficientes de Atenuación Lineal (en cm-1) para diferentes materiales a energías de rayos gamma de 100, 200 y 500 keV.

Amortiguador	100 keV	200 keV	500 keV
Aire	0.000195 / cm	0,000159 / cm	0,000112 / cm
Agua	0,167 / cm	0,136 / cm	0,097 / cm
Carbón	0,335 / cm	0,274 / cm	0,196 / cm
Aluminio	0,435 / cm	0,324 / cm	0,227 / cm
Hierro	2,72 / cm	1,09 / cm	0,655 / cm
Cobre	3,8 / cm	1,309 / cm	0,73 / cm
Dirigir	59,7 / cm	10,15 / cm	1,64 / cm

¿Qué es la dispersión inversa de Compton? Definición

julio 3, 2020junio 9, 2020 por Nick Connor

La dispersión inversa de Compton es la dispersión de fotones de baja energía a altas energías por electrones relativistas. Dosimetría de radiación

Dispersión de Compton

Dispersión inversa de Compton

La dispersión inversa de Compton es la dispersión de fotones de baja energía a altas energías por electrones relativistas. Los electrones relativistas pueden aumentar la energía de los fotones de baja energía en una cantidad potencialmente enorme (incluso se pueden producir rayos gamma). Este fenómeno es muy importante en astrofísica.

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Qué es el borde de Compton – Definición

agosto 9, 2021junio 9, 2020 por Nick Connor

En espectrofotometría, el borde de Compton es una característica del espectrógrafo que resulta de la dispersión de Compton en el centelleador o detector. Dosimetría de radiación

Dispersión de Compton

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el borde de Compton

En espectrofotometría, el borde de Compton es una característica del espectrógrafo que resulta de la dispersión de Compton en el centelleador o detector. Esta característica se debe a los fotones que experimentan la dispersión de Compton con un ángulo de dispersión de 180 ° y luego escapan del detector. Cuando un rayo gamma sale del detector y escapa, solo una fracción de su energía inicial puede depositarse en la capa sensible del detector. Depende del ángulo de dispersión del fotón, cuánta energía se depositará en el detector. Esto conduce a un espectro de energías. La energía del borde de Compton corresponde a un fotón retrodispersado completo . [/ lgc_column]

Borde Compton de 60Co en espectrómetro gamma Na (Tl).

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¿Qué es la sección transversal de la dispersión de Compton? Definición

junio 9, 2020 por Nick Connor

La fórmula de Klein-Nishina describe la distribución angular (secciones transversales) de fotones dispersados de un solo electrón libre. Sección transversal de la dispersión de Compton

Dispersión de Compton

Dispersión de Compton – Secciones transversales

La probabilidad de dispersión de Compton por una interacción con un átomo aumenta linealmente con el número atómico Z, porque depende de la cantidad de electrones, que están disponibles para la dispersión en el átomo objetivo. La distribución angular de fotones dispersados de un solo electrón libre se describe mediante la fórmula de Klein-Nishina :donde ε = E ₀ / m _e c ² y r ₀ es el «radio clásico del electrón» igual a aproximadamente 2.8 x ^10-13 cm. La fórmula da la probabilidad de dispersar un fotón en el elemento de ángulo sólido dΩ = 2π sen Θ dΘ cuando la energía incidente es E ₀ .

Experimento de dispersión de Compton — El cambio de longitud de onda en dicha dispersión depende solo del ángulo de dispersión para una partícula objetivo dada.
Fuente: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/

Sección transversal de la dispersión compton de fotones por electrones atómicos.

Dispersión Compton - Distribución angular

Energías de un fotón a 500 keV y un electrón después de la dispersión de Compton.

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¿Qué es la fórmula Compton? – Definición

julio 3, 2020junio 9, 2020 por Nick Connor

La fórmula de Compton se publicó en 1923 en Physical Review. Compton explicó que el cambio de rayos X es causado por el impulso de fotones en forma de partículas. Longitud de onda de Compton

Dispersión de Compton

Fórmula de dispersión Compton

La fórmula de Compton se publicó en 1923 en Physical Review. Compton explicó que el cambio de rayos X es causado por el impulso de fotones en forma de partículas. La fórmula de dispersión de Compton es la relación matemática entre el cambio en la longitud de onda y el ángulo de dispersión de los rayos X. En el caso de la dispersión de Compton, el fotón de frecuencia f choca con un electrón en reposo. Tras la colisión, el fotón rebota en el electrón, abandonando parte de su energía inicial (dada por la fórmula de Planck E = hf), mientras que el electrón gana impulso (masa x velocidad), el fotón no puede bajar su velocidad . Como resultado de la ley de conservación del momento, el fotón debe reducir su impulso dado por:Por lo tanto, la disminución en el momento del fotón debe traducirse en una disminución en la frecuencia (aumento en la longitud de onda Δ λ = λ ‘- λ ). El desplazamiento de la longitud de onda aumentó con el ángulo de dispersión de acuerdo con la fórmula de Compton :donde λ es la longitud de onda inicial del fotón λ ‘ es la longitud de onda después de la dispersión, h es la constante de Planck = 6.626 x 10 ^-34 Js m _e es la masa de electrones en reposo (0.511 MeV) c es la velocidad de la luz Θ es el ángulo de dispersión El cambio mínimo en la longitud de onda ( λ ′ – λ ) para el fotón ocurre cuando Θ = 0 ° (cos (Θ) = 1) y es al menos cero. El cambio máximo en la longitud de onda ( λ ′ – λ) para el fotón ocurre cuando Θ = 180 ° (cos (Θ) = – 1). En este caso, el fotón transfiere al electrón la mayor cantidad de impulso posible. El cambio máximo en la longitud de onda puede derivarse de la fórmula de Compton:La cantidad h / m _e c se conoce como la longitud de onda de Compton del electrón y es igual a 2,43 × 10 ⁻¹² m .

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