¿Qué es el coeficiente de atenuación lineal? Definición

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.