¿Qué es la interacción de la radiación con la materia? Definición

El conocimiento de las interacciones de la radiación con la materia constituye un conocimiento clave de la física moderna. La física moderna es una ciencia experimental y se basa en experimentos, que proporcionan información clave para nuestra comprensión de la naturaleza. La mayoría de los experimentos nucleares o de partículas modernos utilizan una variedad de dispositivos sofisticados (detectores) para medir y detectar partículas subatómicas . Para ser detectada, una partícula debe dejar algún rastro de su presencia en un detector. Las partículas en su mayoría  depositan energía a lo largo de su camino. El conocimiento de esta interacción, cómo las diferentes partículas depositan energía en la materia y cuánta energía depositan las partículas, es fundamental para nuestra comprensión del problema.Cada tipo de partícula interactúa de manera diferente , por lo tanto, debemos describir la interacción de las partículas (la radiación como un flujo de estas partículas) por separado. Por ejemplo, las partículas cargadas con altas energías pueden ionizar directamente los átomos. Por otro lado, las partículas eléctricamente neutras interactúan solo indirectamente, pero también pueden transferir parte o la totalidad de sus energías a la materia. Esta es la característica clave de la categorización de las fuentes de radiación. Por lo general, se clasifican en dos tipos generales de la siguiente manera:

• Partículas cargadas (directamente ionizantes)
  • Partículas beta . Las partículas beta son electrones rápidos o positrones emitidos en la desintegración beta nuclear, así como electrones energéticos producidos por cualquier otro proceso.
  • Partículas cargadas pesadas . Las partículas cargadas pesadas son todos iones energéticos con una masa de una unidad de masa atómica o mayor, como protones, partículas alfa (núcleos de helio) o fragmentos de fisión .
• Partículas neutras (indirectamente ionizantes)
  • Radiación de fotones (radiación electromagnética). Los fotones son partículas / ondas (dualidad onda-partícula) sin masa en reposo o carga eléctrica. También la luz visible es la radiación electromagnética, pero con energías mucho más bajas. La radiación electromagnética de interés incluye rayos X emitidos en la reorganización de las capas electrónicas de átomos y rayos gamma que se emiten desde el núcleo.
  • Neutrones . Los neutrones pueden ser emitidos por fisión nuclear o por la descomposición de algunos átomos radiactivos. Los neutrones tienen carga eléctrica cero y no pueden causar ionización directamente.
  • Los neutrinos . Los neutrinos son partículas elementales eléctricamente neutras, que interactúan débilmente, que tienen secciones transversales muy bajas para cualquier interacción con la materia y, por lo tanto, bajas probabilidades de colisionar en la materia.

El diseño de todos los reactores nucleares y otros sistemas nucleares depende fundamentalmente de la forma en que la radiación interactúa con la materia. Este conocimiento es muy importante para comprender:

• Moderación de neutrones . Cómo los neutrones se reducen a energías térmicas.
• Distribución de energía . ¿Dónde se genera la energía?
• Medición de potencia del reactor . ¿Cómo podemos medir la potencia del reactor y cómo podemos controlar la reacción en cadena?
• Blindaje contra la radiación . ¿Cómo podemos proteger todos los diversos tipos de radiación producidos en el núcleo del reactor ?