11-05-15 protección radiologica (luis defilippi)

IPEN : Trabajando en las fronteras de la ciencia IPEN

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Proteccin Radiolgica

Instituto Peruano de Energa Nuclear

Luis Defilippi Shinzato Licenciado en Ciencias Fsicas Maestra en Fsica Mdica



TEMARIO - 1

Estructura atmica. Concepto del tomo. Propiedades. Nucledos. Nomenclatura. Radiactividad. Actividad y Ley de decaimiento radiactivo. Unidad de Actividad. Tipos de decaimiento.



TEMARIO - 2

Interaccin de la radiacin con la materia. Ionizacin. Caractersticas de las radiaciones (alfa, beta y

gamma). Neutrones. Efecto fotoelctrico. Dispersin Compton. Produccin de pares.

Atenuacin de las radiaciones.



El tomo Atomo: porcin mnima de materia que conserva las

propiedades qumicas

Los tomos son tan pequeos que pueden colocarse unos 100 millones de ellos, uno despus de otro, en un centmetro lineal.

Su radio es del orden de 10-8 cm.

El radio nuclear es de a 10-13 cm.

Los tomos son elctricamente neutros, el nmero de electrones orbitales es igual al nmero de protones en el ncleo.



Los tomos estn constituidos por un ncleo (donde se encuentran los protones y neutrones) y electrones (que giran alrededor del ncleo)



Al nmero de protones se le denomina nmero atmico (Z) y distingue a los elementos qumicos. El nmero de protones y neutrones del ncleo se le denomina nmero de masa (A)

tomos de un mismo elemento (mismo Z) pueden tener diferente numero de neutrones (diferente A) a estos tomos se les denomina Istopos.



Ondas Electromagnticas



El Espectro Electromagntico

239,1E



Interaccin de la radiacin con la materia

a) El efecto fotoelctrico Un fotn interacta con un electrn de un tomo del

material y le transfiere toda su energa, desapareciendo el fotn original.

El electrn secundario adquiere toda la energa del fotn en forma de energa cintica, y es suficiente para desligarlo de su tomo y convertirlo en proyectil.



b) El efecto Compton

Un fotn interacta con un electrn de un tomo del material. El electrn secundario adquiere slo parte de la energa del fotn y el resto se la lleva otro fotn de menor energa y desviado.



c) Produccin de pares

Un fotn interacta con el intenso campo electromagntico del ncleo, transformndose en dos partculas (partcula y antipartcula) un electrn y un positrn. Este efecto solo se produce a energas del fotn superiores a 1,2 MeV.



Atenuacin

Si se enva un haz de intensidad I0 (nmero de fotones) de rayos X o gamma sobre un material de espesor x, y se coloca detrs de ste un detector, En el material, el haz ser atenuado por las tres interacciones ya mencionadas, llegando al detector slo la cantidad I, menor que I0.



Ley de la atenuacin de la radiacin

La atenuacin obedece la ley exponencial:

Donde m se llama coeficiente lineal de atenuacin.

Se puede definir la capa hemirreductora x1/2 como el grueso del material absorbente que reduce la intensidad inicial a la mitad.

La capa hemirreductora est relacionada con el coeficiente lineal de atenuacin segn la ecuacin

xeII m 0

mm693,0)2ln(

2/1 x



Relacin entre el blindaje y la intensidad



Decaimiento Radiactivo Un tomo inestable puede lograr su

estabilidad desintegrndose y transformndose en otro tomo.

Si el proceso es rpido, el tomo original dura poco, pronto se agota. Si el proceso es lento, puede durar mucho tiempo, hasta miles de millones de aos.

Si en una muestra con un nmero dado N de ncleos radiactivos. Se indica como actividad A a la emisin de radiacin por unidad de tiempo, la cual es proporcional al nmero N presente en cada instante:

A = N



La cantidad se llama constante de decaimiento, y es caracterstica de cada elemento y cada tipo de decaimiento.

La actividad A se mide en desintegraciones / unidad de tiempo. La unidad de actividad aceptada internacionalmente es el Becquerel (Bq), que equivale a 1 desintegracin/ segundo.

Tambin se ha usado tradicionalmente la unidad Curie (Ci), igual a 3.7 X 10 10 desintegraciones/ segundo (sta es la actividad de un gramo de radio). Es claro que 1 Ci = 3.7 X 10 10 Bq.



Emisin Alpha Se produce en ncleos muy pesados, los cuales para lograr su

estabilidad emiten un grupo de 4 partculas (2 protones y dos neutrones).

El tomo original desaparece y un nuevo elemento surge.



Emisin Beta Se produce en ncleos con exceso o defecto de neutrones, hay

una transformacin nuclear convirtiendo neutrones en protones y emitiendo electrones.

El tomo original desaparece y un nuevo elemento surge.



Emisin Gamma Se produce en tomos cuyo ncleo tiene demasiada energa y

para liberarla y obtener su estabilidad emite un fotn de radiacin gamma.

No hay transformacin nuclear, contina siendo el mismo elemento.



Penetrabilidad de las emisiones Radiactivas



Para representar la duracin de las fuentes radiactivas se ha definido el concepto de periodo de semidesinteracin, y se representa como t1/2.

El periodo de semidesintegracin de un istopo es el tiempo que tarda en reducirse su actividad a la mitad.

693,0)2(ln

21 t



Gracias por su atencin

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