Coeficientes de Interacciòn

1.- DEFINICIÓN DE EXPOSICIÓN

– EXPOSICIÓN, Acción y efecto de someter a las personas a las radiaciones ionizantes.

– EXPOSICIÓN EXTERNA, Exposición del organismo a fuentes exteriores a él.

– EXPOSICIÓN INTERNA,  Exposición del organismo a fuentes interiores a él.

– EXPOSICIÓN PARCIAL: Exposición localizada esencialmente sobre una parte del organismo o sobre uno o más órganos o tejidos, o la exposición del cuerpo entero considerada como no homogénea.

2.- DEFINICIÓN DE ATENUACIÓN, ABSORCIÓN Y DIFUSIÓN O DISPERSIÓN, En una interacción entre una radiación y un material absorbente se producen los tres fenómenos siguientes:

– ATENUACIÓN, Pérdida de energía de un haz de radiación derivada de su interacción con la materia.

– ABSORCIÓN, Energía transmitida por un haz de radiación a los electrones de un absorbente.

– DIFUSIÓN O DISPERSIÓN (Radiación secundaria), Energía de un haz de radiación transformada en fotones con energías y/o direcciones diferentes a las de dicho haz.

ATENUACIÓN  = ABSORCIÓN + DISPERSIÓN

3.- TIPOS DE RADIACIONES IONIZANTES: 

            – RADIACIÓN ALFA

            – RADIACIÓN BETA Y DE ELECTRONES

            – RADIACIÓN DE NEUTRONES

            – RADIACIONES X Y GAMMA

4.- MATERIALES Y ESPESORES PARA ATENUAR RADIACIONES

La radiación alfa se atenúan con una simple hoja de papel.

– La radiación beta se frena con materiales de baja densidad y pocos milímetros de espesor (< 10 mm); como el aluminio, el vidrio o los plásticos (polimetacrilato de metilo).

– La radiación X se atenúa con materiales de alta densidad y alto número atómico (Z) y con espesores alrededor de 10 mm; como el plomo, el vidrio plomado y los polimetacrilatos plomados.

– La radiación gammase atenúa con materiales de alta densidad y alto número atómico (Z) y con espesores entre 30 y 50 mm, como hormigón plomado y baritado.

5.- DEFINICIÓN DE ABSORBENTE O MATERIAL ABSORBENTE, Materia interpuesta en la trayectoria de un haz de radiación.

Los factores del absorbente que determinan la magnitud de la interacción son:

– Espesor (x)

– Densidad (ρ)

– Composición química (Z)

6.- DEFINICIÓN DE ESPESOR,  Longitud de un material absorbente medida sobre la dirección de propagación del haz de radiación.

Símbolo: x

Unidad en el Sistema Internacional (S.I.): m

7.- DEFINICIÓN DE ESPESOR MASICO, Masa de material absorbente existente al atravesar una unidad de superficie normal a la dirección de propagación del haz de radiación.

Sinónimos: masa por superficie o masa superficial.

Símbolo: xm

Unidad en el Sistema Internacional (S.I.): Kg/m2

xm = r. x

(r= densidad = masa / volumen, x = espesor)

8.- DEFINICIÓN DE DENSIDAD ATÓMICA POR SUPERFICIE, Número de átomos de material absorbente existentes al atravesar una unidad de superficie normal a la dirección de propagación del haz de radiación.

Símbolo: xa

Unidad en el Sistema Internacional (S.I.): átomos/m2

xa = ra . x

(ra = densidad atómica = nº de átomos / volumen, x = espesor)

9.- DEFINICIÓN DE DENSIDAD ELECTRÓNICA POR SUPERFICIE, Número de electrones de material absorbente existentes al atravesar una unidad de superficie normal a la dirección de propagación del haz de radiación.

Símbolo: xe

Unidad en el Sistema Internacional (S.I.): electrones/m2

xe = re . x = ra . Z . x = xa . Z

(re = densidad electrónica = nº de electrones / volumen)

(Z = nº atómico = nº de electrones / nº de átomos)

10.- DEFINICIÓN DE LOS COEFICIENTES DE INTERACCIÓN DE UNA RADIACCIÓN ELECTROMAGNÉTICA, Los coeficientes de interacción nos informan de la proporción de energía atenuada, absorbida o dispersada al recorrer una unidad de espesor de un absorbente. Esta unidad de espesor puede reflejarse como longitud, espesor másico, densidad atómica por superficie o densidad electrónica por superficie, de modo que el coeficiente recibirá el calificativo de lineal, másico, atómico o electrónico, respectivamente.

10.1.- COEFICIENTES DE ATENUACIÓN

– COEFICIENTE DE ATENUACIÓN LINEAL (m), Proporción de energía perdida por un haz al recorrer una unidad de longitud en un determinado absorbente.

(Energía perdida/energía inicial) / espesor

Unidad en el Sistema Internacional (S.I.): m-1

– COEFICIENTE DE ATENUACIÓN MÁSICO (mm), Proporción de energía perdida por un haz al recorrer una unidad de masa superficial en un determinado absorbente.

Unidad en el Sistema Internacional (S.I.): m2 / Kg

– COEFICIENTE DE ATENUACIÓN ATÓMICO (ma), Proporción de energía perdida por un haz al recorrer una unidad de densidad atómica en un determinado absorbente.

Unidad en el Sistema Internacional (S.I.): m2

– COEFICIENTE DE ATENUACIÓN ELECTRÓNICO (me), Proporción de energía perdida por un haz al recorrer una unidad de densidad electrónica en un determinado absorbente.

Unidad en el Sistema Internacional (S.I.): m2

10.2.- COEFICIENTES DE ABSORCIÓN

– COEFICIENTE DE ABSORCIÓN LINEAL (mA), Proporción de la energía de un haz absorbida al recorrer una unidad de longitud en un determinado absorbente.

COEFICIENTE DE ABSORCIÓN MÁSICO (mmA), Proporción de la energía de un haz absorbida al recorrer una unidad de masa superficial en un determinado absorbente.

– COEFICIENTE DE ABSORCIÓN ATÓMICO (maA), Proporción de la energía de un haz absorbida al recorrer una unidad de densidad atómica en un determinado absorbente.

– COEFICIENTE DE ABSORCIÓN ELECTRÓNICO (meA), Proporción de la energía de un haz absorbida al recorrer una unidad de densidad electrónica en un determinado absorbente.

10.3.- COEFICIENTES DE DIFUSIÓN

– COEFICIENTE DE DIFUSIÓN LINEAL (mD), Proporción de la energía de un haz dispersada al recorrer una unidad de longitud en un determinado absorbente.

– COEFICIENTE DE DIFUSIÓN MÁSICO (mmD), Proporción de la energía de un haz dispersada al recorrer una unidad de masa superficial en un determinado absorbente.

– COEFICIENTE DE DIFUSIÓN ATÓMICO (maD), Proporción de la energía de un haz dispersada al recorrer una unidad de densidad atómica en un determinado absorbente.

– COEFICIENTE DE DIFUSIÓN ELECTRÓNICO (meD), proporción de la energía de un haz dispersada al recorrer una unidad de densidad electrónica en un determinado absorbente.

11.- RELACIÓN ENTRE COEFICIENTES DE ATENUACIÓN, ABSORCIÓN Y DIFUSIÓN, Al igual que la energía perdida (atenuada) es la suma de las energías absorbida y dispersada, un coeficiente de atenuación es la suma de sus correspondientes coeficientes de absorción y difusión.

Eat = Eab + Eds

Por Ej.:m= mA + mD

12.- MECANISMOS DE INTERACCIÓN DE LAS RADIACIONES X Y GAMMA CON LOS ABSORBENTES

– Dispersión coherente

            – Efecto fotoeléctrico: El fotón cede toda su energía a un electrón atómico, generalmente de una órbita cercana al núcleo.

            – Efecto Compton: El fotón cede parte de su energía a un electrón atómico, generalmente de una órbita alejada del núcleo.

            – Materialización: El fotón interacciona con un núcleo, transformándose en materia, en un electrón y un positrón.

            – Desintegración fotónica.

13.- COEFICIENTES DE INTERACCIÓN POR EFECTO FOTOELÉCTRICO, COMPTON Y DE MATERIALIZACIÓN, Cualquiera de los coeficientes de interacción vistos con anterioridad puede referirse a un tipo concreto de interacción de la radiación electromagnética: efecto fotoeléctrico, Compton o materialización.

– COEFICIENTE DE ATENUACIÓN LINEAL POR EFECTO FOTOELÉCTRICO (t), Proporción de energía de un haz perdida mediante efecto fotoeléctrico al recorrer una unidad de longitud en un determinado absorbente.

– COEFICIENTE DE ATENUACIÓN LINEAL POR EFECTO COMPTON (s), Proporción de energía de un haz perdida mediante efecto Compton al recorrer una unidad de longitud en un determinado absorbente.

– COEFICIENTE DE ATENUACIÓN LINEAL POR EFECTO DE MATERIALIZACIÓN (p),  Proporción de energía de un haz perdida mediante efecto de materialización al recorrer una unidad de longitud en un determinado absorbente.

Un coeficiente de interacción es igual a la suma de sus correspondientes coeficientes por efecto fotoeléctrico, Compton y materialización.

m= t+ s+ p

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