Rayos

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  • constant d dsintgracion: exist 1a probabilidad d dsintgracion. n numro d atomos prsnts enl nuclo, dn numro d atomos radioactivos q dsparcn, probabilidad d dsintgracion –dn/ n, si dividimos xl tiempo en q transcurrn ls dsintgracions dt tnmos: (-1/n) * (dn/ dt) = lambda (constant d dsintgracion radioactiva)
  • constant spcifica d gamma
  • clasificacion d ls radiacions: particulada con carga: alfa, bta-, bta +, protons; particulada sin carga: nutrons, particulas nutras; radiacionslctromagnticas: gamma, rx.
  • cristals d cntyeo: existn 3 tipos d luminiscncia: fosforscncia (10-4 sg) s aplica en radiologia y s usa en vido monitor, fluorscncia: procso d emision d luz d 1 cristal d cntyeo (10-8 a 10-9 sg) s aplica en m. nuclar, radiologia, y s usa en gamacamara, tac y p.intnsificadora y trmolumiscncia (calor xa librar luz) s aplica en m. nuclar y radiologia y s usa en dismtria. dopaj, adicion d impurzas al matrial puro, prmitiendo emision d luz dntro dl rango visibl.
  • DECAIMIENTO RADIACTIVO: periodo de semidesintegracion (periodo necesario para q se desintegren la mitad de los núcleos de una muestra inicial), Vida media y Actividad
  • DECAIMIENTO ALFA: A – 4, Z -2
  • DECAIMIENTO BETA - : A =  Z +1 (neutrón se convierte en un protón y un electrón, el electrón sale del núcleo y se escapa como partícula beta) y BETA + A =, Z -1
  • DEFECTO DE LA MASA: La masa de cualquier átomo es menor q la suma de las masas separadas de sus protones, neutrones y electrones, esto por el gasto en energía de enlace.
  • DESEQUILIBRIO: con Z mayor a 20 en los átomos estables se pierden esta tendencia, en la medida q aumenta el numero de protones aumentan la cantidad de neutrones en forma significativa, la línea de equilibrio se aleja de la identidad. Sobre 90 emite radioactividad, estos núcleos sufren fisión y decaimiento alfa.
  • DESINTEGRACION ALFA: cuando se emite una partícula alfa el núcleo se transforma en 4 unidades menos de A y 2 menos de Z.
  • DESINTEGRACION BETA: interacción nuclear q trasforma un N en un Z, varia el numero Z pero A igual
  • DETECTORES DE LA PARTICULA ALFA: contador proporcional, detector superficial de silicio, utilizan la capacidad de interactuar con la materia.
  • DETECTOR DE RADIACIONES: instrumento capas de detectar, medir y/o registrar las radiaciones, esta basado en la capacidad de la radiación para provocar ionizacion y excitación. Tipos: de gas (cámara de ionizacion, contadores proporcionales, contador de Geiger-muller); químicos (fotográficos) y Físicos (de centelleo, semiconductores y termoluminicentes)
  • DETECTOR GASEOSO: cilindro lleno de gas q podría ser aire o cualquier gas con electrodo central, hay diferencia de voltaje entre las paredes y el electrodo central, los e- liberados son atraídos por el electrodo central, e- señal eléctrica, amplificada y medida. La magnitud de la corriente depende del N° de pares iónicos y el voltaje aplicado, cuando aumenta el voltaje aumenta la intensidad de la corriente pero no de manera uniforme
  • DETECTORES DE CENTELLEO: tiene la propiedad de emitir un flash de luz o cintilación cuando la radiación interactúa con la radiación ionizante, basados en la teoría de los sólidos (red cristalina: la cantidad de luz emitida es proporcional a la energía absorbida en el cristal), hay de tipo orgánico (centelleo líquido) e inorgánico Nal (tl), CdWo -4.
  • DETECTOR LÍQUIDO: la sustancia radiactiva se disuelve en el detector de centelleo, la radiación interactúa con el detector emitiendo luz, puede ser detectada en detectores tipo Pozo, especialmente diseñadas para partículas B.
  • DETECTOR DE SOLIDOS: desarrollo de microprocesadores, diodos y resinas conductoras q disminuyen espacios de electrónica asociada.
  • DIFUSION THOMPSON Y DIFUSION RAYLEIGH: interacción elástica con el material sin ceder energía, su contribución a la atenuación es my pequeña.
  • E de IONIZACION: Energía necesaria para sacar el electrón mas débilmente unido
  • EFECTO COMPTON: foton incidente cede parte de su energía al e arrancándolo de su orbita, foton sigue su camino con menor energía, capas externas, el comptoelectron sale con un Angulo menor de 90°, 500 KeV a 5 MeV (absorción Compton), T= hv-hv, T energía del e resultante. Balance energético: la energía del foton desviado aumenta su longitud de onda y disminuye su frecuencia.
  • EFECTO FOTONUCLEAR: se produce cuando un foton de alta energía (8 – 10 MeV) produce la desintegración del núcleo y la emisión de un neutrón, incluso para energía de 30 MeV. Baja probabilidad en tejido biológico.
  • EFECTO FOTOELECTRICO: foton incidente cede toda su energía a un electrón orbital de las capas K y L arrancándolo de su orbita, energía sobrante se comunica al e en forma de energía cinética, ángulo de energía del e dependerá de la energía q adquiera, a mayor energía mayor ángulo y es perpendicular con energía bajas. 0.1 MeV, solo con e orbitales, no con e libres, capas internas mayor posibilidad de absorber 1 foton.
  • EFECTO TALON: reducción de la intensidad del haz de rayos X hacia el lado del ánodo, la generación de rayos X es isotropita, a menor punto focal mayor es el efecto talón, ventajas son catodo partes mas densas y anodo mas finas, a medida q se aleja de la fuente el efecto talon aumenta.
  • EFICIENCIA DE UN DETECTOR: capacidad de capturar, absorber y convertir los fotones en una señal electrica. Eficiencia de detectores gaseosos es 1% RX y RG, casi 100% para A y B, eficiencia de detectores líquidos mayor a un 98% para B, eficiencia de los detectores solidos 50% RG y RX.
  • EQUILIBRIO: los átomos livianos tienden a tener ese comportamiento, hasta Z=20 los elementos en su forma estable tienen igual cantidad de neutrones y de protones. Líneas de equilibrio e identidad son similares.
  • ELECTROSTATICA: Actúa entre cargas, puede ser repulsiva o atractiva según los signos de estas.
  • ENERGIA DE LIGADO DE UN ELECTRON: energía requerida para remover la partícula de su orbita, a medida q se aleja del núcleo la energía de ligado es menor, pero a medida q el electrón se aleja del núcleo el estado energético aumenta.
  • ENERGIA DE ENLACE: cantidad de energía liberada en el momento de la creación de un núcleo
  • EXCITACIÓN: proceso q le otorga a un electrón suficiente energía para q este ocupe un orbital de mas alta energía, electrón permanece en el átomo, y este sigue siendo neutro.
  • Emitiendo E° en el transcurso del periodo.
  • EXPERIMENTO DE RUTHERFORD: la mayoría de los rayos atravesaban la lamina sin sufrir desviación, algunos de desviaban, muy pocos rebotaban
  • FOTONES O QUANTOS: paquetes discretos de energía q presentan propiedades corpusculares como ondulatorias.
  • FUERZAS NUCLEARES O DE LIGADO: son fuerzas muy poderosas de atracción entre 2 nucleones, efectivas a corta distancia.
  • IONES: partículas cargadas positivas o negativamente
  • IONIZACION: Proceso q resulta de remover un electrón de un átomo neutro, el resultado es la creación de un par electrón y protón.
  • INTERACCION PARTICULA ALFA: electrones son atraídos por partícula alfa, su radiación específica es mayor al final de su trayectoria, Z=2 y A=2, E= 4 a 10 MeV, energía necesaria para generar un par iónico =35eV, alfa= 4.2 MeV genera 1.2x10 (5) pares iónicos, alta posibilidad de interactuar, recorre pocos cm en el aire y pocos micrones en tejido vivo.
  • INTERACCION DE LA PARTICULA ALFA CON EL NUCLEO: menos frecuente esta colisión, esto produce dispersión (desviación de algunas partículas), se produce retrodispercion (es tan fuerte la colisión q la partícula alfa resulta reflejada a su dirección original)
  • INTERACCION PARTICULA BETA -: masa menor q la partícula alfa, solo poseen una carga, velocidad mayor por menor masa, probabilidad de interacción menor q partícula alfa, ionizacion especifica de 4 a 8 pares iónicos por mm recorrido, alcance va en función directa de su energía y de la densidad del material, con cual se relaciona en forma inversa, los procesos de ionizacion y excitación absorben toda la energía, cuando se produce brehmsstraluhng ( reacción de frenado: al pasar por el núcleo la partícula B- es frenada por el intenso campo eléctrico, lo q cambia su trayectoria, pierde energía y libera rayos X) no se absorbe toda la energía.
  • INTERACCION DE LA PARTICULA BETA+: excitación, ionizacion y aniquililacion.
  • INTERACCION DE LOS FOTONES CON ELECTRONES ORBITALES: dada por 3 fenómenos: efecto fotoelectrico, efecto Compton y difusión Rayleigh.
  • INTERACCION DE LOS FOTONES CON LOS NUCLEOS ATOMICOS: dado por 3 mecanismos: difusión Thomson, creación de pares y efecto fotonuclear.
  • LET: transferencia de energía lineal y corresponde a la cantidad de energía depositada por la radiación por unidad de longitud recorrida, es mayor en las partículas. los diferentes tipos de radiación tienen distinto LET, las radiaciones con baja LET provocan una ligera ionizacion  a lo largo de su recorrido (rayos X), con alto LET provocan ionizacion densa en su recorrido (protones)las radiaciones electromagnetica tienen baja LET, mientras mayor sea la LET mayor daño biológico puede producir.
  • NATURALES DUAL DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS: ONDULATORIA: difracción, refracción e interferencia. CORPUSCULAR: absorción y dispersión (rayos X y gamma)
  • NUCLEIDO: especie atómica caracterizada por la cantidad de protones y de neutrones q conforman su núcleo, así como por su estado energético nuclear.
  • ONDAS MECANICAS: necesitan un medio elástico para propagarse.
  • ONDAS ELECTROMAGNETICAS: se propagan por el espacio sin necesidad de un medio, son producidos por las oscilaciones de un campo eléctrico en relación con un campo magnético asociado.
  • PARTICULA ALFA: 2 protones y 2 neutrones, origen en el núcleo, átomos muy pesados, mono energética, espectro discreto, Peak en 5 MeV, poco penetrante, frenado por papel, alto poder de ionizacion, carga eléctrica.
  • PARTICULA BETA: 1 electrón, origen en el núcleo, átomos con exceso de neutrones o déficit de protones, espectro energético continuo, frenado por aluminio o acrílico, masa  pequeña, cambia de trayectoria, mayor poder de ionizacion, menos poder de penetración, carga eléctrica.
  • PARTICULA GAMMA: Es producido por elementos radiactivos o procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón- electrón, origen en el núcleo, átomos con exceso de protones o déficit de neutrones, radiación electromagnetica como rayos X, frenado en plomo.
  • PARAMETROS EN LA PRODUCCION DE RAYOS X: material del blanco (Mo, W, Rh), Peak del voltaje del tubo (kVp), corriente de tubo, tiempo de exposición (mA, s) y filtración (Al, Cu , Be)
  • PRODUCCION E RAYOS X: depende del material blanco: alto Z: mayor cantidad de rayos X; efecto de kVp en el espectro de rayos X: la energia aumenta con el kVp, el n° de fotones aumenta aproximadamente como kVp2; efecto de la corriente del tubo + el tiempo de exposición: el n° de rayos X emitidos es proporcional a la corriente del tubo, el tiempo de exposición y kVp; endurecimiento del haz de filtración: el peak del espectro cambia con el endurecimiento del haz (mayor energia) mientras la intensisda decrece.
  • PRODUCCION DE PARES: se produce cuando un foton de elevada energía (sobre 1.02 MeV) se acerca a un núcleo grande, es influido por su campo y materializado en un electron- y un positron q surgen hacia delante, la energía min del foton debe ser superior a la suma de las masas del e y positron en reposo, es decir (0.51+.051=1.02 MeV), el ángulo se va haciendo mas agudo mientras mayor sea la energía del foton incidente.
  • PRODUCCION DE RAYOS X: de dos forma: Radiación de frenado, fotones son de mucha energía y Excitación-desexcitacion: cuando el e vuelve a su orbita libera rayos X característicos dependientes del e de un orbital.
  • RADIOACTIVIDAD: Fenómeno por el cual un núcleo muy inestable alcanza la estabilidad mediante la liberación de energía. Núcleo atómico q cambia su estructura emitiendo rayos gamma, o partículas alfa, beta o neutrones. Hay natural o artificial
  • R. Natural: radiación cósmica, radionucleidos cosmogenicos, radionucelidos primordiales
  • R. Artificial: Bombardeo de núcleos atómicos con partículas para formar elementos radioactivos, aceleradores de partículas, reactores nucleares.
  • RADIACION: Cualquier fenómeno q se propaga desde una fuente, en distintas direcciones, puede ser particulada o no particulada.
  • RADIACIONES IONIZANTES: rayos X y gamma, partículas alfa, beta y neutrones
  • RADIACIONES NO IONIZANTES: campos electromagneticos y radiaciones ópticas
  • RADIACION ELECTROMAGNTICA: onda de vibración magnética y eléctrica a la vez.
  • C= lambda * V, es una de las formas de un nuclido excitado para ceder energía y tender al estado fundamental, esta energía esta en 1 kev y 1 mev., carga 0, masa 0, energía es proporcional a la frecuencia, poder de penetración mayor, menos ionizacion. ORIGEN: aniquilación de positrones, captura electrónica (rayos x característicos), conversión interna
  • REACCION NUCLEAR: es toda reacción en donde los reactantes son núcleos o partículas nucleares, hay de dos tipos fisión nuclear o fusión nuclear.
  • REACCION DE FISION: consiste en la partición de un núcleo pesado al reaccionar con una partícula.
  • REACCION DE FUSION: consiste en la combinación de núcleos ligeros, liberan una enorme cantidad de energía mayor q de la fisión.
  • REGION DE RECOMBINACION: a voltajes menores no permite q un e llegue al ánodo y se devuelve al átomo, esta zona no es útil para detectar.
  • REGION DE IONIZACION TOTAL-RECOLECCION TOTAL (saturación): campo eléctrico es lo suficientemente fuerte para recolectar todos los iones producidos, el pulso de corriente es constante independiente del voltaje aplicado, al aumentar el voltaje se incrementa la energía de los iones pero no su nº, si aumenta mas el voltaje no aumenta la atracción. Es útil para detección.
  • REGION DE PROPORCIONALIDAD: al aumentar el voltaje, los iones producidos adquieren mayor energía cinética siendo capaces de producir ionizacion secundaria ( e liberado ioniza otros e), el aumento observado en la corriente es directamente proporcional a la ionizacion primaria, factor de amplificación 10(3) ((10(5)-10(6)), es útil para la detección, contadores proporcionales: habitualmente usados para investigación de partículas alfa y beta, se usan gases nobles, helio, argon (baja densidad), detectores de TA: xenon (alta presión)
  • REGION NO PROPORCIONAL: las curvas representativas de los tipos de radiación de aproximan por lo q la proporcionalidad entre los iones primarios y el n° de iones colectados no se mantiene. No es útil para la detección.
  • REGION DE GEIGER MULLER: todos los pulsos son iguales independiente del tipo de radiación ionizante, cada evento sensible produce un gran nº de iones colectados (muy sensible), FA 10(10), la amplificación del gas es muy intensa debido a que los electrones crean moléculas de gas excitadas, los iones secundarios acelerados, chocan con el ánodo produciendo RX y UV, y los fotones UV crean mas iones, el gas se vuelve un conductor. A esta región en cadena se le denomina descarga Geiger avalancha towsed, actúa gas extinguidor (alcohol o bromo) parando la avalancha. Tiene un tiempo muerto q es el tiempo durante el cual el detector queda inhabilitado para detectar un evento de radiación (100-200 useg) voltaje de operación 500-1000 V, mide exposición (mR/hr)
  • REGION DE DESCARGA CONTINUA: el gas pierde su efecto de aislante, se produce un arco eléctrico entre los electrodos, se destruye el instrumento.
  • SENCIBILIDAD DE UN DETECTOR: respuesta relativa a diferentes tipos de energía
  • TASA DE EXPOSICION: es la exposición medida en función del tiempo
  • TIPOS DE ENERGIA DEL ELECTRON: relacionado con el estado de ligado y estado energético del electrón.
  • TRANSMUTACION: padre e hijo PF, se da por los decaimientos alfa, beta - , beta + y captura electrónica.
  • TUBOS DE RAYOS X: cátodo, filamento, punto focal, tungsteno blanco, vacío, carcasa de vidrio, ánodo, colimación y haz útil. SISTEMA DE COLIMACION: ajusta el tamaño y forma del haz de radiación, obturadores de plomo, coincidencia de haz luminoso con el haz de radiación, reducción de la dosis del paciente, reduce la dispersión de la radiación. TAMAÑO DEL PUNTO FOCAL: foco fino: mejor resolución, mejor disipación del calor y depende del largo del filamento y el ángulo del ánodo.
  • VIDA MEDIA: tiempo q indica la reducción a la mitad de los núcleos inestables de una muestra.

     UNIDADES:

    • Unidad de masa atómica: UMA 1UMA = 1.66 * 10 (-24) gramos, 1UMA= 1.49 * 10 (-10) joules
    • Electro voltio (eV): 1 eV = 1.6 * 10 (-19) joules
    • Actividad: A = dN/ dt = lambdaN; A= A0 * e (elevado a – lambda t) lambda N0 actividad inicial
    • Vida media: T1/2,  T1/2 del C14 = 5568 años
    • Balance energético efecto fotoeléctrico: T= hv – En donde: T= energía cinética del e emitido, hv = energía del foton incidente y En = energía de ionizacion de la capa.
    • UNIDADES DE ACTIVIDAD:
  • SI: Becquerel (Bq) = 1 desintegracion /seg
    • Curie (Ci) = 3.7 x 10 (10) desintegraciones / seg
    • UNIDADES DE EXPOSICION:
  • SI: Coulumb/ kilogramo (c/kg)
    • UT: Roentgen (R): 2.58 x 10(-4) C/Kg1R: 87.7 erg/ g de aire
    • 1R: 87.7 erg/ g de aire
    • TASA DE EXPOSICION: X = dx/ dt (R/hr)

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