Interacciones de la radiación con la materia

Efecto fotoeléctrico:

Consiste en la absorción completa de la E del fotón incidente x el átomo, de tal forma k dicha E es completamente transferida a un e-, k resulta expulsado de su órbita abandonando el átomo,. Este e- así expulsado recibe el nombre de fotoelectrón. Xa k se produzca este efecto se requiere que la E del fotón incidente sea mayor o igual k la E W de enlace del - expulsado, siendo el resto de la E utilizada en comunicar velocidad a este e-. Cuando el fotoelectrón procede de una capa interna, se produce una reorganización de los electrones de la corteza, de forma que se produce radiación característica o electrones Auger, como se explicó en 8.1. La probabilidad de que se produzca el efecto fotoeléctrico es directamente proporcional a Z3 e inversamente proporcional a E 3 , por lo que para un material dado se produce una rápida disminución de este efecto al aumentar la energía de los fotones incidentes, salvo en aquellas energías que se corresponden con las energías de enlace de los electrones, en las que se produce un aumento brusco del mismo.

Efecto Compton:

En este proceso el fotón incidente interacciona con un e-, normalmente perteneciente a una capa externa del átomo, al k transfiere una cierta E arrancándolo del átomo y el resto de E aparece como un fotón disperso. El ángulo que forma la trayectoria del fotón disperso con la dirección del fotón incidente puede variar entre 0° y 180° y recibe el nombre de ángulo de dispersión (scattering). La energía del fotón disperso está relacionado con la E´ del fotón incidente, mediante la relación: en donde tanto E ’ como E están expresados en keV. X otro lado la E del e- expulsado Ee (e- de rechazo) viene dada x la expresión Ee = E - E ’, despreciando la E de ligadura del e-, pues al ser de una capa externa es muy pequeña comparada con E . La probabilidad de producción del efecto Compton es proporcional al nº Z del material e inversamente proporcional a la E del fotón incidente.

Formación de pares:

Consiste en la desaparición del fotón incidente con la aparición de un e- y un positrón, como consecuencia de la interacción del fotón con el núcleo atómico. En este proceso se produce la conversión entre E y masa, con la aparición de un e- y un positrón. Xa k se pueda producir se requiere k el fotón incidente tenga una E > a 1,02 MeV, k es el doble de la E correspondiente a la masa del e- en reposo. El exceso de E a dicho valor se utiliza en comunicar E a las 2 partículas. Posteriormente tanto el e- como el positrón ceden su E mediante procesos de interacción de partículas cargadas con materia, quedando el e- absorbido en el medio, mientras k el positrón finaliza su existencia combinándose con un e-, produciéndose una reacción de aniquilación y apareciendo 2 fotones de E 0,511 MeV en sentidos opuestos.

Desintegración alfa:

Este tipo de desintegración del núcleo emite una radiación corpuscular. Cada corpúsculo está formado x 2 protones y 2 neutrones. Este tipo de emisión radiactiva es característica de los núcleos pesados, generalmente de A > a 140.

Desintegración beta -:

El protón y el neutrón son un estado de una misma partícula. Un neutrón puede desintegrarse en un protón y un e-, de modo que los núcleos inestables x un exceso de neutrones pueden transformar estos en protones qk permanecerán en el núcleo pero k a su vez emitirán un e-.

Desintegración beta positiva:

En núcleos inestables x una deficiencia de neutrones o una sobreabundancia relativa de protones se produce una transformación de protón en un neutrón, k permanece en el núcleo, y un positrón k es emitido (el positrón es la antipartícula del e-). Este positrón colisiona rápidamente con su antipartícula desapareciendo ambas en la reacción de aniquilación de la que resultan 2 fotones de 511 Kev emitidos en la misma dirección y sentidos opuestos.

Desintegración por captura electrónica:

El núcleo absorbe un e- situado en 1 de los orbitales + internos del átomo. Este e- se combina con un protón nuclear generando un neutrón k permanece en el núcleo, y se emite un neutrino. El hueco dejado x el e- es ocupado x otro e- de una órbita + externa, emitiéndose una radiación electromagnética de alta E.

Desintegración por transición isomérica:

se produce cuando los radionúclidos se encuentran en un nivel energético superior al normal o estado estable. La transición isomérica se produce cuando un núcleo pasa de un estado excitado a otro de menor E emitiendo rad gamma.

Desintegración por emisión de neutrones:

Se caracteriza px la emisión nuclear de neutrones.

Radiaciones corpusculares o particuladas:

Compuestas por partículas subatómicas que viajan a gran velocidad transmitiendo su energía cinética. Este grupo está formado por:

• Rad alfa, comp x núcleos de helio
• Rad beta negativa, compuesta por electrones
• Rad positrónica formada por positrones o electrones positivos
• Emisión neutrónica, compuesta por neutrones