FÍSICA NUCLEAR Y DE
PARTÍCULAS
Grupo C
CURSO 2004 – 2005
PRESENTACIÓN
¿DE QUÉ ESTÁN HECHAS
LAS COSAS?
MATERIA ~ 10-9 m
Átomo
ÁTOMO ~ 10-10 m NÚCLEO ~ 10-14 m NUCLEÓN ~ 10-15 m
Electrón
Protón Neutrón
Quarks
Tabla de los Elementos
Tabla de Isótopos
Neutrones
LAS 4 INTERACCIONES DE LA NATURALEZA
GRAVITACIONAL
NUCLEAR DÉBIL
Positrón
¿
Gravitón
Masa
Intensidad : 10–38
Alcance : Infinito
?
Muón
Bosón Z
Electrón
Antimuón
Intensidad : 10–13 - 10–18
Alcance : 2 · 10 –18 m
LAS 4 INTERACCIONES DE LA NATURALEZA
ELECTROMAGNÉTICA
NUCLEAR FUERTE
Fotón
Electrón
Electrón
Intensidad : 10 –2
Alcance : Infinito
Gluón
Quark
Quark
Intensidad : 1
Alcance : 1.5 · 10 –15 m
¿Qué es la
Radiactividad?
Partícula Alfa
A, Z
A-4, Z-2
Antineutrino
Partícula Beta menos
(electrón)
A, Z
A, Z+1
Neutrino
Partícula Beta más
(positrón)
A, Z
A, Z-1
Rayo Gamma
(Fotón)
A, Z
A, Z
¿Qué es Capaz
de Atravesar la Radiación?
ALFA α
BETA β
GAMMA γ
NEUTRÓN
Papel
Cobre
Plomo Hormigón
RADIACTIVIDAD NATURAL
RADIACTIVIDAD NATURAL
Principales Radionucleidos
Los elementos radiactivos
naturales se encuentran
distribuidos
en
forma
bastante uniforme en las
rocas y suelos de la corteza
terrestre, la cual está
constituida principalmente
por basalto y granito
Nucleo
Símbolo
Vida Media
Uranio-235
235U
7.04 x 108 años
Uranio-238
238U
4.47 x 109 años
Torio-232
232Th
1.41 x 1010 años
Radio-226
226Ra
1.60 x 103 años
Radón-222
222Rn
3.82 días
Potasio-40
40K
1.28 x 109 años
RADIACTIVIDAD
NATURAL
TORIO-232
1.41 BILL. DE AÑOS
RADIO-228
5.75 AÑOS
ACTINIO-228
6.15 HORAS
FRANCIO-224
3.3 MINUTOS
RADIO-224
3.66 DÍAS
RADÓN-220
55.6 SEGUNDOS
POLONIO-216
0.145 SEGUNDOS
PLOMO-212
10.64 MINUTOS
BISMUTO-212
1.01 HORAS
TALIO-208
3.05 MINUTOS
PLOMO-208
ESTABLE
RADIACTIVIDAD NATURAL
Radiactividad Natural en la Comida
40K
226Ra
pCi/kg
pCi/kg
Plátano
3,520
1
Nueces
5,600
1,000-7,000
Zanahorias
3,400
0.6-2
Patatas
3,400
1-2.5
Cerveza
390
---
Carne Roja
3,000
0.5
Limón
4,640
2-5
---
0-0.17
Comida
La radiación interna proviene de las
sustancias radiactivas presentes en los
alimentos, en el agua y en el aire, las cuales,
al ser ingeridas o inhaladas, se absorben en
los tejidos vivos. Los principales isótopos
radiactivos que contiene el cuerpo humano
son el potasio-40, el carbono-14 y el tritio
NOTA: 1Ci = 1 Curio = 3.7x1010 Bq
1 Bq = 1 Becquerel = 1 desintegración / s
Agua del
Grifo
RADIACTIVIDAD NATURAL
El Radón es una de las principales
sustancias que contribuye a la dosis
que recibimos de manera natural.
El Radón es un gas noble que se filtra
hasta el interior de nuestras casas desde
el subsuelo.
Es curioso observar cómo ésta dosis
es mayor en países fríos, donde
ventilar la casa puede costar algún catarro
Rayos Cósmicos
Gamma (Fuera)
Gamma (Dentro)
Australia
UK
Suiza
Suecia
España
Portugal
Noruega
Holanda
Luxemburgo
Italia
Irlanda
Grecia
Alemania
Francia
Finlandia
Dinamarca
Bélgica
Austria
DOSIS MEDIA ANUAL PROVENIENTE DE RADIACIÓN NATURAL
Radón
Medicina Nuclear
Radioterapia
DETECTORES DE RADIACIÓN
La Cámara de Niebla nos permite observar a simple
vista las trayectorias recorridas por partículas elementales
y otras radiaciones ionizantes
Charles Wilson
(1869 – 1959)
DETECTORES DE RADIACIÓN
Si aplicamos campos magnéticos, podemos provocar
trayectorias curvilíneas en las partículas cargadas y observarlas con la Cámara de Niebla
IMÁN
FUENTE
RADIACTIVA
Partícula Alfa
PARTÍCULA ALFA
A, Z
A-4, Z-2
Antineutrino
PARTÍCULA BETA
RAYO GAMMA
(EFECTO FOTOELÉCTRICO)
DOBLE ALFA
EN CASCADA
A, Z
Partícula βA, Z+1
Fotón Fotoelectrón
DETECTORES DE RADIACIÓN
TUBO GEIGER-MÜLLER
El tubo Geiger-Muller es un
detector gaseoso en el cuál
un par de electrodos recogen
pares electrón-ión
producidos por la radiación
ionizante en los átomos y
moléculas del gas.
FUENTE
RADIACTIVA
CONTADOR
DETECTORES DE RADIACIÓN
CONTADOR
DE
CENTELLEO
2.F O T O M U L T IP L IC A D O R
2.F O T O M U L T IP L IC A D O R
 F otocátodo: foton  e - , por efect
El Contador de centelleofotoelectrico.
sirve
para detectar rayos Xy rayos
γ. de e - : focaliza e - m edian te
C olector
un cam po E hacia el l dier dinodo.
Luz
incidente
Fotoelectrón
Un fotón incide sobre un cristal centelleador  M ultiplicador: acelera e d el l er dinodo
cediendo total o parcialmente
su energía, la
a una
electrodos secundarios,
cuál es reemitida en forma
deserie
luzdevisible.
generando m ás e - en cad a nuevo choque
Ésta luz es transformadaenen
loscorriente
dinodos.
eléctrica, la cuál medimos
fácilmente.
 A nodo:
R ecoge la cascada de e - en
corriente de señal para p oder ser
am plificada y analizada.
Fotocátodo
Electrodos
Dínodos
Ánodo
Fotomultiplicador
GRACIAS POR LA
ASISTENCIA, Y SUERTE
(Y ÁNIMO) PARA EL
NUEVO CURSO.
No olvidéis visitar la web:
http://nuclear.fis.ucm.es
Descargar

Introducción: Física nuclear y Radiaciones Ionizantes