La radiación de partículas es la radiación de energía por medio de partículas subatómicas de movimiento rápido . La radiación de partículas se denomina haz de partículas si todas las partículas se mueven en la misma dirección, similar a un haz de luz .
Debido a la dualidad onda-partícula , todas las partículas en movimiento también tienen carácter ondulatorio. Las partículas de mayor energía exhiben más fácilmente las características de las partículas, mientras que las partículas de menor energía exhiben más fácilmente las características de las ondas.
Tipos y producción
Las partículas pueden cargarse o descargarse eléctricamente :
La radiación de partículas puede ser emitida por un núcleo atómico inestable (a través de la desintegración radiactiva ) o puede producirse a partir de algún otro tipo de reacción nuclear . Se pueden emitir muchos tipos de partículas:
- protones y otros núcleos de hidrógeno despojados de sus electrones
- cargados positivamente partículas alfa (a), equivalente a una de helio-4 núcleo
- iones de helio a altos niveles de energía
- Iones HZE , que son núcleos más pesados que el helio
- partículas beta cargadas positiva o negativamente ( positrones de alta energía β + o electrones β - ; estos últimos son más comunes)
- electrones de alta velocidad que no son del proceso de desintegración beta , sino otros como la conversión interna y el efecto Auger
- fotones (en particular , rayos gamma , γ y que actúan de alguna manera como una partícula)
- neutrones , partículas subatómicas que no tienen carga; radiación de neutrones
- neutrinos
- mesones
- muones
Los mecanismos que producen radiación de partículas incluyen:
- decaimiento alfa
- Efecto barrena
- desintegración beta
- decaimiento del racimo
- conversión interna
- emisión de neutrones
- fisión nuclear y fisión espontánea
- fusión nuclear
- colisionadores de partículas en los que se rompen corrientes de partículas de alta energía
- emisión de protones
- erupciones solares
- eventos de partículas solares
- explosiones de supernovas
- Además, los rayos cósmicos galácticos incluyen estas partículas, pero muchas provienen de mecanismos desconocidos.
Los aceleradores de partículas pueden producir partículas cargadas ( electrones , mesones, protones , partículas alfa, iones HZE más pesados , etc.) . La irradiación de iones se usa ampliamente en la industria de los semiconductores para introducir dopantes en materiales, un método conocido como implantación de iones .
Los aceleradores de partículas también pueden producir haces de neutrinos . Los haces de neutrones son producidos principalmente por reactores nucleares . Para la producción de radiación electromagnética , existen muchos métodos, dependiendo de la longitud de onda (ver espectro electromagnético ).
Paso a través de la materia
En la protección radiológica , la radiación a menudo se divide en dos categorías, ionizantes y no ionizantes , para indicar el nivel de peligro que representa para los seres humanos. La ionización es el proceso de eliminar electrones de los átomos, dejando atrás dos partículas cargadas eléctricamente (un electrón y un ion con carga positiva). [1] Los electrones cargados negativamente y los iones cargados positivamente creados por la radiación ionizante pueden causar daño en los tejidos vivos. Básicamente, una partícula se ioniza si su energía es mayor que la energía de ionización de una sustancia típica, es decir, unos pocos eV , e interactúa significativamente con los electrones.
De acuerdo con la Comisión Internacional de Protección contra Radiación No Ionizante , las radiaciones electromagnéticas desde ultravioleta a infrarrojo, a la radiación de radiofrecuencia (incluidas las microondas), los campos eléctricos y magnéticos estáticos y variables en el tiempo, y los ultrasonidos pertenecen a las radiaciones no ionizantes. [2]
Las partículas cargadas mencionadas anteriormente pertenecen todas a las radiaciones ionizantes. Al atravesar la materia, se ionizan y, por lo tanto, pierden energía en muchos pasos pequeños. La distancia hasta el punto donde la partícula cargada ha perdido toda su energía se llama rango de la partícula. El rango depende del tipo de partícula, su energía inicial y el material que atraviesa. De manera similar, la pérdida de energía por unidad de longitud de trayectoria, la " potencia de frenado ", depende del tipo y la energía de la partícula cargada y del material. La potencia de frenado y, por tanto, la densidad de ionización, generalmente aumenta hacia el final del rango y alcanza un máximo, el pico de Bragg , poco antes de que la energía caiga a cero. [1]
Ver también
- contador Geiger
- Cámara de iones
- Ingeniería Nuclear
- Física nuclear
- Acelerador de partículas
- Desintegración de partículas
- Física
- Contador proporcional
- Radiación
- Radioterapia
- Radioactividad
- Poder de detención de las partículas de radiación
Referencias
- ^ a b "radiación ionizante | Definición, fuentes, tipos, efectos y hechos" . Enciclopedia Británica . Consultado el 27 de febrero de 2021 .
- ^ "ICNIRP | Frecuencias" . www.icnirp.org . Consultado el 27 de febrero de 2021 .
enlaces externos
- Detención de los cálculos rezagados de pérdida de energía y potencia de haces de iones en sólidos mediante el modelo MELF-GOS