FÍSICA NUCLEAR
¿Que es dosis por unidad
de tiempo e intensidad de la fuente radiactiva?
Respuesta del ejercicio 32
A veces es preciso conocer la dosis radiactiva por unidad de tiempo
que cabe esperar de una fuente de radiación gamma. Consideremos
una fuente de radiación puntual de intensidad C curies
que decae, por tanto, con una velocidad de 3,7x10
10xC
desintegraciones por segundo. Admitiremos que por cada acto de
desintegración nuclear se produce un fotón gamma
de suerte que la fuente tiene una intensidad gamma de 3,7x10
10xC
fotones/segundo.
Si la radiación gamma de la fuente puntual es emitida uniformemente
en todas direcciones, prescindiendo de la atenuación de
la radiación producida por el aire existente entre la fuente
y el punto de observación, el flujo de radiación
gamma, a una distancia R de la fuente sin blindar es :
\( \displaystyle 3,7 \times \frac{10^{10}C}{4·\pi·R^2}fot/cm^2·seg
\)
Por lo que combinando este resultado con uno deducido en otra
parte de este trabajo, se demuestra que la dosis por unidad de
tiempo a R cm de una fuente de C curies, viene dada por :
\( \displaystyle 3,7 · \frac{10^{10}C}{4·\pi·R^2}\times\frac{E_\gamma·\mu_s}{0,020}mr/h\approx
5,2· 10^6 \times\frac{C·E_\gamma}{R^2}mr/h \)
Siendo µ
e el coeficiente de absorción
de energía del aire para los fotones considerados (que
puede tomarse igual a 3,5 × 10
-5 cm
-1
y donde \(E_\gamma\) se expresa en MeV.
Según las ecuaciones anteriores, la dosis por unidad de
tiempo a una distancia determinada de la fuente puntual, es inversamente
proporcional al cuadrado de dicha distancia. Por consiguiente,
la dosis por unidad de tiempo se atenúa para distancias
en aire crecientes, a pasar de que la atenuación del medio
es despreciable
Cuando se trata de fuentes distribuidas (por ejemplo, una fuente
plana) no se satisface la llamada ley del cuadrado de la distancia
referente a la dispersión geométrica de la radiación
procedente de una fuente puntual, aunque sigue existiendo una
atenuación de la dosis por unidad de tiempo en función
de la distancia.
Este resultado general es el que hace que la separación
sensible respecto a una fuente radiactiva sea un factor importante
de protección frente a las radiaciones.
Las expresiones anteriores se aplican a una fuente sin blindaje,
pero si se coloca entre la fuente y el punto de observación
un material absorbente de espesor x cm y coeficiente de atenuación
(total) μ cm
-1 la ecuación general
escrita en último lugar toma la forma:
\( \displaystyle 5,2 \times 10^6 \times \frac{C·e_\gamma}{R^2}\times
\exp(-\mu·x) mr/h \)
En la que el factor exponencial tiene en cuenta la atenuación
de rayos gamma producida por el material absorbente.