Tema 4 - Interacción de fotones con la materia
Fernando Canales Melgarejo
1 Fuentes de neutrones
La interacción de neutrones con la materia, representa el proceso más complejo de definir. Prácticamente
todas las interacciones de los neutrones serán de tipo nuclear y resulta muy complejo generalizar esta
interacción para todos los nucleos.
En relación a las fuentes de neutrones:
• No existen isótopos en la naturaleza que sean emisores de neutrones, por ello las fuentes de
neutrones son todas artificiales.
• No existen isótopos en la naturaleza que sean emisores de neutrones, por ello las fuentes de
neutrones son todas artificiales.
• Los neutrones ligados son estables, los neutrones libre NO, decaen β con una vida media de 15
minutos:
n −→ p + e− + ν̄e (1)
• Aunque la energı́a de los neutrones emitidos en un proceso de fisión varı́a entre los pocos keV y
las decenas de MeV. La energı́a promedio está en torno a los 2 MeV.
• El espectro de energı́as de los neutrones generados de esta forma es continuo. Para conseguir
neutrones monoenergéticos se recurre a reacciones involucrando fotones donde se coloca un emisor
gamma junto a un blanco (por ejemplo 24Na junto a Be).
Un buen ejemplo de generadores creados a partir de materiales que fisionan espontáneamente es el
252
uso de Californio-252 El Cf se crea a partir de la irradiación de uranio o de algún otro elemento
transuranido en un reactor nuclear.
La opción más sencilla es utilizar generadores de α en forma pulverizada mezclada con una masa de
9
Be. Respirar esa solución pulverizada puede ser excepcionalmente peligroso.
La opción radiológicamente más segura es utilizar emisores gamma de vida corta:
γ + 9Be −→ 8Be + n (2)
1
, 2 Clasificación de neutrones
La forma más habitual de clasificar los neutrones es en función de su energı́a.
A energı́as muy bajas, los neutrones se encuentran en equilibrio térmico con su entorno y sus energı́as
se distribuyen siguiente la distribución de Maxwell-Boltzmann. Se les conoce como neutrones térmicos
y se les asigna la energı́a de 0.025 eV, que es la energı́a más probable a temperatura ambiente.
La clasificación no es univoca, entre otras posibilidades tenemos:
• E 0.025 eV −→ Térmicos.
• E 0.01 - 0.1 MeV −→ Lentos.
• E 1 - 15 MeV −→ Rápidos.
• E > 20 MeV −→ Relativistas.
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Fernando Canales Melgarejo
1 Fuentes de neutrones
La interacción de neutrones con la materia, representa el proceso más complejo de definir. Prácticamente
todas las interacciones de los neutrones serán de tipo nuclear y resulta muy complejo generalizar esta
interacción para todos los nucleos.
En relación a las fuentes de neutrones:
• No existen isótopos en la naturaleza que sean emisores de neutrones, por ello las fuentes de
neutrones son todas artificiales.
• No existen isótopos en la naturaleza que sean emisores de neutrones, por ello las fuentes de
neutrones son todas artificiales.
• Los neutrones ligados son estables, los neutrones libre NO, decaen β con una vida media de 15
minutos:
n −→ p + e− + ν̄e (1)
• Aunque la energı́a de los neutrones emitidos en un proceso de fisión varı́a entre los pocos keV y
las decenas de MeV. La energı́a promedio está en torno a los 2 MeV.
• El espectro de energı́as de los neutrones generados de esta forma es continuo. Para conseguir
neutrones monoenergéticos se recurre a reacciones involucrando fotones donde se coloca un emisor
gamma junto a un blanco (por ejemplo 24Na junto a Be).
Un buen ejemplo de generadores creados a partir de materiales que fisionan espontáneamente es el
252
uso de Californio-252 El Cf se crea a partir de la irradiación de uranio o de algún otro elemento
transuranido en un reactor nuclear.
La opción más sencilla es utilizar generadores de α en forma pulverizada mezclada con una masa de
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Be. Respirar esa solución pulverizada puede ser excepcionalmente peligroso.
La opción radiológicamente más segura es utilizar emisores gamma de vida corta:
γ + 9Be −→ 8Be + n (2)
1
, 2 Clasificación de neutrones
La forma más habitual de clasificar los neutrones es en función de su energı́a.
A energı́as muy bajas, los neutrones se encuentran en equilibrio térmico con su entorno y sus energı́as
se distribuyen siguiente la distribución de Maxwell-Boltzmann. Se les conoce como neutrones térmicos
y se les asigna la energı́a de 0.025 eV, que es la energı́a más probable a temperatura ambiente.
La clasificación no es univoca, entre otras posibilidades tenemos:
• E 0.025 eV −→ Térmicos.
• E 0.01 - 0.1 MeV −→ Lentos.
• E 1 - 15 MeV −→ Rápidos.
• E > 20 MeV −→ Relativistas.
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