Cálculo del espesor de protección contra la radiación fotónica para diversos materiales
El establecimiento de la energía nuclear como la fuente más prometedora de producción de electricidad, el uso de reactores de potencia y de investigación, radionucleidos y otras fuentes de radiación ionizante en diversos ámbitos de la industria, la ciencia, la tecnología y la medicina están indisolublemente ligados al problema de la seguridad radiológica, con las tareas de diseño y creación de protección biológica.
La mayoría de los analizadores portátiles y de laboratorio de metales y aleaciones utilizan tubos de rayos X, que son fuentes de radiación ionizante. Todos conocemos las consecuencias que tiene para la salud del organismo el uso inseguro de la radiación radiactiva. Para garantizar un uso seguro de los equipos por parte de las personas, es necesario conocer el espesor de un material concreto utilizado como "absorbente de radiación".
No es el número de partículas emitidas por el tubo de rayos X.
N es el número de partículas que quedan después de pasar por una protección de espesor d.
Para calcularlo es necesario conocer varios conceptos:
El coeficiente de atenuación lineal μ caracteriza la disminución de la intensidad de la radiación al atravesar 1 cm de materia y es igual al cociente entre la fracción dN/N de fotones de una energía dada que han experimentado interacción al recorrer un camino elemental dl en el medio y la longitud de este camino:
1 . dN
μ= N dl
El coeficiente de atenuación de masa μ m es la relación entre los coeficientes de interacción lineal correspondientes y la densidad p del medio a través del cual pasa la radiación de fotones:
micras
micras = p
El recorrido libre medio l en un medio es un valor inversamente proporcional al coeficiente de atenuación μ:
1
l = μ
N cambia según la ley:
N de tubos de rayos X es generalmente igual a 10 10 y sea N=1, entonces
Como e≈ 2,7, entonces
μd=25
A continuación, utilizando las tablas de coeficientes de atenuación para diversos materiales, conociendo la energía de radiación, encontramos el coeficiente de atenuación lineal.
Ejemplo:
Para una energía de 0,04 MeV, el coeficiente de atenuación del aluminio es
, lo que significa:
25
d = 1,33 = 18,8 cm
Para el plomo µ=
cm, lo que significa:
25
d = 151 = 0,16 cm = 1,6 cm
Es decir, para un uso seguro del tubo de rayos X, es necesario instalar una protección de aluminio con un espesor de 18,8 cm y de plomo con un espesor de 1,6 cm.
