Radiación de partículas

La radiación de partículas es la radiación de energía por medio de partículas subatómicas que se mueven rápidamente . La radiación de partículas se denomina haz de partículas si todas las partículas se mueven en la misma dirección, de manera 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 con mayor facilidad características de partícula, mientras que las de menor energía exhiben con mayor facilidad características de onda.

Las partículas pueden estar cargadas o no cargadas 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
• Partículas alfa con carga positiva (α), equivalentes a un núcleo de helio-4
• iones de helio a altos niveles de energía
• Iones HZE , que son núcleos más pesados ​​que el helio.
• Partículas beta con carga positiva o negativa ( positrones de alta energía β ⁺ o electrones β ⁻ ; estos últimos son los más comunes)
• Electrones de alta velocidad que no provienen del proceso de desintegración beta , sino de otros como la conversión interna y el efecto Auger.
• neutrones , partículas subatómicas que no tienen carga; radiación neutrónica
• neutrinos
• mesones
• muones

Los mecanismos que producen radiación de partículas incluyen:

• desintegración alfa
• Efecto barrena
• desintegración beta
• desintegración del racimo
• conversión interna
• emisión de neutrones
• Fisión nuclear y fisión espontánea
• fusión nuclear
• colisionadores de partículas en los que se estrellan 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 utiliza ampliamente en la industria de semiconductores para introducir dopantes en los 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 .

En la protección radiológica , la radiación suele dividirse en dos categorías, ionizante y no ionizante , para indicar el nivel de peligro que supone para los seres humanos. La ionización es el proceso de eliminación de electrones de los átomos, dejando atrás dos partículas cargadas eléctricamente (un electrón y un ion cargado positivamente). ^[1] Los electrones cargados negativamente y los iones cargados positivamente creados por la radiación ionizante pueden causar daños en el tejido vivo. Básicamente, una partícula es ionizante si su energía es superior a la energía de ionización de una sustancia típica, es decir, unos pocos eV , e interactúa con los electrones de forma significativa.

Según la Comisión Internacional de Protección contra las Radiaciones No Ionizantes , las radiaciones electromagnéticas desde la ultravioleta hasta la infrarroja, 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 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 en el que la partícula cargada ha perdido toda su energía se denomina alcance de la partícula. El alcance 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, el " poder de frenado ", depende del tipo y la energía de la partícula cargada y del material. El poder de frenado y, por lo tanto, la densidad de ionización, generalmente aumenta hacia el final del alcance y alcanza un máximo, el pico de Bragg , poco antes de que la energía caiga a cero. ^[1]

• 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 partículas de radiación

• Cálculos de potencia de frenado y pérdida de energía de haces de iones en sólidos mediante el modelo MELF-GOS Archivado el 25 de septiembre de 2010 en Wayback Machine