EXPERIM1-Radiacion

Objetivos

1. Calcular la actividad de fuentes de radiación gamma de laboratorio (certificadas).
2. Calibrar en energía la cadena de espectrometría gamma a utilizar.
3. Determinar la energía de desintegración gamma de una fuente radiactiva natural.
4. Verificar la Ley de Atenuación de radiación gamma
5. Determinar el coeficiente de atenuación lineal y másico de diferentes materiales.

Clases previstas

Se prevé utilizar 2 o 3 clases para completar las diversas experiencias. Se estima la necesidad de una introducción (3hs) al inicio.

Modalidad de trabajo

Para la realización de las experiencias se dividirán en grupos de 2 alumnos, cada grupo utilizará su propia cadena de espectrometría. Cada alumno deberá presentar el informe respectivo.

Descripción

Al colocar un material determinado entre una fuente de radiación gamma y un detector, se produce una atenuación exponencial de la intensidad de radiación dada por:

()IxIex=−0μ 

donde 𝐼𝐼0 es la intensidad sin ningún material entre el detector y la fuente, 𝑥𝑥 el espesor del material y 𝜇𝜇 coeficiente de atenuación lineal del material. Se define al coeficiente de atenuación másico como: Cmass =ρμ

Se obtendrán los coeficientes de atenuación másico correspondientes a distintos materiales (Plomo, Cobre, Aluminio, Acero, Policarbonato). Se utilizarán fuentes certificadas con energía gamma conocidas para calibrar la cadena de espectrometría a utilizar y a dichas fuentes se le calculará la actividad al día de la experiencia mediante:

()AtAet=−0λ

donde 𝐴𝐴 es la actividad inicial de las muestras, 𝑡𝑡 es el tiempo transcurrido desde la fecha del certificado de fabricación de la fuente hasta el día en que se realiza la experiencia y 𝜆𝜆 es la constante de desintegración.

Desarrollo

1era-Clase

1. Introducción a conceptos básicos de Radiactividad, Interacción de Radiación Gamma con la Materia, Detectores Centelladores y Espectrometría de Radiación Gamma.
2. Familiarizarse con el uso del Equipamiento y del Programa de Espectrometría Gamma del Laboratorio de Mediciones del RA6.
3. Obtener la función de calibración Canal-Energía de la cadena de espectrometría gamma, utilizando fuentes certificadas de Cs137, Co60 y Ba133.
4. Utilizar la calibración obtenida para determinar la energía de desintegración gamma de una fuente radiactiva natural de K40 (Sal de Mesa “Light” Dietética, reducida en sodio y enriquecida en potasio) y de una piedra de Mineral de Uranio.

2da-Clase

1. Determinar experimentalmente las dimensiones principales y la masa de las placas de los diferentes materiales a utilizar. (Plomo, Cobre, Aluminio, Acero, Policarbonato). Calcular su densidad.
2. Determinar la relación de intensidades de radiación (atenuación) de una fuente de energía característica, anteponiendo sucesivamente entre la misma y el detector, hasta cinco placas para cada uno de los materiales considerados.
3. Obtener el coeficiente de atenuación lineal como pendiente de la recta de mejor ajuste de la gráfica:

lnIIx0=−μ

1. Finalmente calcular los Cmass y comparar con valores reportados en la bibliografía para cada material. (tener en cuenta la energía correspondiente de la fuente radiactiva utilizada).

Apuntes de Cátedra

Modulo 1 - Elementos de Radiactividad Modulo 2 - Interacción Radiación Gamma con la Materia Modulo 3 - Detectores de Radiación Gamma Modulo 4 - Espectrometría Gamma

Bibliografía

• Clase 04/09/2013 en pdf - Lourdes Torres