¿Cuál es la capacidad ionizante de las partículas alfa, beta y gamma?

Depende de cómo calificas el significado de “habilidad”.

Intentaré “aplanar” el significado siendo muy general y agregando algunos detalles cuando sea apropiado.

Primero, alguna aclaración: la gamma no es una partícula, es energía pura y sin masa. Alfa y beta son partículas a alta velocidad, suficientes para ionizar. Alfa es dos protones y dos neutrones: un átomo de helio menos electrones. Una partícula beta es un electrón (o un positrón para lo que vale).

La radiación alfa es altamente ionizante. Desea desesperadamente absorber electrones, que es como ioniza la materia. Pero recoge esos electrones fácilmente, por eso no nos preocupamos por ellos … mucho. La capa externa de la piel hace el truco. El peligro es cómo se presenta alfa al sujeto: implica que un radioisótopo se está descomponiendo cerca, posiblemente dentro de su cuerpo. Es por eso que recibe un factor de calidad de 20. Estamos muy preocupados por lo que está produciendo alfa.

Beta es solo electrones, que son más penetrantes que alfa. Son algo irrelevantes en comparación con alfa y gamma, pero también son increíblemente relevantes directamente con gamma, lo que abordaré en el próximo párrafo.

Los gamma son los fotones mismos. Paquetes de energía. Energía pura. Sin masa. Varían en energía, lo que se puede considerar que varía en profundidad de penetración y ‘distancia’ de propagación. Se ionizan de tres maneras, todas eliminando electrones de los átomos, esencialmente. El efecto fotoeléctrico, el efecto Compton y la producción de pares.

  1. El efecto fotoeléctrico es de baja energía, en donde un fotón es completamente absorbido por el impacto con un átomo, lo que resulta en la expulsión de un electrón. Tada, un átomo ionizado y una partícula beta de iones de electrones AKA.
  2. El efecto de Compton es energía media en la que la energía de un fotón se absorbe parcialmente , lo que resulta en un átomo ionizado, un ion de electrones y el fotón en un nivel de energía más bajo.
  3. La producción de pares está por encima de 1020kiloelectronvoltios, en donde la interacción con un átomo resulta en la absorción del fotón y la creación de un par electrón-positrón de 510kev cada uno.

Ahora vemos cómo el fotón tiene lo que se puede considerar como grados de severidad de ionización. Un fotón de baja energía elimina un electrón. Ho hum. Un fotón de alta energía eliminará MUCHOS electrones. Gamma todavía obtiene un factor de calidad de 1 porque la radiación se mide en eventos de ionización por unidad de tiempo . Esto significa que 500 RAD de cualquier radiación generalmente se tratan de la misma manera, ya sea 20kv o 900kv: el efecto es la misma cantidad de eventos de ionización. Sin embargo, se debe aplicar un factor de calidad a los neutrones y alfa porque son fundamentalmente más dañinos. Los neutrones, por ejemplo, convierten los átomos en radioisótopos, no simplemente iones. Eso es mucho más peligroso.

Según tengo entendido, la ionización ocurre cuando un electrón es eliminado de un átomo o molécula, por lo que depende principalmente de la energía de la cosa que le disparas. Dicho esto, las partículas provenientes de reacciones nucleares casi siempre tienen suficiente energía para ser ionizantes.

  • Las partículas alfa son núcleos atómicos enteros (2 protones, 2 neutrones), por lo que son más efectivos para eliminar electrones. Sin embargo, interactúan fuertemente con la materia y, por lo tanto, no son peligrosos para los humanos porque la capa externa de células muertas de la piel es suficiente para detenerlos.
  • Las partículas beta son electrones / positrones rápidos. De los tres, tienen una capacidad de ionización media y una profundidad de penetración media: el papel de aluminio es suficiente para detenerlos.
  • Las partículas gamma son fotones. Se ionizan a través del efecto fotoeléctrico, y los electrones resultantes también tienen suficiente energía para ser ionizantes, por lo que tienen la ionización de partículas beta como efecto indirecto. Los rayos gamma de alta energía también pueden destruir los núcleos, haciendo que también se emitan partículas alfa. La radiación gamma es, en sí misma, la menos ionizante, pero más penetrante. Se requiere un grueso bloque de plomo para detenerlo. Es peligroso porque la radiación secundaria altamente ionizante ocurre dentro del tejido vivo.

Las partículas [matemáticas] \ alfa [/ matemáticas], [matemáticas] \ beta [/ matemáticas] y [matemáticas] \ gamma [/ matemáticas] son ​​los tres tipos principales de radiación.

Las partículas [math] \ alpha [/ math] son ​​un núcleo de helio y el más pesado de los tres golpea más partículas en sus viajes, por lo que no puede viajar tan lejos pero ioniza más en su camino.

Las partículas [matemáticas] \ beta [/ matemáticas] son ​​electrones altamente energéticos que, siendo más pequeños que las partículas [matemáticas] \ alfa [/ matemáticas], pueden viajar más lejos pero ionizar menos.

Las partículas [matemáticas] \ gamma [/ matemáticas] son ​​fotones altamente energéticos que rara vez interactúan con la materia, por lo que pueden viajar muy lejos e ionizar lo más mínimo.

Muy variable, dependiendo de la partícula, su energía y el medio por el que pasa. Ver Tablas de potencia de frenado y rango para electrones, protones e iones de helio.

Los rayos alfa son más ionizantes, los beta son mucho menos ionizantes. Los rayos gamma producen ionización indirectamente. Los rayos gamma interactúan con la materia a través del efecto fotoeléctrico, el efecto Compton y los rayos gamma de alta energía por producción de pares. Las partículas cargadas producen ionización.

La capacidad de ionización o radiación ionizante es la radiación que tiene suficiente energía para hacer que otros átomos pierdan electrones y formen iones. Las diferentes formas de radiación tienen diferentes niveles de habilidades de ionización. Sin embargo, los tres son radiaciones ionizantes: pueden eliminar electrones de los átomos y formar partículas cargadas. Las partículas gamma son fotones. Se ionizan a través del efecto fotoeléctrico, y los electrones resultantes también tienen suficiente energía para ser ionizantes , por lo que tienen la ionización de partículas beta como efecto indirecto. Los rayos gamma de alta energía también pueden destruir núcleos, haciendo que se emitan partículas alfa

Esto se mide mediante algo llamado transferencia de energía lineal o LET. La unidad es keV / µm o una unidad específica de masa / densidad como keV-m ^ 2 / kg.

El LET visto depende en gran medida de los materiales que se irradian, el tipo de radiación y la energía de la radiación. Típicamente, los materiales se caracterizan empíricamente para un espectro de radiación dado.

Los dos grandes materiales que comúnmente se preocupan son el silicio y el biológico / hombre. El primero se debe a la omnipresencia de los semiconductores de silicio en toda la electrónica, incluida la electrónica militar y espacial. Esto último se debe a los riesgos de guerra nuclear y a los usos prácticos de la radiación y sus problemas de seguridad sanitaria.

La ionización neta también está relacionada con la dosis total (absorbida). Estos se miden como el LET integrado durante un período de tiempo y en un volumen particular. Aquí se describen varias unidades con unidades.

La capacidad ionizante si la partícula alfa es máxima, seguida por la partícula beta y luego la radiación gamma, debido a la gran masa si la partícula alfa es capaz de golpear fácilmente el electrón en comparación con su contraparte

Bueno, el peligroso en general es gamma, pero vlad lo dijo todo ^^

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