¿Por qué los factores de ponderación de la radiación para los neutrones son como una curva de campana?

No diría que los factores de ponderación se ven “como una curva de campana”, aunque creo que su punto era que la relación dosis-flujo tiene un máximo de alrededor de 2 MeV. Tenga en cuenta que este máximo es solo un máximo local; vea la imagen a continuación de las relaciones efectivas de dosis por fluencia anterior-posterior de ICRP74 y cálculos posteriores (tomado de Hanz Menzel, “Dosis from Radiation Exposure”, ICRP Symposium on the International System of Radiation Protection, 2011).

Entonces, ¿qué física explica la forma de esta relación? A bajas energías, la mayor parte de la dosis de neutrones se debe a fotones secundarios, principalmente a la radiación de 2.2 MeV de la reacción de captura H-1 (n, g). Estos fotones no son muy buenos para depositar energía localmente en el cuerpo; a menudo se dispersan Compton y se pierde una porción significativa de energía. La relación es abruptamente ascendente entre ~ 10 keV y ~ 1 MeV. En este rango de energía, la dispersión elástica de protones domina el mecanismo de dosis y casi toda esa energía se deposita localmente. Entre quizás 10 MeV y unos pocos cientos de MeV, la pendiente es negativa, lo que refleja una tendencia a alejarse del equilibrio local de partículas cargadas de las radiaciones secundarias. Los mecanismos de dispersión elástica pierden importancia aquí. Los datos a muy altas energías, más allá del alcance de ICRP74, sugieren la reanudación de la pendiente positiva, probablemente debido a la importancia creciente de la producción masiva de piones en estas energías de rayos cósmicos.