SORGENTI DI RADIAZIONE

Documenti analoghi
TECNICHE RADIOCHIMICHE

Unità didattica 10. Decima unità didattica (Fisica) 1. Corso integrato di Matematica e Fisica per il Corso di Farmacia

Il nucleo dell atomo

ARGOMENTO: Cenni di Fisica del Nucleo

Il nucleo dell atomo

Emissione α. La sua carica elettrica è pari a +2e La sua massa a riposo è circa 7x10-27 kg.

Interazione radiazione materia Dott.ssa Alessandra Bernardini

Il numero di protoni presenti in un atomo si chiama numero atomico = Z elemento differisce per il numero Z. H deuterio (6000 volte abbondante)

La Radioattività. da:ispra istituto superiore per la ricerca e protezione ambientale

Rivelatori Caratteristiche generale e concetti preliminari

Scale dei tempi nucleari

Produzione dei raggi X

Cenni di fisica moderna

Richiami di radioattività e radiazioni ionizzanti

Le radiazioni ionizzanti e la radioprotezione

Lezione 24 Radiazioni Ionizzanti

Il numero di protoni presenti in un atomo si chiama numero atomico = Z elemento differisce per il numero Z. H deuterio (6000 volte abbondante)

La chimica nucleare. A cura della prof. ssa. Barone Antonina

INTERAZIONI DELLE RADIAZIONI CON LA MATERIA

La radioattività. La radioattività è il fenomeno per cui alcuni nuclei si trasformano in altri emettendo particelle e/ radiazioneni elettromagnetiche.

Elio GIROLETTI - Università degli Studi di Pavia - Dip. Fisica nucleare e teorica marzo 2005

M. Marengo LA RADIOATTIVITA. Servizio di Fisica Sanitaria Ospedale Policlinico S.Orsola - Malpighi, Bologna

Onde elettromagnetiche ed altre storie

SCINTILLATORI CARATTERIZZAZIONE DI UNA SORGENTE DI RADIAZIONE. Gioele Lubian - Giacomo Nasuti - Alberto Ferrara; Tema L; Giugno 2019;

La radiazione elettromagnetica nucleare deve avere una lunghezza d onda dell ordine delle dimensioni del nucleo, e pertanto: c A 1/ 3

I fondamenti fisici delle radiazioni ionizzanti ovvero Aspetti fisici della protezione dalle radiazioni

Radiazioni ionizzanti

LA STRUTTURA DELL ATOMO

Spettro elettromagnetico

UNIVERSITÀ - OSPEDALE di PADOVA MEDICINA NUCLEARE MEDICINA NUCLEARE. Fondamenti di base 2 UNITÀ DI MISURA

Il nucleo e la radiazione nucleare

ANNO MONDIALE DELLA FISICA FISICA DEI CONTROLLI NON DISTRUTTIVI E LORO APPLICAZIONI INDUSTRIALI

NUCLEO ATOMICO. Ogni nucleo è costituito da protoni e neutroni legati da forze attrattive molto intense, dette forze nucleari forti.

FISICA delle APPARECCHIATURE per MEDICINA NUCLEARE

Lezione 19 Fisica nucleare

Corso eccellenza 08 febbraio 2018 Contributi della Fisica alla Medicina

NEUTRONICI CON TECNICA DEL TEMPO DI VOLO. Francesco Barilari, Alberto Edoni, Antonio Lombardi, Davide Restelli

P. Sapia Università della Calabria. a.a. 2009/10

INTERAZIONI DELLE RADIAZIONI CON LA MATERIA

1/9/2005 A.Di Bartolomeo Master in Verifiche di Qualità in Radiodiagnostica, Medicina Nucleare e Radioterapia.

Il Nucleo. Dimensioni del nucleo dell'ordine di 10. m Il raggio nucleare R = R 0 -15

CAPACITA DI PENETRAZIONE DELLA RADIAZIONE PERCORSO MASSIMO (RANGE) PER PARTICELLE CARICHE E SPESSORE EMIVALENTE PER FOTONI E NEUTRONI

LE RADIAZIONI IONIZZANTI

Equazioni di Maxwell. (legge di Gauss per il campo elettrico) (legge di Gauss per il campo magnetico) C (legge di Faraday)

Un po' di fisica nucleare: La radioattività

Atomi. Negli atomi, il numero di protoni é uguale al numero di elettroni, così che l'atomo é elettricamente neutro.

Decadimento a. E tipico dei radioisotopi con Z > 82 (Pb), nei quali il rapporto tra il numero dei neutroni e quello dei protoni è troppo basso.

Esercizi. 1. Fotoni, elettroni. 2. Struttura della materia. 3. Nuclei, radioattività. 4. Produzione e consumo di energia E-X - 0

Breve Introduzione al laboratorio: Vedere le particelle. di Donato Di Ferdinando

Misura del coefficiente di assorbimento di vari materiali in funzione dell'energia del fascio dei fotoni incidenti

Fissione indotta e fusione nucleare (cenni)

Produzione di un fascio di raggi x

RADIAZIONI IL TRASPORTO DI ENERGIA ASSOCIATO ALLA PROPAGAZIONE DI PARTICELLE O DI UN ONDA ELETTROMAGNETICA E DESCRITTO DAL TERMINE RADIAZIONE

La Produzione dei Raggi X

1.1 Struttura dell atomo

Esercizio8: il lavoro di estrazione per il tungsteno é 4.49 ev. Calcolare la lunghezza d onda massima per ottenere effetto fotoelettrico [275.6 nm].

LE RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE (in medicina)

Lezione 1 ELEMENTI DI FISICA NUCLEARE APPLICATA ALLA MEDICINA

La misura della radioattivita γ lezione 1. Cristiana Peroni Corsi di LS in Scienze Biomolecolari Universita di Torino Anno accademico

Mg. Lo stato fondamentale del 10. Mg sono riportati qui di seguito.

Atomi a più elettroni

Corso di Master Universitario di I livello in VERIFICHE DI QUALITA IN RADIODIAGNOSTICA, MEDICINA NUCLEARE E RADIOTERAPIA

SIAMO TUTTI RADIOATTIVI

Dispositivi a raggi X

LA FISICA DELLE RADIAZIONI IONIZZANTI

Valenza didattica (aggiunta e principale) Individuazione della grandezza da misurare. Misure ccomplementari/alternative

A Z. radioattività e radiazioni. Caratterizzazione del nuclide. elio giroletti. ottobre 2006

Radioattività. per il corso di Laboratorio di Fisica Nucleare e Subnucleare. martedì 22 novembre 11

Radioattività. 1. Massa dei nuclei. 2. Decadimenti nucleari. 3. Legge del decadimento XVI - 0. A. Contin - Fisica Generale Avanzata

Schema di un tubo a raggi X

INTERAZIONE RADIAZIONE-MATERIA

Principi della RadioDatazione

Caratterizzazione del nuclide. Elio GIROLETTI - Università degli Studi di Pavia - Dip. Fisica nucleare e teorica. ottobre 2008

INTERAZIONE RADIAZIONE-MATERIA e DOSIMETRIA

LT In Scienza dei Materiali Corso di Fisica Applicata. Prova di esame del 22/04/15. n. Matricola:

Esercizio8: il lavoro di estrazione per il tungsteno é 4.49 ev. Calcolare la lunghezza d onda massima per ottenere effetto fotoelettrico [275.6 nm].

RADIAZIONI ELETTROMAGNETICHE IN MEDICINA

DECADIMENTO RADIOATTIVO


A 2 Z A 2 Z. PROTONI: carica +e, massa 1840 m e NEUTRONI: carica nulla, massa 1842 m e

Uomo, ambiente e radiazioni

Tema I: CARATTERIZZAZIONE DI UNA SORGENTE DI RADIAZIONI Obiettivo: studiare e caratterizzare una sorgente ignota di radiazioni.

Il nucleare non è il diavolo. Il problema:

Dosimetria ESR per applicazioni in campo medico e industriale

Interazione Radiazione - Materia

Chimica Nucleare. Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc. Permission required for reproduction or display.

Dipartimento di Fisica a.a. 2004/2005 Fisica Medica 2 Radiazioni X 11/3/2005

Caratterizzazione del nuclide. Elio GIROLETTI - Università degli Studi di Pavia - Dip. Fisica nucleare e teorica febbraio 2009

Fisica delle Apparecchiature per Radioterapia, lez. III RADIOTERAPIA M. Ruspa 1

sezione d urto di interazione neutroni - 12 C

fenomeno livelli interni atomici legami chimici vibrazioni nm Å

Esercizi su Chimica Nucleare e Nucleogenesi

RIVELATORI DI PARTICELLE PER LO STUDIO DEI RAGGI COSMICI STAGE ESTIVO TOR VERGATA, GIUGNO 2018

Radioattivita. Spontanea disintegrazione del nucleo. Ricordare: Sempre conservati: carica,numero di nucleoni, Etot,momento lineare, momento angolare

FISICA delle APPARECCHIATURE per RADIOTERAPIA

SPETTROFOTOMETRIA. kcs. Una radiazione monocromatica, attraversando una soluzione diluita, è assorbita secondo la legge di Lambert-Beer:

Il numero di protoni presenti in un atomo si chiama numero atomico = Z elemento differisce per il numero Z. H deuterio (6000 volte abbondante)

La fisica del XX secolo ovvero la tecnologia consente di eseguire esperimenti sempre più spinti e. tutto deve essere messo in discussione

Laboratorio di Spettroscopia Gamma

Transcript:

SORGENTI DI RADIAZIONE (da laboratorio) ORIGINE processi atomici processi nucleari produzione agli acceleratori 4 CATEGORIE GENERALI particelle cariche Elettroni veloci Particelle pesanti cariche m 1 a.m.u. p N particelle neutre Radiazione elettromagnetica Neutroni lenti veloci X REGIONE D ENERGIA D INTERESSE 10 ev 20 MeV en. di ionizzazione applicazioni varie PREPARAZIONE DELLE SORGENTI Rad. dure o molli? X m 0.1 mm mm Diversa abilità di penetrare spessori di materiale Autoassorbimento n cm

UNITÀ E DEFINIZIONI RADIOATTIVITÀ costante di decadimento Attività Tasso di decadimento dn dt decad. λn Unità di misura Curie (Ci) 1 Ci = 3.7 10 10 Bq Attività di 1 g di 226 Ra Becquerel (Bq) 1 Bq = 2.703 10-11 Ci 1 disintegrazione / s ATTENZIONE dn dt dn dt decad. Attività tasso di emissione di una ben specifica radiazione Attività specifica: attività per unità di massa ENERGIA Unità di misura 1 ev = 1.602 10-19 J ENERGIA DI UN FOTONE (E = h) λ[ nm] 1240 E[ ev ]

SORGENTI DI ELETTRONI VELOCI DECADIMENTO Unica particella ionizzante: e - Produzione: attivazione con n Spesso emissione contemporanea di sorgenti pure Tempi di dimezzamento: molto vari Spettro continuo con E max = Q Forma dello spettro per decad. puro e non CONVERSIONE INTERNA Sorgenti di elettroni monocromatici In competizione con l emissione di Spettro a più righe monocromatiche, spesso sovrapposto ad un continuo ELETTRONI AUGER Diseccitazione di un atomo anziché un nucleo In competizione con l emissione di X caratteristici Favorito in atomi a basso Z Bassa energia, autoassorbimento pronunciato

Endpoint = 318 (99.92%) o 1491 (0.06%) o 665 (0.02%) kev Energie = 1173 (99.98%), 1332 (99.98%), 2505 (somma) kev

SORGENTI DI PARTICELLE CARICHE PESANTI DECADIMENTI ALFA Emissione spontanea Energia fissata dalle leggi di conservazione Q (A 4) / A Spettro a righe Autoassorbimento importante Forte correlazione tra E e vita media del nucleo padre Sorgenti tipiche: tra 4 e 6 MeV Sopra i 6.5 MeV vite medie dell ordine del giorno o meno Sotto i 4 MeV vite medie lunghe, attività specifiche basse FISSIONE SPONTANEA Nella distorsione del nucleo dalla sua forma quasi sferica, necessaria per la fissione spontanea, occorre superare una barriera di potenziale spesso elevata. Gli unici nuclei naturalmente fissili sono pertanto solo alcuni isotopi transuranici Spesso in competizione con decadimento alfa 1 g 252 Cf = 1.92 10 7 alfa + 6.14 10 5 fissioni spontanee al sec. 1 fissione = 2 frammenti quasi nudi emessi in direz. opposta Uno solo utile Emissione contemporanea di diversi n veloci Fissione asimmetrica ( 108 e 143 ), spettro asimmetrico Autoassorbimento estremamamente importante

SORGENTI GAMMA DA DECADIMENTO BETA Diseccitazione di un nucleo DOPO un dec. radioattivo Fotone MONOENERGETICO (unica eccezione: Doppler del figlio) Emissione quasi sempre ISTANTANEA t 1/2 data dal PADRE E = E * - E data dai livelli del FIGLIO Possibili diversi schemi di diseccitazione Come sorgenti di cal. fino a 2.8 MeV Centinaia di kbq, incapsulate in dischi o barrette di plastica DA ANNICHILAZIONE Sempre presente in caso di decadimento + 2 da 511 kev emessi back to back (se annich. a riposo) DA REAZIONI NUCLEARI Diverse reazioni nucleari (es: su 9 Be o 13 C) sfruttate per la produzione di n forniscono in realtà anche (più o meno monoen.) di alta energia Alternativa: assorbim. di n termici con emiss. di (fino a 9 MeV) BREMSSTRAHLUNG Frenamento di e - veloci % di en convertita in b. cresce al crescere di E e e di Z mat Spettro continuo, en. media piccola Sempre presente in caso di decadimento -

SORGENTI DI RAGGI X RAGGI X CARATTERISTICI Diseccitazione dopo il riarrangiamento degli e - orbitali Identificano un ben preciso ELEMENTO (non isotopo!) La serie K arriva fino a ~100 kev (Z=88), la L a ~10 (Z=74) In competizione con l emissione di e - Auger Fluorescent yield: % di disecc. attraverso emissione X L a produzione RELATIVA di fotoni delle varie serie DIPENDE dal metodo di eccitazione Autoassorbimento importante DA DECADIMENTO RADIOATTIVO EC l atomo figlio risulta avere il giusto n. di e - orbitali, ma con una vacanza in una delle shell più interne IC l e - espulso nella diseccitazione del nucleo lascia una vacanza in un orbitale interno Emissione spesso accompagnata da e/o bremsstrahlung Emissione PURA sse EC su stato fondamentale DA RADIAZIONE ESTERNA Ioniz.- eccitaz. di bersaglio con sorgente esterna X, e -,... E i > E X che si vogliono ottenere Se e -, allora brems. (riducibile con finestra per X a ~120º-180º da fascio) Se o X, allora fotoni scatterati (scelta adeguata bersaglio e geom.) Se emettitore, allora X caratt. del figlio Sorgente di fluorescenza X: RADIAZIONE DI SINCROTONE fascio incidente ottenuto con tubo a raggi X o con sorgente emettitrice di a bassa en. o X

SORGENTI DI NEUTRONI FISSIONE SPONTANEA Elementi transuranici Qualche n per fissione, accompagnato da e dai nuclei figli ed i prodotti delle loro attività. Incapsulamento In competizione con decad. alfa Spettro caratteristico dn 1/ 2 E / T de E e E max : diversi MeV REAZIONI (, n ) La più comune: MBe, con M attinide (Q = 5.71 MeV) 4 9 12 2α 4Be 6C n 1 n ogni 10 4 circa Fondo spesso importante Compromesso fra tempo di dim. e grandezza sorgente Spettro SIMILE M, purché sorgente sottile L attività della sorgente cala col calare dell attività FOTOPRODUZIONE DI n E n 9 4 2 1 Be h 8 4 H h p n M E Q m M Be n Q = -1.666 MeV K Q = - 2.226 MeV E, m, M, Qcos En minima Se monocromatico spettro = picco allargato (qualche %) In realtà spettro degradato da scattering dei neutroni Necessitano sorgenti MOLTO intense e a vita breve