CURSO
2017
FÍSICA DE
RADIACIONES 2
curso
de grado, Licenciatura en
Física Médica
INSTITUTO
DE FÍSICA, FACULTAD DE
CIENCIAS
Teórico: Lunes y jueves 12:00 - 13.30 h, Salón 205
Práctico: Jueves 10 - 12 h Salón 205
Docente:
Dr. Gabriel
González Sprinberg
Docente:
Lic. Verónica Benítez
gabrielg@fisica.edu.uy
vbenitez@fisica.edu.uy
tel.
525
8618-26, int.
310
tel.
525
8618-26, int. 302
Programa
clase 1: Radiaciones ionizantes, generalidades, clasificación.
Energía, número de eventos. Dosis.
clase 2:
Daño biológico. Tiempos de interacción. Dosis y masas y
volúmenes adecuados. Dosis equivalente.
clase 3:
Fluencia, distribuciones angulares. Inteacciones de fotones, sección eficaz, camino libre medio.
clase 4:
Coeficiente de atenuación y sección eficaz.
Coeficiente de atenuación de masa. Terma, kerma, kerma de colisión.
clase 5:
Kerma: camino a la dosis. Ejemplos. Energía transferida, energía neta. Coeficiente
de atenuación de transferencia, y de
energía.
clase 6:
Primera definición de dosis. Geometría de haces estrechos y anchos para fotones. Factor de "buildup".
clase 7:
Efecto fotoeléctrico. Energía umbral. Fracción de participación. Espectro. Sección eficaz.
Dependencia con Z y energía.
clase 8:
Flourescencia y electrones Auger en el efecto fotoeléctrico. Rendimientos. Efecto Compton.
Cinemática y dinámica.
Sección eficaz de Klein-Nishina. Sección eficaz total.
clase 9:
Sección eficaz diferencial de K-N (ambas formas, hn explícita e implícita).
Sección eficaz total considerando las aproximaciones para bajas
y altas energías.
Sección eficaz diferencial
con respecto a T del electrón. Sección eficaz de transferencia de energía y de difusión.
clase 10:
Coeficientes másicos de transferencia de energía, de absorción y de difusión. Distribución
de energía
en efecto Compton,
vínculo con secciones eficaces de transferencia y difusión. Sección eficaz diferencial
y total de Thomson. Diagrama polar de
sección eficaz diferencial por ángulo sólido.
Coeficientes másicos de transferencia y de absorción de energía en el efecto fotoeléctrico.
clase 11:
Producción de pares y pares por triplete. Energía umbral y energía disponible (Ta)
para cada caso. Sección eficaz diferencial
y total para cada caso, aproximaciones en función
del rango energético. Coeficientes másicos de transferencia de energía para cada caso.
clase 12:
Coeficiente de atenuación másico para aniquilación en vuelo. Dispersión Rayleigh
(dependencia del coeficiente de
atenuación másico con Z y energía).
Interacciones fotonucleares. Energía umbral.
Síntesis: Efectos, coeficientes másicos totales de: atenuación,
transferencia y absorción de energía,
distribución de secciones
eficaces en función de energía incidente y Z del medio absorbedor.
Compuestos y mezclas: regla de Bragg,
coeficientes másicos de: atenuación,
transferencia y absorción de energía.
clase 13:
Interacción de partículas cargadas con la materia. Calculo semi clásico. Limitaciones.
Poder de frenado, poder de frenado másico.
Términos colisional blando, suave, duro y radiativo.
clase 14:
Fórmula de Bethe. Energía media de ionización. Cálculo para mezclas.
Transferencia de energía máxima
para electrones, positrones y partículas pesadas.
clase 15:
Término colisional blando para el poder de frenado másico. Idem para colisiones duras.
Corrección de capa y de polarización.
clase 16:
Poder de frenado para electrones y positrones. Efectos de polarización.
Poder de frenado radiativo. Poder de frenado total. Ejemplos.
clase 17:
Rendimiento radiativo. Energía media radiada. Longitud de radiación.
Poder de frenado de mezclas. Ley de Bragg. Poder de frenado restringido.
Rango de partículas cargadas. Rango CSDA. Rango proyectado. Rango extrapolado.
clase 18:
R-50. Dispersión múltiple. Cálculo en términos de la sección
eficaz de Rutherford y su generalización para
espín 1/2 y relativista.
Valores típicos del poder de frenado y LET. Rango y energías dispersas en el caso de electrones.
clase 19:
Energ&iqacuteas transferidas, transferida neta, impartida (o absorbida). Definición de kerma. Dosis.
clase 20:
Ejemplos de procesos y definiciones de energ&iqacuteas y kerma.
clase 21:
Exposición. Energía de ionización.
clase 22:
Exposición como medida de la dosis en en tejido. Comparación de los coeficientes de
absorción másicos de energía
en el caso de aire, tejido blando y
hueso. Equilibrio radiativo
(ER). Teorema de Fano. Dosis con ER. Equilibrio
de partículas cargadas (CPE). Igualdad de dosis absorbida y kerma de colisión
en el caso de
CPE. Ejemplo de haz de fotones.
clase 23:
Equilibrio transitorio de partículas cargadas. Teoría de la cavidad de Bragg y
Gray. Corrección por tamaño finito.
Correcciones de temperatura y presión.
clase 24:
Teoría de la cavidad de Spencer y Attix. Saturación y recombinación.
Recombinación inicial y general. Cavidades planas, cilíndricas y
esféricas.
Teoría
de Mie de la recombinación general, caso plano, cilíndrico y esférico.
Teoría de
Jaffe-Zanstra de la recombinación inicial.
Bibliografía
Lectures on radiation dosimetry physics, M.Kissick, S. Fakhraei
Introducion to radiological physics and radiation dosimetry, F.H.Attix
The physcs of radiology, H.E.Johns, J.R.Cunningham
Absortion of ionizing radiation, D.W.Anderson
Radiation oncology physics, E.B.Podgorsak
Radiation physics for medical physicists, E.B.Podgorsak
Problemas:
PRÁCTICO 1
PRÁCTICO 2
PRÁCTICO 3
PRÁCTICO 4
PRÁCTICO 5
Primer parcial , solución, resultados
Segundo parcial , solución, resultados
Aprobación:
El curso se aprueba rindiendo los
parciales con una nota mínima.
Se exonera
la parte práctica
obteniendo una nota mínima en los tres parciales y entregando los problemas.
>
Publicaciones:
La formación del
Físico Médico según IAEA
Artículo
original de N.Bohr de interacción de part´culas
cargadas con la materia
Para
entender las Radiaciones
Páginas
en internet:
Asociación Latinoamericana de Física Médica
Medical
Physics, Univ. Wisconsin
Entrevista al Dr. Gabriel González en Radio Pedal
Entrevista al M.Sc.Henry Ortega en Radio Pedal
NIST:
Pesos atómicos y composición isotópica
Data elements (espectroscopía atómica, rayos X y gamma, dosimetría, datos nucleares)
Energías de ionización de átomos neutro
Datos nucleares, isótopos:
Nuclear Energy Agency Data Bank
Otros:
Particle Data
Group
Pregúntele a un
experto: Fermilab
Pregúntele a un
experto: Sci.
Am.
Pregúntele
a un experto:PhysLink
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Última
modificación: 1 de octubre del 2017
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