Interação da radiação com a

matéria

Jheferson Salvador da Silva Gomes

Física Médica-UFG

Interação de fótons

Radiação indiretamente ionizante

Duas possibilidades de interação:

◦ Absorção completa do fóton- transferência

de energia para elétrons e pósitrons

◦ Espalhamento

Energia do fóton resultante é a mesma energia do

incidente, sem partícula carregada liberada.

Energia do espalhado é menor que o energia do

fóton incidente, excesso de energia transferida

para um elétron.

Interações com o núcleo

Fotodesintegração – interação direta com

o núcleo

Produção de par – interação do fóton

com o campo elétrico do núcleo

Interações com elétron orbital

fracamente ligado Espalhamento Thomson- oscilação

ressonante forçada

Efeito Compton- elétron de recuo

Produção de Tripleto

ligaçãoE h

Interações com elétron orbital

fortemente ligado Espalhamento Rayleigh

Efeito fotoelétrico

◦ Neste caso esta interação é considerada

entre o fóton e o átomo como um todo, e

ligaçãoE h

Geometria de feixe estreito

μ é determinado experimentalmente pela geometria de feixe estreito.

0

xI I e

Geometria de feixe estreito

Camada semirredutora:

Livre caminho médio:

1

2

ln 2x

1x

Geometria de feixe estreito-

espessuras especiais Camada deciredutora:

Segunda CSR.

Coeficiente de homogeneidade do feixe

de fótons.

1

10

ln10x

Geometria de feixe largo

Coeficiente de atenuação efetivo:

B depende da energia do feixe de fótons,

da geometria de atenuação, do Z e

espessura do absorvedor e da grandeza

medida.

Geometria de feixe estreito B=1,

geometria de feixe largo B>1.

lnef

B

x

Outros coeficientes de atenuação

Partículas carregadas

Colisões Inelásticas

Outros tipos de interações

Colisão elástica com o núcleo - há mudança na direção da trajetória da partícula carregada incidente, com recuo do núcleo.

Aniquilação do pósitron - ocorre geralmente com pósitrons lentos e um elétron do meio; o par desaparece e há a emissão de dois fótons com 0,511MeV.

Reações nucleares - podem ocorrer para partículas com energias muito elevadas (≈109eV).

Poder de freamento

Poder de freamento mássico

Poder de freamento mássico por

radiação

Poder de freamento

Poder de freamento total

Alcance

O alcance CSDA representa o percurso

médio das partículas no meio absorvedor

considerando que a partícula incidente

transfere sua energia cinética

gradualmente e continuamente ao meio.