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¿Qué pasa si interponemos un material absorbente?
¿Qué pasa si interponemos un material absorbente?
El objetivo de esta nueva experiencia de laboratorio es el de medir y evaluar el efecto de interponer un material entre la fuente y el detector. Se evaluará la influencia del hecho de variar el espesor del material interpuesto.
Cuando la radiación interactúa con un medio material pueden pasar diversas cosas. Puede absorberse perdiendo su energía o, incluso, desapareciendo, puede dispersarse, o puede, simplemente seguir su curso sin alterarse. El efecto resultante es que la medición hecha más allá de ese medio no es la misma que si el medio no existiera. La radiación sufre una atenuación.
El efecto es diferente si la radiación incidente es alfa, beta, gamma o X y, por ello, cada tipo de radiación se evalúa con un medio absorbente distinto (la radiación Gamma con materiales pesados como el plomo, la beta con metales livianos como el aluminio y la alfa con papel o, simplemente, aire).
Los distintos espesores se pueden alcanzar progresivamente, interponiendo distinta cantidad de láminas individuales entre la fuente radiactiva y el detector, salvo en el caso de la atenuación de radiación alfa en aire para el cual la única posibilidad es variar el espesor de la capa de aire interpuesta desplazando el detector.
Experiencia virtual
La llave "POWER" enciende tanto el contador como la fuente de 500V que alimenta al detector.
Para esta experiencia podremos seleccionar dos fuentes radiactivas distintas (Americio 241 y Cesio 137) con diferentes materiales absorbentes (Aluminio, plomo o papel) simplemente haciendo click en la combinación que deseemos. Si no seleccionamos ninguna podremos medir la radiación que llamamos "de fondo"
Para variar el espesor del blindaje, debemos "arrastrar" el cursor deslizante "Número de placas" tomando como espesor total el espesor de cada placa multiplicado por su cantidad.
Al espesor de cada placa, lo pueden medir con calibre mediante las fotografías que se incluyen debajo del equipo virtual. Tengan en cuenta la cantidad de placas o láminas del material que se toman para la medición del espesor porque si se midiese una única lámina de aluminio o papel, el error de medición con el calibre sería sumamente grande.
El botón "START" inicia, simultáneamente, la medición de tiempo y el conteo de pulsos. Estas dos magnitudes se pueden ver en las dos filas del indicador como "T=" y "N="
El Botón "STOP" detiene la medición.
Una vez registrados los valores en la planilla correspondiente, se vuelven las dos magnitudes a cero mediante el botón "RESET" para dejar al equipo listo para una nueva medición
"LEVEL" y "ENTER" no se utilizan para estas experiencias.
El pequeño cuadrado en la esquina inferior derecha permite ampliar el equipo a pantalla completa (lo cual es altamente recomendable).
Para comenzar a medir, hacé click aquí (o en la imagen)
Actividades sugeridas:
Con los valores medidos se puede construir una gráfica de tasa de cuentas en función del espesor del material interpuesto para cada fuente radiactiva y para cada material absorbente. Se puede analizar, por ejemplo, la importancia del tipo de radiación que se quiere atenuar y de la naturaleza del material adoptado y evaluar cuál material es más adecuado para cada ocasión.
Se puede graficar el logaritmo natural de la relación entre la tasa de cuentas para cada espesor y la tasa de cuentas sin blindaje alguno y extraer de allí el coeficiente de atenuación lineal para cada caso.
La única manera de variar el espesor cuando el material absorbente es aire, es variando la distancia fuente-detector. Para ello, se puede recurrir a la experiencia de tasa de cuentas en función de la distancia utilizando, como fuente, Americio-241. Pero para evaluar correctamente la atenuación del aire será necesario eliminar el efecto geométrico de la distancia propiamente dicho. Esto se puede lograr, en forma bastante aproximada, dividiendo todas las tasas de cuentas resultantes por la "eficiencia de ángulo sólido" (relación entre las emisiones cuya trayectoria pasa a través de la ventana del detector y la totalidad de las emisiones de la fuente, considerada puntual e isotrópica) calculada para cada punto.
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