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.