Divulgación Plomo saturado de radiación gamma

[Avicarlos]

No sé si este es el foro idóneo, en todo caso, pido se traslade.

La pregunta la hago aquí, al no conseguir información específica.
Una placa de plomo irradiada con ondas gamma, es atravesada hasta varios centímetros. Ignoro si avanza la penetración con mayor tiempo de irradiación.

Por ello:

-¿Cuanta radiación admite un núcleo de Pb, en 1 s?. y ¿Qué le ocurre una vez saturado?.

Saludos de Avicarlos.

[Dramey]

Re: Plomo saturado de radiación gamma

Hola Avicarlos,

Me temo mucho que tu pregunta no es del todo concreta. Hay muchos tipos de radiaciones, con distintos efectos. Si solo son rayos gamma lo que sucede es que son mayormente absobidos por los electrones del Pb, que se excitan. Si los rayos gamas son muy energeticos pueden incluso ionizar el plomo, produciendo daño, pero no suficiente como para que la longitud de penetracion de los rayos gama aumente.

[Avicarlos]

Re: Plomo saturado de radiación gamma

El enunciado es bastante parco. Relatar cual es mi verdadera duda, no la sé expresar sin abundante literatura. En realidad te agradezco que me atiendas pues por mi cuenta soy incapaz de hallar por algún lado un artículo que responda a mi intencionalidad.
Tengo entendido, que las ondas que pueden penetrar con cierta facilidad hasta el núcleo atómico y afectar, o interaccionar de algún modo, son las gamma más energéticas. Supongo que por ser las de longitud de onda más corta, aparte de interaccionar con los electrones llegan algunas hasta el núcleo. Según vi un gráfico allí se producen pares.
Los pares ya no sé si se anulan en efímero instante o se liberan al espacio.
Tampoco sé si logran incrementar nucleones, a pesar de haber leído un artículo en que se logró obtener un microgramo de oro dando razón a los alquimistas. Claro que la energía empleada resulta astronómica, por lo cual no deja de ser una anecdota.
Justo para mantener mi curiosidad de lo que sucede con los fotones que llegan hasta el núcleo del Pb.

¿Hacen vibrar a los protones, elevando la temperatura?.
¿Son rechazados, saliendo como si se tratara de una radiación artificial?.
¿Se absorben creando nucleones?

Son preguntas que no tengo idea de si en algún lugar se contemplaron. Por Wikipedia extraigo algo que sin responder al menos da una idea de que el núcleo atómico se altera.
Gamma: Los rayos gamma (fotones de alta energía) son emitidos por el núcleo de un átomo tras sufrir una desintegración radiactiva. La energía del rayo gamma (generalmente similar a la de los rayos X de alta energía) corresponde a la diferencia de energías entre el núcleo original y los productos de la desintegración. Cada isótopo radiactivo emite rayos gamma con una energía característica. Son mucho más penetrantes que los beta (son eléctricamente neutros).
Los núcleos inestables son los que contienen un número impar de neutrones y un número impar de protones; todos menos cuatro de los isótopos correspondientes a núcleos de este tipo son radiactivos. La presencia de un gran exceso de neutrones en relación con los protones también reduce la estabilidad del núcleo; esto sucede con los núcleos de todos los isótopos de los elementos situados por encima del bismuto en la tabla periódica, y todos ellos son radiactivos.

En el caso de que los rayos gamma no lograran entrar más allá de las orbitales de los electrones, supongo que sería una ionización, pero ¿puede llegar la radiación mantenida tiempo, a dejar el átomo sin electrones.? ¿No afecta a los quarks?. ¿O la fuerza fuerte lo impide?. ¿No existen rayos gamma de energía superior que pueda con la fuerza de color?.

Y ¿una vez desprovisto el átomo de sus electrones, los nucleones no deben afrontar sin paliativos el ataque de la radiación? ¿Rebotan la energía que les llega?. ¿Hasta cuando?.

Saludos de Avicarlos.

[carroza]

Re: Plomo saturado de radiación gamma

Hola.

A ver si te aclaro alguna cosa.

El plomo es un buen aislante para la radiación gamma, porque tiene muchos electrones. Básicamente, la radiación gamma interacciona con los electrones más internos del plomo, de forma que un átomo de plomo absorbe un fotón gamma, y le transmite su energía a un electrón, que a su vez emite fotones de menos energía (rayos X), que a su vez emiten electones de la corteza del átomo, que a su vez emiten fotones de menos energía (visible o infrarrojo), que a su vez producen vibraciones de la red cristalina del plomo, que se manifiestan en un aumento de temperatura.

El plomo no se "satura" con radiación gamma. Si envías mucha radiación gamma a un aislamiento de plomo podrías llegar a fundirlo, pero ese es otro tema.

[Avicarlos]

Re: Plomo saturado de radiación gamma

Me vas aclarando conceptos. Lo de fundir el plomo, me parece lo más intuitivo. Por lo leído sobre que la penetración de estos rayos gamma en el Pb era de pocos cm, imaginaba como lo más probable que de persistir una radiación de muchos gray, se fundirían estos cm y a continuación se actuaría con otra capa de átomos de Pb sucesivamente, hasta por ejemplo haber fundido una plancha de un metro grosor.
Pero por otro lado, como no soy ningún entendido, viendo más artículos con gráficos como el que dejo aquí, me dejan K.O. y empiezo a pensar que mis lecturas lo son de seudocientíficos artículos.


Coeficiente de absorción total de rayos gamma del plomo (número atómico 82) según distintas energías de rayos gamma, y contribuciones de los tres efectos. Aquí el efecto fotoeléctrico domina en energías bajas. A partir de 5 MeV empieza a dominar la creación de pares.

Pregunto:
-¿Que ocurre, una vez los rayos gamma interfieren con los nucleones creando pares?.

Saludos de Avocarlos.

[Chusg]

Re: Plomo saturado de radiación gamma

¿Que ocurre, una vez los rayos gamma interfieren con los nucleones creando pares?.

En la creación de un par electrón-positrón, el núcleo sólo interviene llevándose una pequeña parte de la energía y del momento lineal del fotón (el resto se reparte entre el electrón y el positrón). El electrón recorrerá un corto espacio dentro del material a medida que va perdiendo su energía por colisiones con los electrones de otros átomos, produciendo ionizaciones y excitaciones (también puede emitir parte de su energía en forma de "fotones de frenado", pero no te quiero liar). Con el positrón pasa lo mismo, con la diferencia de que finalmente termina aniquilándose con un electrón del medio, dando lugar a dos fotones gamma que salen en direcciones opuestas con energía de 511 keV (el resultado de la transformación en energía de la masa del positrón y el electrón). Y esos fotones de aniquilación interaccionarán con la materia igual que cualquier otro fotón gamma. Al final de toda la cascada de procesos, la mayor parte de la energía de la radiación gamma se habrá invertido en aumentar la temperatura del plomo. Sin embargo, con las dosis de radiación que se manejan habitualmente en medicina, aplicaciones industriales, etc, este aumento de temperatura es muy pequeño y dificilmente detectable. Solo en caso de dosis de radiación muy altas (contenedores de residuos radiactivos de alta actividad, por ejemplo) el calor generado por la radiación gamma puede llegar a ser importante.

Por otra parte, para energías del fotón gamma suficientemente altas (depende del material, pero empieza a ser importante a partir de unos 7 MeV), en algunos materiales también se pueden producir reacciones fotonucleares: el núcleo absorbe el fotón y sufre una transformación en la que emite alguna partícula, generalmente un neutrón. Así mismo, el núcleo resultante puede ser inestable, experimentando tarde o temprano una desintegración radiactiva.

[Avicarlos]

Re: Plomo saturado de radiación gamma

Maravilloso, mi pregunta sigue produciendo respuestas muy interesantes. Confieso que lo detallado hasta ahora me es muy clarificador y queda como síntesis final la que era intuida y que también dió carroza. El aumento de temperatura es evidente pero en los experimentos de laboratorio pueden resultar desapercibidos.
Ahora quisiera profundizar más aún. Con lo dicho, queda claro que se regeneran radiaciones de alfa, beta y gamma. Supongamos que estamos sometidos a una radiación de explosión de una Nova. La sonda que merodeaba sus inmediaciones, recibe una cantidad de gray inusitada y nada menos que con gamma de Tera eV.
Así a lo bruto, no creo durara la sonda ni un segundo, pero idealmente en este caso extremo, la energía recibida ¿Se convertiría totalmente en trabajo de fusión?. ¿No sería que lo leído sobre la conversión en oro, no fuera más que una especulación por idealizar el efecto en laboratorio?.

En un término medio, la radiación respuesta de la placa de Pb, siendo solo una parte de la recibida, ¿No sigue vagando fuera de la probeta?. ¿No se consigue con ello más que desviar una parte de rayos gamma?.

Es que no me refería a radiación sanitaria ni de experimentos usuales sino in extremis. Imagino que los átomos traspasados, ionizados, y desintegrados, de seguir la radiación, afectaría a los siguientes grosores. Los ya desintegrados dejarían de oponerse a la penetración. Y si es este el caso veo que los ingenios espaciales por efecto de la radiación deben tener una vida limitada, independientemente de todos los demás ataques físico-químicos de los que se les protege.

Y otra duda es la del motivo por el cual el agua, disponiendo sus moléculas de un número reducido de electrones, a diferencia del plomo, sea también tan refractaria. No veo proporcionalidad. ¿Es otro comportamiento?

Saludos de Avicarlos.

[Chusg]

Re: Plomo saturado de radiación gamma

Yo no entiendo muy bien las dudas de tu último mensaje. Por ejemplo eso de que la radiación "respuesta de la placa de Pb [...] sigue vagando fuera de la probeta".
En general no toda la radiación que llega a un objeto se absorbe. Una parte se absorberá, otra parte se dispersará y otra parte puede que lo atraviese sin interaccionar.
Y en el caso concreto del plomo, ahora mismo no estoy seguro de si se producen reacciones fotonucleares a partir de una cierta energía, supongo que sí pero no sé con qué probabilidad ni a partir de qué energía exactamente.

El caso extremo que comentas de desintegración del material por altas dosis de radiación gamma, quedándose los átomos sin electrones, sería la transformación en plasma del material. En teoría es posible, pero salvo algún acontecimiento astrofísico que ponga en juego cantidades extraordinarias de energía, no se me ocurre ninguna situación real en la que pueda ocurrir esto con radiación gamma. No entiendo mucho de tecnología espacial pero no creo que la radiación cósmica suponga, en la práctica, ninguna amenaza estructural para los vehículos espaciales. Como mucho podría terminar dañando algunos componentes electrónicos sensibles.

¿A qué te refieres con que el agua es refractaria?. ¿Quieres decir que es buen absorbente de la radiación gamma?. Comparada con el plomo no lo es. Evidentemente todo depende de con qué la compares. En las centrales nucleares los resíduos se meten temporalmente en piscinas principalmente para enfriarlos.

[Avicarlos]

Re: Plomo saturado de radiación gamma

Poco a poco llegaré al término buscado. Tal como dices Chusg, asumo el proceso ya explicado con el que por tantas reacciones en cadena que sufren los átomos, la radiación inicial se dispersa en alfa, beta y gamma además de elevar la temperatura, incluso la conversión en plasma. Pero no veo que me confirméis la supuesta creación de nucleones.
Si ello no es posible, me veré capaz de desmentir los artículos que tratan de la obtención de oro, como anuncié, dudando de su veracidad.

La conclusión que voy sacando, es que por imposibilidad actual de falsar un resultado en las condiciones extremas, no conocemos de un modo total la interacción de la alta energía con los quarks. Sin embargo se habla de estrellas masivas formadas por plasma de quarks y neutrones.

Y otra cosa que me llama la atención, pero que al menos también me parecía intuitiva es la de que los electrones puedan alterar la energía recibida.
En lecciones de primaria siempre se nos inculca que los electrones absorben y emiten los idénticos fotones a los recibidos.

Si así fuera, tal como elementalmente entiendo, los electrones que no fueran liberados por el efecto fotoeléctrico, únicamente cambiarían de nivel enrgético pero desprendiendo la misma energía no absorbida, al restablecerse en su nivel inicial. No habría cambios de longitud de onda. Y a esto me referí. Es una reflexión que se irradia al espacio, o a otros átomos circundantes complicando las interacciones primarias. Como un rebote.

Y esta energía reflejada, sigue vagando en cantidad menor a la que incidió a la placa de Pb. Y que si la radiación es continua, la penetración sigue su curso, en más átomos circundantes, por lo que a tiempo prolongado la penetración resultaría considerable y no solo de cm como se considera por tablas experimentales.

Las moléculas de agua, disponen de 18 electrones más 34 nucleones = 52 partículas oponentes a la radiación gamma. El Pb 207 partículas con valor de penetrabibilidad N.

La penetrabilidad de la radiación en el agua ¿no sigue la proporcionalidad (52 / 207 ) N ?

Saludos de Avicarlos.

[Chusg]

Re: Plomo saturado de radiación gamma

asumo el proceso ya explicado con el que por tantas reacciones en cadena que sufren los átomos, la radiación inicial se dispersa en alfa, beta y gamma además de elevar la temperatura, incluso la conversión en plasma. Pero no veo que me confirméis la supuesta creación de nucleones.
Si ello no es posible, me veré capaz de desmentir los artículos que tratan de la obtención de oro, como anuncié, dudando de su veracidad.

Ya he comentado que a partir de cierta energía de los fotones, éstos pueden producir reacciones en los núcleos, en las que el núcleo emite un neutrón y por tanto se modifica, se convierte en el núcleo de un elemento químico diferente. Por tanto no se crean nucleones, pero se modifican nucleones existentes. Esto se llama transmutación. Desconozco los artículos que mencionas, pero sí, irradiando con el tipo de radiación adecuada es posible obtener oro a partir de otros metales, pero es muchísimo más caro que buscar oro natural. Por otra parte, y a falta de leer esos artículos, sospecho que ni el material de partida era plomo, ni la radiación utilizada para el bombardeo era gamma, posiblemente haya que utilizar radiación alfa, neutrones u otro tipo de partículas. También debes tener en cuenta que en cualquier experimento real, la cantidad de núcleos que experimentarán esta transformación será una fracción minúscula de la cantidad total de núcleos que haya en el material.

Y otra cosa que me llama la atención, pero que al menos también me parecía intuitiva es la de que los electrones puedan alterar la energía recibida. En lecciones de primaria siempre se nos inculca que los electrones absorben y emiten los idénticos fotones a los recibidos.

En el efecto Compton un fotón cede a un electrón parte de su energía, el electrón es expulsado del átomo y tras la interacción el fotón sale desviado en otra dirección y con una energía menor. Se puede entender como el "choque" de un fotón con un electrón. No se si te refieres a eso. Además, al quedar "una vacante" en la corteza electrónica del átomo, otro electrón del átomo que se encuentre en un nivel de mayor energía puede ocupar esa vacante, y la que él deja será ocupada a su vez por otro, y en estas transiciones electrónicas se emiten un fotones cuya energía es la diferencia de energía que haya entre esos niveles, que será menor que la energía de la radiación inicial que provocó la expulsión del primer electrón. No sé si te aclaro algo.

Y que si la radiación es continua, la penetración sigue su curso, en más átomos circundantes, por lo que a tiempo prolongado la penetración resultaría considerable y no solo de cm como se considera por tablas experimentales.

Creo que tienes una idea bastante equivocada sobre la "penetración" de la radiación gamma. No existe una profundidad concreta hasta la cual penetren los fotones y a partir de ahí ya no llega radiación. La atenuación sigue una ley exponencial: cada vez que la radiación atraviesa un cierto espesor, su intensidad (o el número de fotones, para entendernos) se divide por un cierto valor. Por ejemplo se puede hablar de cuál es el espesor que divide la intensidad por 10 (capa hemirreductora), pero en teoría la intensidad nunca será cero por mucho espesor de plomo que interpongas, aunque en la práctica a partir de un cierto nivel pueda considerarse cero. Algunos tipos de radiaciones (electrones, protones..) sí tienen un "alcance" más definido, pero en cualquier caso la atenuación de la radiación en un cierto espesor de material o la profundidad a la que pueda llegar la radiación dependerá del tipo de radiación, de su energía y del material, no del tiempo.

Algo que quizá no entiendas es que un átomo que pierde un electrón por efecto de la radiación no se queda eternamente sin el electrón. Tarde o temprano los iones se recombinan y todos los átomos vuelven a ser neutros. Y cuantos más electrones haya perdido un átomo, más carga positiva tendrá y más "avidez para atraer electrones".

Las moléculas de agua, disponen de 18 electrones más 34 nucleones = 52 partículas oponentes a la radiación gamma. El Pb 207 partículas con valor de penetrabibilidad N.
La penetrabilidad de la radiación en el agua ¿no sigue la proporcionalidad (52 / 207 ) N ?

Me temo que la cosa es bastante más complicada y no se puede hacer una cuenta así de simple. La atenuación (o la "penetrabilidad" como tú dices) depende del número de átomos por unidad de volumen y de las probabilidades de los distinos mecanismos de interacción (fotoeléctrico, compton, creación de pares...), que a su vez dependen del número atómico (numero de electrones por átomo) y de la energía de los fotones. Cada uno de los mecanismos de interacción tiene una dependencia distinta de la energía y del número atómico, por lo que el cálculo no es nada trivial. Sólo en cierto rango de energías en las que el efecto predominante es el Compton se puede hacer una cuenta aproximada más o menos sencilla suponiendo que la atenuación, para una energía determinada, es simplemente proporcional a la densidad electrónica del material (al número de electrones por unidad de volumen)

[Avicarlos]

Re: Plomo saturado de radiación gamma

asumo el proceso ya explicado con el que por tantas reacciones en cadena que sufren los átomos, la radiación inicial se dispersa en alfa, beta y gamma además de elevar la temperatura, incluso la conversión en plasma. Pero no veo que me confirméis la supuesta creación de nucleones.
Si ello no es posible, me veré capaz de desmentir los artículos que tratan de la obtención de oro, como anuncié, dudando de su veracidad.

Dijo Chusg
Ya he comentado que a partir de cierta energía de los fotones, éstos pueden producir reacciones en los núcleos, en las que el núcleo emite un neutrón y por tanto se modifica, se convierte en el núcleo de un elemento químico diferente. Por tanto no se crean nucleones, pero se modifican nucleones existentes. Esto se llama transmutación. Desconozco los artículos que mencionas, pero sí, irradiando con el tipo de radiación adecuada es posible obtener oro a partir de otros metales, pero es muchísimo más caro que buscar oro natural. Por otra parte, y a falta de leer esos artículos, sospecho que ni el material de partida era plomo, ni la radiación utilizada para el bombardeo era gamma, posiblemente haya que utilizar radiación alfa, neutrones u otro tipo de partículas. También debes tener en cuenta que en cualquier experimento real, la cantidad de núcleos que experimentarán esta transformación será una fracción minúscula de la cantidad total de núcleos que haya en el material.

Con esta explicación, entiendo que las posibilidades existen siempre y cuando partamos de elementos de número atómico superior al oro. Efectivamente los alquimistas sin saberlo, experimentaban con mercurio y con plomo que cumplen este requisito. Se trata de perder nucleones, no ganarlos. En este caso también la energía gamma lo conseguirá dentro de unos límites. Si no es suficiente, no arrancará ningún nucleón. Únicamente interactuará con electrones y las pocas ondas que lleguen al núcleo insuficientes para separarlos. Si es de valor excesivo, lo desintegrará en su totalidad.
Otro sistema es que el experimento se realice con partículas alfa, o beta además de la gamma. Su combinación debería permitir que desaparezcan átomos a base de reagruparse uniendo más nucleones. Siempre a base de interactuar reiteradamente transformando mucha energía en calor. Como fundirse varios átomos de menor número atómico para recrear menor cantidad de átomos de número atómico mayor.
¿Es esto lo que se pretende con la fusión atómica?



Y otra cosa que me llama la atención, pero que al menos también me parecía intuitiva es la de que los electrones puedan alterar la energía recibida. En lecciones de primaria siempre se nos inculca que los electrones absorben y emiten los idénticos fotones a los recibidos.

Chusg
En el efecto Compton un fotón cede a un electrón parte de su energía, el electrón es expulsado del átomo y tras la interacción el fotón sale desviado en otra dirección y con una energía menor. Se puede entender como el "choque" de un fotón con un electrón. No se si te refieres a eso.

No, pues eso lo entiendo como que el electrón absorbió la energía convertida en cinética al aumentar la velocidad de su masa. Por ello es como si saliera despedido por centrifugación.

Chusg
Además, al quedar "una vacante" en la corteza electrónica del átomo, otro electrón del átomo que se encuentre en un nivel de mayor energía puede ocupar esa vacante, y la que él deja será ocupada a su vez por otro, y en estas transiciones electrónicas se emiten un fotones cuya energía es la diferencia de energía que haya entre esos niveles, que será menor que la energía de la radiación inicial que provocó la expulsión del primer electrón. No sé si te aclaro algo.

Esto no lo tenía en cuenta. Y es de razón aplastante. No cabe duda que los artículos de divulgación, profundizan poco.



Escrito por Avicarlos
Y que si la radiación es continua, la penetración sigue su curso, en más átomos circundantes, por lo que a tiempo prolongado la penetración resultaría considerable y no solo de cm como se considera por tablas experimentales.

Chusg
Creo que tienes una idea bastante equivocada sobre la "penetración" de la radiación gamma. No existe una profundidad concreta hasta la cual penetren los fotones y a partir de ahí ya no llega radiación. La atenuación sigue una ley exponencial: cada vez que la radiación atraviesa un cierto espesor, su intensidad (o el número de fotones, para entendernos) se divide por un cierto valor. Por ejemplo se puede hablar de cuál es el espesor que divide la intensidad por 10 (capa hemirreductora), pero en teoría la intensidad nunca será cero por mucho espesor de plomo que interpongas, aunque en la práctica a partir de un cierto nivel pueda considerarse cero. Algunos tipos de radiaciones (electrones, protones..) sí tienen un "alcance" más definido, pero en cualquier caso la atenuación de la radiación en un cierto espesor de material o la profundidad a la que pueda llegar la radiación dependerá del tipo de radiación, de su energía y del material, no del tiempo.

De acuerdo en todo a excepción de que no dependa del tiempo. Lo demás es lo que ya tuve en cuenta y que resume el gráfico subido, sin embargo, no entiendo el que no influya el tiempo de radiación.
Si se realiza una irradiación durante un segundo, se afectará un número N de átomos, pero si estoy irradiando durante un minuto, ¿no conseguiré afectar a 60 N?.
Algo ha de haber cuando las irradiaciones para efectos sanitarios, se somenten a estrictos tiempos, e intensidades para no destruir demasiadas células del paciente.

¿Me lo puedes explicar?.

Chusg
Algo que quizá no entiendas es que un átomo que pierde un electrón por efecto de la radiación no se queda eternamente sin el electrón. Tarde o temprano los iones se recombinan y todos los átomos vuelven a ser neutros. Y cuantos más electrones haya perdido un átomo, más carga positiva tendrá y más "avidez para atraer electrones".

De acuerdo. Forma parte del tipo de variadas interacciones que se realizan mientras se irradia al elemento.


Las moléculas de agua, disponen de 18 electrones más 34 nucleones = 52 partículas oponentes a la radiación gamma. El Pb 207 partículas con valor de penetrabibilidad N.
La penetrabilidad de la radiación en el agua ¿no sigue la proporcionalidad (52 / 207 ) N ?

Chusg
Me temo que la cosa es bastante más complicada y no se puede hacer una cuenta así de simple. La atenuación (o la "penetrabilidad" como tú dices) depende del número de átomos por unidad de volumen y de las probabilidades de los distinos mecanismos de interacción (fotoeléctrico, compton, creación de pares...), que a su vez dependen del número atómico (numero de electrones por átomo) y de la energía de los fotones. Cada uno de los mecanismos de interacción tiene una dependencia distinta de la energía y del número atómico, por lo que el cálculo no es nada trivial. Sólo en cierto rango de energías en las que el efecto predominante es el Compton se puede hacer una cuenta aproximada más o menos sencilla suponiendo que la atenuación, para una energía determinada, es simplemente proporcional a la densidad electrónica del material (al número de electrones por unidad de volumen)
Última edición por Chusg; Ayer a las 14:36:40.

También me vale esta respuesta incrementando mi interés en dilucidar hasta que punto podemos distinguir el poder de atenuación de unas moléculas de un elemento, u otro. Le llamé N.

Para una idea general, confirmas que el número atómico es una de las constantes que podemos tomar como principal. Y en esto ya dispongo de una primera aproximación: la relación entre ellos. Por descontado que hay más variantes intra-atómicas, que supongo de menor diferencia entre ellas pero algo sí, debe alterar. Podríamos dar otra constante como S.

Luego imagino que debe tener mucho que ver las uniones en moléculas. Son las que harán que la densidad molecular no coincida con la atómica. Como si los poros entre moléculas, difiera de los poros entre electrones del átomo. Luego un elemento cuyas moléculas sean monoatómicas, será válida la constante N pero si el elemento forma moléculas poliatómicas, va a necesitar otra constante como D.

Y seguro que a medida que queremos afinar aparecerán más variantes. Me conformo simplemente en saber si van por ahí los tiros.

Todo lo que voy extrayendo de vuestras respuestas con fundamento científico, lo voy asumiendo para ir dando forma a la imagen ideal que reproduzca mejor la esencia de las ondas.
Gracias a todos . Saludos de Avicarlos.

[Chusg]

Re: Plomo saturado de radiación gamma

De acuerdo en todo a excepción de que no dependa del tiempo. Lo demás es lo que ya tuve en cuenta y que resume el gráfico subido, sin embargo, no entiendo el que no influya el tiempo de radiación.
Si se realiza una irradiación durante un segundo, se afectará un número N de átomos, pero si estoy irradiando durante un minuto, ¿no conseguiré afectar a 60 N?.
Algo ha de haber cuando las irradiaciones para efectos sanitarios, se somenten a estrictos tiempos, e intensidades para no destruir demasiadas células del paciente.

¿Me lo puedes explicar?.

A ver cómo te lo explico. No sé que imagen mental tendrás, pero para empezar, en cualquier situación real la cantidad de átomos que sufren interacciones con los fotones en un minuto será muy pequeña comparada con la cantidad total de átomos que haya en el medio. Imagínatelo como un gran campo lleno de átomos donde cada cierto tiempo y de forma aleatoria se producen interacciones dispersas: un efecto compton aquí, un efecto fotoeléctrico allá, pero generalmente habrá muchos átomos entre una interacción y otra. Si un átomo pierde un electrón por efecto de la radiación, la probabilidad de que el mismo átomo vuelva a sufrir otra interacción antes de que recupere el electrón es minúscula, salvo que el flujo de fotones fuera enorme. La irradiación continuada de un material puede alterar algunas de sus propiedades, puede producir cambios moleculares (de ahí los daños a las células), pero no cambia las propiedades de atenuación de las radiaciones ionizantes porque éstas no dependen de las moléculas que se formen al agruparse los átomos del material, sólo de la cantidad de átomos por unidad de volumen y del número atómico de esos átomos.

Una excepción serían las reacciones fotonucleares en las que el fótón no interacciona con los electrones sino con el núcleo: si con la irradiación continuada fueran tantos los núcleos que cambiaran, estaríamos transformando los átomos del material y, a la larga eso modificaría sus propiedades de absorción de la radiación. Pero recalco que en el caso de radiación gamma (de la que hablabas inicialmente) estas reacciones sólo se dan con energías muy altas y en la mayoría de los casos es un efecto pequeño comparado con los otros mecanismos de interacción.

Para una idea general, confirmas que el número atómico es una de las constantes que podemos tomar como principal. Y en esto ya dispongo de una primera aproximación: la relación entre ellos. Por descontado que hay más variantes intra-atómicas, que supongo de menor diferencia entre ellas pero algo sí, debe alterar. Podríamos dar otra constante como S.

El coeficiente de atenuación para cada tipo de interacción es proporcional al número de átomos por unidad de volumen y a la llamada "sección eficaz" o probabilidad de cada una de las interacciones, que para los efectos fotoeléctrico, Compton y creación de pares depende del número atómico y de la energía de la radiación (y de nada más). Para las reacciones fotonucleares esa probabilidad depende de la energía de la radiación y del nucleido concreto (números atómico y másico). No intervienen más variables. Por internet puedes encontrar documentos donde viene la dependencia de las distintas secciones eficaces con el número atómico, por ejempo aquí:

http://www.google.es/url?sa=t&rct=j&...,d.ZGU&cad=rja

Espero que esto te ayude a aclarar la cuestión.

[Avicarlos]

Re: Plomo saturado de radiación gamma

Chusg, este enlace que me ofreces para mí vale el oro que no logré obtener del Pb. Lo estudiaré con calma, pero de entrada, me maravilla que sea tan racional, o lógico, o intuitivo. Me esperaba que fuera enrevesado y que se abusara de la indeterminación de Heisenberg. Complicado sí lo es, pero esto ya me lo esperaba. Y se entiende que por divulgación, ni se mencionen las variantes que hay. Tal como decías se sale del nivel de este tema.
Me servirá tal como dije para seguir interpretando cómo actúan los fotones.

Ahora no sé si dejar otra pregunta aquí, o debo iniciarla como otro tema a pesar de que es un complemento.

¿Cual es la distancia máxima a la puede circular un fotón sin interaccionar con una partícula? ¿con carga? y ¿sin carga?.

Lo que pretendo significar exagerando es que un fotón que pase a un kilómetro de mí, no me alterará lo mínimo, pero si incide puntual, distando cero cm. sí alterará al electrón de mi piel que haya alcanzado.
Entre cero cm y 1 Km, debe hallarse la distancia crítica, y que de antemano supongo menor de un Yocto m.

[Chusg]

Re: Plomo saturado de radiación gamma

Tiendes a pensar en el fotón como una partícula clásica que sigue una trayectoria definida, pero en rigor eso no es cierto, esa imagen tiene sus limitaciones, recuerda que la radiación electromagnética son ondas que sufren difracción y todo eso. Esto podría llevarnos a temas bastante profundos y complejos de cuántica, principio de incertidumbre, interpretaciones del concepto de fotón, incluso podríamos llegar a la teoría cuántica de campos, materia que no domino...así que por mi parte no seguiré por ahí. Si quieres hablar de qué es o qué no es un fotón, te recomiendo que primero busques hilos antiguos porque alguna vez ya se ha discutido, y luego, si quieres, abras uno nuevo.

De todas formas, en las simulaciones por ordenador del transporte de la radiación ionizante en medios materiales (mediante el método de montecarlo) los fotones se modelizan con un esquema clásico como si fueran partículas que se mueven en línea recta entre cada interacción, y los resultados que se obtienen reproducen muy bien los resultados experimentales. En estos modelos (que no dejan de ser eso, modelos) el fotón sólo interacciona con átomos que estén en su trayectoria, pero no con *cualquier* átomo que esté en esa trayectoria: puede atravesar una distancia considerable sin interaccionar con nada, atravesando "como un fantasma". La longitud que atraviesa hasta la siguiente interacción es aleatoria (sigue una cierta probabilidad, como todo en cuántica), y el valor medio dependerá de la energía del fotón y de las propiedades de atenuación del medio.

Que un fotón interaccione o no con un átomo no es una cuestión geométrica, es una cuestión de probabilidades.

[Avicarlos]

Re: Plomo saturado de radiación gamma

Tardé en responder por cuanto temo incordiar con mi insitencia. Sin embargo, ya que tal como dices no puedo pensar en el fotón sino como partícula clásica, ¿podrías dilucidar cómo pensando en clásico el fotón se comporta bastante semejante a la realidad?´
Creo que hay bastante confusión con las ondas. Valen lo mismo para la longitud del fotón, como la agrupación de ellos en un rayo, y como la onda llamada frente de ellas. Para no confundir, pretendo acotar la incertidumbre, en cada una de estas concepciones.

La radiación sufre difracción de ondas y en eso me baso. Pero no en la difracción del fotón. El fotón en cualquiera de las interacciones que ya hemos visto en los excelentes enlaces subidos, no se fracciona. Lo hace la onda. El fotón, no. Sigue una dirección distinta a la de llegada pero uno solo. Pensando para facilitarme la comprensión, lo imagino como una canica entre un chorro de canicas. La canica chocará en un determinado ángulo y por ello se reflejará, o rebotará, según tal ángulo.
La experiencia en óptica lo corrobora. Y en base a ello, se puede obligar a los fotones recorrer los hilos de fibra óptica tan utilizados en cirugía.

La onda correspondiente a su energía, su longitud, ya resulta una indeterminación de en qué punto de ella puede realizar la interacción en determinado instante. Pero está la indeterminación acotada a su longitud de onda que al tratarse de luz, no resulta tan indeterminado. En cambio el gran número de ellos que forman la radiación sí se difractarán o mejor se multifractarán, por cuanto precisamente por su incertidumbre solo podemos sacar una media de este gran número que saldrán en todas direcciones ante la interacción sufrida. Pero incluso así, su salida será en abanico pero sin rebasar los 180º. Casi se podrían acotar entre los 60º a la derecha y 60º a la izquierda.

En la realidad lo constatamos con las linternas. Dirigimos el haz de rayos a una pantalla, a voluntad, con muy poca dispersión. Y si procedemos a emitirlos cohesionados como láser, aún acotamos más. Y la obtención del láser, es un proceso muy semejante al que permite enviar luz por la fibra óptica. La fibra viene a comportarse como un continuo de espejos internos, que conducen a los fotones en reiterados rebotes.

Si te place darme una razón por la que estos procesos físicos son tan acordes a la realidad, pudiera iniciar el camino de abandonar el concepto de canicas. Pero tengo la mala suerte de que encaja en todos los experimentos de los que me voy enterando.