TEMA 34 FSICA NUCLEAR APLICADA I

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TEMA 34 FÍSICA NUCLEAR APLICADA (I)

• CONTENIDOS
• Datación radiactiva.
• Análisis de trazas de elementos (activación de
  neutrones).
• Espectrometría de masas.

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DATACIÓN RADIACTIVA
DATACIÓN POR 14C T0 (muerte del organismo) ?
N0(t0) átomos de 14C Transcurrido un tiempo t ?
N(t) N0(t0)e-?(t-t0) Se mide la abundancia
de 14C y 14N mediante espectrometría de masa,
análisis micro-químicos, centelleo líquido, etc.
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DATACIÓN RADIACTIVA
Rango de Aplicación del método De 50 a 60.000
años
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DATACIÓN RADIACTIVA
DATACIÓN POR Rb/Sr
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DATACIÓN RADIACTIVA
Edad de la Tierra 4.5 x 109 años
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ACTIVACIÓN DE NEUTRONES
Es una técnica para la determinación de la
composición elemental de un determinado material.
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ACTIVACIÓN DE NEUTRONES
APLICACIONES Arqueología Bioquímica Med.
Ambiente Epidemiología Inv. Forenses Geología S
emiconductores Agricultura ...
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ESPECTROMETRÍA DE MASAS
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ESPECTROMETRÍA DE MASAS
IONIZACIÓN La muestra vaporizada entra en la
cámara de ionización. La resistencia emite
electrones que son acelerados produciendo iones
positivos de la muestra mediante choques los
cuales son repelidos por una carga positiva
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ESPECTROMETRÍA DE MASAS
ACELERACIÓN Los iones positivos se aceleran
desde una carga positiva muy elevada en la cámara
de ionización hasta un voltaje nulo
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ESPECTROMETRÍA DE MASAS

• DEFLEXIÓN
• Un campo magnético provoca la deflexión de los
  iones positivos dependiendo de
• La masa del ión
• La carga del ión

Se selecciona con la intensidad del campo
magnético un ratio masa/carga determinado
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ESPECTROMETRÍA DE MASAS
DETECCIÓN Los iones seleccionados llegan a una
caja de metal donde son neutralizados con
electrones de la misma. Esto provoca una
corriente eléctrica para devolver el electrón al
metal que somos capaces de medi.
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ESPECTROMETRÍA DE MASAS
RESULTADOS Se puede construir un diagrama en el
que se represente la intensidad de corriente
producida frente al ratio masa/carga seleccionado
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TEMA 35 FÍSICA NUCLEAR APLICADA (II)

• CONTENIDOS
• Espectroscopía Mössbauer.
• Medicina nuclear diagnóstica y terapéutica.
• Radiología.
• RMN.

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ESPECTROSCOPÍA MÖSSBAUER
Efecto Mössbauer Consiste en la emisión de
fotones ? sin pérdidas por energía de retroceso
en núcleos radiactivos que forman parte de un
sólido cristalino y su posterior reabsorción en
núcleos del mismo tipo

Muestra
Vibrador
Detector
Fuente radiactiva
Adquisición de Datos
Electrónica
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ESPECTROSCOPÍA MÖSSBAUER
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MEDICINA NUCLEAR
Dentro del uso de la radiactividad en las
actividades humanas, muy conocidas son sus
aplicaciones médicas. El uso de la radiación en
el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades
se ha convertido en una herramienta básica en
medicina. Con ella se ha podido realizar
exploraciones del cerebro y los huesos, tratar el
cáncer y usar elementos radiactivos para dar
seguimiento a hormonas y otros compuestos
químicos de los organismos.
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MEDICINA NUCLEAR
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MEDICINA NUCLEAR
SPECT (Tomografía Computerizada por Emisión de
Fotón Simple) Un radioisótopo emisor de fotones
gamma es introducido en el paciente. Los fotones
emitidos son detectados en una gammcámara plana.
Mediante técnicas de reconstrucción de imagen se
puede conseguir una imagen funcional del interior
del cuerpo.
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MEDICINA NUCLEAR
PET (Tomografía por Emisión de Positrones) Un
radiotrazador emisor de positrones en introducido
en el paciente. Al producirse la desintegración
se emiten positrones que posteriormente se
aniquilan dando lugar a 2 fotones colineales de
511 KeV. Estos fotones son detectados en
coincidencia. Mediante técnicas de reconstrucción
de imágenes se obtiene una imagen funcional del
interior del cuerpo
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MEDICINA NUCLEAR
Fotón ? 511 keV
Rango
Positrón
Radioisótopo
Fotón ? 511 keV
Cristal Centelleador
Cristal Centelleador
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MEDICINA NUCLEAR
Radioterapia Consiste en el uso de las
radiaciones como tratamiento terapéutico en
oncología. Se irradia al paciente con fotones de
alta energía para eliminar las células tumorales
intentando afectar lo mínimo posible a las
células sanas. La aplicación de la radiación se
puede hacer de manera externa con cámaras de
cobalto o aceleradores lineales, o de manera
interna mediante la introducción de implantes
radiactivos (braquiterapia).
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RMN
RMN (Resonancia Magnética Nuclear) Un campo
magnético estático provoca un desdoblamiento
Zeeman de subestados nucleares magnéticos y una
señal de radiofrecuencia es aplicada de modo que
induce transiciones entre subestados. Lo que se
mide en este caso es la absorción de la
radiofrecuencia y su posterior reemisión.