AN

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ANÁLISIS DE LAS DESINTEGRACIONESDE UNA FUENTE
RADIOACTIVA Ra-226

• Fernando Hueso González1º de Física UVEG

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ÍNDICE

• Fundamentos teóricos
• Desintegraciones radioactivas
• Unidades de medida
• Ra-226
• Diseño experimental
• Detector Geiger-Müller
• Distribuciones de probabilidad
• Resultados
• Estudio de la radiación ambiental
• Análisis de la radiación del Ra-226
• Conclusiones
• Bibliografía

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DESINTEGRACIONES RADIOACTIVAS
FUNDAMENTOS TEÓRICOS

• Emisión espontánea de radiación
• Desintegración del núcleo
• Radiaciones a, ß, ?
• Atenuación con láminas

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CONCEPTOS Y UNIDADES DE MEDIDA
FUNDAMENTOS TEÓRICOS

• Decaimiento exponencial
• Vida media
• Período de semidesintegración
• Actividad de una fuente radioactiva
• Unidades de medida

Dosis detectada Becquerel 1 Bq 1 dps
Dosis detectada Curie 1 Ci 3,71010 dps
Dosis absorbida Gray 1 Gy 1J/kg100rad
Dosis equivalente Sievert 1 Sv ka20 kß,?,X1,7
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5
DESINTEGRACIÓN DEL RA-226
FUNDAMENTOS TEÓRICOS

• Radio más radioactivo que uranio
• 1g Ra-226?1Ci ?420J/h

Ra (1600 años)
448 keV
5
186 keV
95
Rn (3,8 días)
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RADIACIÓN AMBIENTAL
FUNDAMENTOS TEÓRICOS

• Radiación de fondo isótropa, uniforme, cte
• Protones, partículas alfa, muones, fotones,
  neutrones
• Origen natural K-40, Rn-226, rayos cósmicos,
  otros núcleos
• 4 series radioactivas naturales (núcleos pesados)
• Origen artificial residuos, aparatos, prácticas
  médicas, ...
• Protección atmosférica capa de ozono

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DETECCIÓN CONTADOR GEIGER-MÜLLER
DISEÑO EXPERIMENTAL

• Tubo con paredes gruesas aislantes
• 2 electrodos delgados (volframio) hilo
  conductor (ánodo) en el ejedel cilindro
  (cátodo), ? diferencia potencial continua
• Ventana permite paso de radiación
• Gas noble (Argón 90, Etanol 10)
• Aceleración iones (radiación) entre los
  electrodos ? Ionización gas ? Avalancha de e-
• Tensión entre electrodos grande ? descarga (pulso
  eléctrico) 1V
• Calibrado del voltaje óptimo de funcionamiento
• Tiempo muerto µs (de recuperación) ? corrección
  en el contaje
• No distingue partículas (E)
• Muy sensible, manejable

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8
ANÁLISIS DE DATOS DISTRIBUCIONES
DISEÑO EXPERIMENTAL

• Distribución de Poisson

• Distribución de Gauss

xgt0, natural x real
Variable discreta Variable continua
Asimétrica Simétrica
Un parámetro Dos parámetros
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ANÁLISIS DE DATOS HISTOGRAMA
DISEÑO EXPERIMENTAL

• Distribución normal de Gauss intervalos de clase

• Qué valores se esperan teóricamente?

Tablas, tipificarnormalizar
Nt100
Anchura del bin 1

• Se ajustan los datos al modelo esperado?

Bondaddel ajuste

• Grados de libertad Nb-ll ligaduras ?
  ecuaciones empleadas
• Poisson ? 2
• Gauss ? 3

• Nivel de confianza (CL)

Tablas
Error asignable a los canales de un histogramaen
un recuento de desintegraciones
Aceptable
? 9 ?
Inaceptable
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OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO
RESULTADOS

• Estudio de la radiación ambiental de fondo
• Distribución de Poisson
• Valor medio
• Atenuación
• Análisis de la radiación del Ra-226
• Distribución de Gauss
• Valor medio
• Actividad de la fuente
• Variación de la intensidad con la distancia

? 10 ?
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ESTUDIO DE LA RADIACIÓN AMBIENTAL
RESULTADOS

• Desintegraciones al azar ? Distribución de Poisson

• N150

• N50

• N100

• Fondo de radiación ambiental?

? 11 ?
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ESTUDIO DE LA RADIACIÓN AMBIENTAL
RESULTADOS

• Atenuación en estancias protegidas

• N25

? 12 ?
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FUENTE RADIOACTIVA Ra-226
RESULTADOS

• Actividad de la muestra 3,7kBq0,1µCi (x10.000
  la radiación ambiental)
• Cuentas en intervalos de 10s a una distancia fija
  (9,5cm)

• N150

• Dosis equivalente

Zona Dosis
Zona gris o azul de 0,0025 a 0,0075 mSv/h
Zona verde de 0,0075 a 0,02 mSv/h
Zona amarilla de 0,02 a 2 mSv/h
Zona naranja de 2 a 100 mSv/h
Zona roja gt 100 mSv/h
? 13 ?
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HISTOGRAMA DE CLASES
RESULTADOS

• Elección de los intervalos de clase
• Simetría Poisson (µgt10)? Gauss

• N150

• Anchura del bin 3

? 14 ?
15
HISTOGRAMA DE CLASES
RESULTADOS

• 8 intervalos de clase

• Anchura del bin 5

• r 0,89

Ajuste pormínimoscuadrados
? 15 ?
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AJUSTE A UNA DISTRIBUCIÓN NORMAL
RESULTADOS

• Cuantas más medidas, mejor es el ajuste

• Superficie del detector

r50 0,939r100 0,977r150 0,980

• Actividad de la muestra

• Superficie de la esfera

• Período de semidesintegración de Ra-226Tm 1602
  años

? 16 ?
17
RADIACIÓN SEGÚN LA DISTANCIA
RESULTADOS

• Ley inversa del cuadrado de la distancia
• Desplazamiento de la función en el origen

• r 0,9997

• Actividad

? 17 ?
18
RADIACIÓN SEGÚN LA DISTANCIA
RESULTADOS

• Transformación lineal ? eje de abcisas

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CONCLUSIONES

• Radiación ambiental de fondo
• Desintegración azarosa, distribución de Poisson
• Valor medio muy bajo
• Atenuación por paredes
• Ra-226
• Distribución normal, ajuste a Xi2
• Actividad de la muestra
• Dosis recibida
• Período de semidesintegración largo
• Variación con la inversa del cuadrado de la
  distancia
• Efectividad del contador Geiger-Müller

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BIBLIOGRAFÍA DE REFERENCIA

• http//nuclear.fis.ucm.es/webgrupo/Lab_Detector_Ga
  seoso.htmlgeiger
• http//evalu29.uv.es/lab_fan_03/GM.pdf
• http//es.wikipedia.org/wiki/Radiactividad_natural
  
• http//es.wikipedia.org/wiki/DesintegraciC3B3n_r
  adiactiva
• http//www.fisicarecreativa.com/guias/interac.pdf
• http//top.gae.ucm.es/radiofisica/laboratorio/pois
  s.pdf
• http//abcienciade.blogspot.com/2008/03/radioactiv
  idad.html
• http//www.mtas.es/insht/ntp/ntp_304.htm
• http//www.csn.es
• http//www.ionizantes.ciemat.es/adjuntos_documento
  s/ActCap1.pdf
• http//ie.lbl.gov/education/isotopes.htm

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ANÁLISIS DE LAS DESINTEGRACIONESDE UNA FUENTE
RADIOACTIVA Ra-226

• Fernando Hueso González1º de Física UVEG
• ferhueXalumni.uv.es