Rayos c

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Rayos cósmicos

• Fabiana Sánchez

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Rayos Cósmicos

• Son partículas subatómicas que proceden del
  espacio exterior y que tienen una energía muy
  elevada debido a su gran velocidad, cercana a
  la velocidad de la luz. Se descubrieron cuando
  pudo comprobarse que la conductividad eléctrica
  de la atmósfera terrestre se debía a
  la ionización causada por radiaciones de alta
  energía.

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Rayos Cósmicos

• El descubrimiento de que la intensidad de
  radiación depende de la altitud indica que las
  partículas que forman la radiación están
  eléctricamente cargadas y que son desviadas por
  el campo magnético terrestre.

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Rayos Cósmicos

• Se sabe que el Sol emite rayos cósmicos de baja
  energía en los periodos en que se producen
  grandes erupciones solares, pero estos fenómenos
  estelares no son frecuentes por lo tanto, no
  explican el origen de los rayos cósmicos, como
  tampoco lo explican las erupciones de otras
  estrellas semejantes al Sol.

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Rayos Cósmicos

• Las grandes explosiones de supernovas son, al
  menos, responsables de la aceleración inicial de
  gran parte de los rayos cósmicos, ya que los
  restos de dichas explosiones son potentes fuentes
  de radio, que implican la presencia
  de electrones de alta energía.

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Rayos Cósmicos

• Los rayos cósmicos que alcanzan la atmósfera en
  su capa superior son principalmente
  (98) protones y partículas alfa de alta energía.
  El resto son electrones y partículas pesadas
  ionizadas. A estas se les llama partículas
  primarias.

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Rayos Cósmicos

• Esas partículas cargadas interaccionan con la
  atmósfera y el campo magnético terrestre,
  transformándose en partículas secundarias (son
  producto de la interacción de las partículas
  primarias con la atmósfera) y distribuyéndose de
  forma que la mayor intensidad de las partículas
  que alcanzan el suelo será en los polos (debido
  al campo magnético).

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Rayos Cósmicos

• Por tanto, la componente de partículas que
  alcanzan el suelo varía según la altitud (a mayor
  altura menos atmósfera con la que interaccionar),
  con la latitud (a mayor latitud mayor cantidad de
  partículas desviadas por el campo magnético) y
  sufren cierta variación con el ciclo solar (de 11
  años).

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Rayos Cósmicos

• A nivel del mar, y para una latitud de unos 45ºN,
  las componentes principales son muones (72), foto
  nes (15) y neutrones (9).
• Las dosis recibidas debido a los rayos cósmicos
  se encuentran entre 300 µSv y 2000 µSv al año.
  Promediada por la población, datos de ocupación y
  otros factores, se encuentra un valor promedio de
  380 µSv/año.

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Cascadas de rayos cósmicos

• Las lluvias o cascadas de partículas subatómicas
  se originan por la acción de los rayos cósmicos
  primarios, que pueden tener una energía cien
  millones de veces superior a la que se puede
  impartir a una partícula subatómica en los más
  potentes aceleradores construidos hasta hoy.

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Cascadas de rayos cósmicos

• Cuando un rayo cósmico de alta energía llega a la
  atmósfera terrestre interactúa con los átomos que
  la forman, chocando con los gases y liberando
  electrones. Este proceso excita los átomos y crea
  nuevas partículas.

• Estas, a su vez, chocan con otras produciéndose
  una serie de reacciones nucleares, que originan
  nuevas partículas que repiten el proceso en
  cascada. Así puede formarse una cascada con más
  de 1011 nuevas partículas.

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Impacto en la tecnología

•  Por ejemplo, los paneles solares de los
  vehículos espaciales que abandonan la atmósfera
  sufren un fenómeno de degradación en su
  rendimiento debido al efecto acumulativo de daños
  derivados de estos desplazamientos dañinos
  provocados por las partículas energéticas. 

• Las propiedades del teflón y de algunas pinturas
  utilizadas para regulación térmica pueden verse
  afectadas cuando se someten a altos grados de
  radiación. Todo esto acorta el tiempo de vida de
  los equipos.

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Impacto en la tecnología

• La mayor parte de la prevención y disminución de
  estos eventos recae sobre la ingeniería de los
  materiales y dispositivos, que deben construirse
  de forma que puedan soportar el daño que las
  distintas partículas puedan causar.

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Impacto biológico

• Cuando una partícula energética impacta contra
  una célula, deposita parte de su energía al
  interaccionar con los electrones y las moléculas
  que forman la célula.

• Las consecuencias de esta interacción depende de
  la especie y de la energía de la partícula
  (protón, ion, electrón, neutrón, fotón).

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Impacto biológico

• Cualquier daño causado a las moléculas de la
  célula, especialmente al ADN, puede tener
  consecuencias para el futuro de la misma, su
  capacidad de división y el mantenimiento de su
  estructura. A su vez, en funcionamiento
  incorrecto de esta célula puede afectar al tejido
  u órgano al que pertenece.

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Impacto biológico

• Altas dosis de radiación son una amenaza
  inmediata para la salud o incluso para la vida.

• Las dosis bajas de radiación no acarrean
  consecuencias inmediatas, pero son un riesgo a
  largo plazo.

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El mapa muestra las dosis de radiación medidas a
bordo de la estación espacial Rusa MIR, a través
del experimento Nausicaa de la Agencia Espacial
Francesa (CNES) durante el aumento de radiación
provocado por un evento de partículas solares en
octubre de 1989. 
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Gracias!