El documento resume la tarea 1 de Física de Radiaciones de la Universidad Nacional de Colombia. Explica que la radiación cósmica está compuesta de partículas subatómicas de alta energía que bombardean la Tierra. Calcula la energía de ionización y tipo de radiación electromagnética necesaria para ionizar átomos de carbono, hidrógeno y oxígeno. Define radiación ionizante en física médica como aquella con energía mayor a 10 keV, capaz de ionizar átomos pesados.
1. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
Facultad de Ciencias - Departamento de Física
FÍSICA DE RADIACIONES -2020122 – Profesor Hector Castro
TAREA No. 1 CLASIFICACIÓN RADIACIONES
GRUPO 4: Adrian David Ordoñez Cortes
Cristian Dario Cuaspud Ruiz
Fecha, 16, 03, de 2022
_________________________________________________________________________________
1. Explique en qué consiste la radiación cósmica que bombardea la tierra y cómo puede
afectar a los seres humanos.
Como su nombre lo indica es radiación procedente del espacio, Son partículas subatómicas con una
energía extremadamente alta, principalmente son protones y núcleos atómicos los cuales están
acompañados de emisiones electromagnéticas, los cuales se desplazan por el espacio y terminan
bombardeando la superficie de la tierra, estos rayos viajan a casi la velocidad de la luz,
aproximadamente de unos 300.000 km/s.
En promedio las personas estamos expuestas a 3,5 milisieverts de radiación al año el cual
aproximadamente la mitad de esta radiación se debe a fuentes artificiales (rayos X, mamografías y
TC), la otra mitad se debe a radiación de fuentes naturales y el 10% de la radiación natural proviene
de radiación cósmica.
Radiación cósmica - IAEA Organismo Internacional de Energía Atómica:
https://www.iaea.org/es/newscenter/news/radiacion-cosmica-por-que-no-deberia-ser-motivo-de-preoc
upacion-en-ingles
2. Halle (en una tabla adecuada) la energía de ionización de un átomo de carbono, uno de
hidrógeno y uno de oxígeno. Determine el tipo de radiación electromagnética que se requiere
para ionizar cada uno de ellos.
Energías ionizantes Oxigeno, Hidrógeno, Carbono - Lenntech DMCC:
https://www.lenntech.es/tabla-peiodica/energia-de-ionizacion.htm?fbclid=IwAR0d9yeYrD0IxUy
qN2O-HwjE7ibBDDRtXUo93eFws3Ky3ARaFqhAl0sO9Z4
origen ?
respuesta muy corta y superficial, falto grafica del espectro energético y clasificacion
1
2
9
2. Elemento Energía de ionización (eV) Tipo de radiación
electromagnética
Carbono 11.2603 UV
Hidrógeno 13.5984 UV
Oxígeno 13.6181 UV
Carbono:
𝑣 = 𝐸/ℎ = 11. 2603(𝑒𝑉)/4. 1357𝑋10
−15
(𝑒𝑉/𝑠) = 2. 7227𝑋10
15
(𝑠
−1
)
=
λ =
𝑐
𝑣
= 3𝑋10
8
(𝑚/𝑠)/2. 7227𝑋10
15
(𝑠
−1
) 1. 1010𝑋10
−7
(𝑚) = 110. 10(𝑛𝑚) − 𝑈𝑉
Hidrógeno:
𝑣 = 𝐸/ℎ = 13. 5984(𝑒𝑉)/4. 1357𝑋10
−15
(𝑒𝑉/𝑠) = 3. 2880𝑋10
15
(𝑠
−1
)
=
λ =
𝑐
𝑣
= 3𝑋10
8
(𝑚/𝑠)/3. 2880𝑋10
15
(𝑠
−1
) 9. 1176𝑋10
−8
(𝑚) = 91, 176 (𝑛𝑚) − 𝑈𝑉
Oxígeno:
𝑣 = 𝐸/ℎ = 13. 6181(𝑒𝑉)/4. 1357𝑋10
−15
(𝑒𝑉/𝑠) = 3. 2928𝑋10
15
(𝑠
−1
)
=
λ =
𝑐
𝑣
= 3𝑋10
8
(𝑚/𝑠)/3. 2928𝑋10
15
(𝑠
−1
) 9. 1044𝑋10
−8
(𝑚) = 91, 044 (𝑛𝑚) − 𝑈𝑉
3. Diga qué tipo de radiación se define como ionizante en el área de Física Médica y explique
el porqué (cite su fuente de información, la cual debe ser un libro o un artículo científico).
En la física Médica,la radiación ionizante se da a partir de los 10 keV(energía típica),es mayor por
que los átomos que se buscan ionizar son generalmente pesados, orgánicos.
Se denominan radiaciones ionizantes aquellas que son capaces de liberar electrones ligados en
orbitales atómicos o moleculares, para lo que se requieren energías superiores a unos 10 eV. En el
caso de electrones, positrones y fotones nos limitaremos a tratar energías entre decenas de eV y
centenares de MeV, mientras que para partículas cargadas pesadas consideraremos energías
específicas comprendidas entre decenas de keV/u y centenares de MeV/u. Estos intervalos cubren
holgadamente las energías empleadas en física médica, tanto en diagnóstico como en terapia, así
como las de interés en radioprotección.
Fundamentos de Física Médica Volumen 1. Medida de la radiación [pag 22 ]
http://proteccionradiologica.cl/wp-content/uploads/2016/08/4.1-Libro-volumen-1-fisica-medica-
español.pdf
2
3. 4. Calcule la energía típica de un fotón proveniente de las siguientes fuentes: línea de
transmisión de electricidad de 60 Hz, onda de radio FM, onda de radio AM, microondas de un
horno de cocina, luz color verde, rayos X de 100 KeV, Rayos gamma de una fuente de 60Co
A principios del siglo XX se había demostrado que la radiación electromagnética transporta energía,
que puede absorberse o emitirse. Para explicar los procesos de emisión y absorción, Plank y Einstein
propusieron que la energía de la radiación está compuesta de unidades (cuántos) indivisibles. En
cada proceso elemental sólo puede emitirse o absorberse un cuanto de luz. A cada uno de estos
cuantos se les denominó ``fotón''. El fotón es una partícula que se denota con la letra griega .
γ
La energía de un fotón es proporcional a la frecuencia de la radiación:
, donde Js, es la constante de Planck.
𝐸 γ
= ℎ𝑣 ℎ = 6, 626176 𝑥 10
−34
También podemos utilizar y reemplazamos: donde .
λ =
𝑐
𝑣
𝐸 γ
=
ℎ𝑐
λ
𝐶 = 3𝑋10
8
𝑚/𝑠
Fuentes de Emisión Frecuencia (Hz) Energía (J)
Línea de transmisión de 60
Hz
60 𝐻𝑧 3. 976 * 10
−32
(𝐽)
Onda de radio FM 88 - 108
𝑋10
6
𝐻𝑧 𝑋10
6
𝐻𝑧 -
5. 83103 * 10
−26
(𝐽)
7. 15627 * 10
−26
(𝐽)
Onda de radio AM -
535 𝑋10
3
𝐻𝑧 1605 𝑋10
3
𝐻𝑧 -
3. 545 * 10
−28
(𝐽)
1. 0635 * 10
−27
(𝐽)
Microondas de un horno de
cocina
≈2. 45𝑋10
9
𝐻𝑧 1. 62341 * 10
−24
(𝐽)
Luz color verde -
6. 061𝑋10
14
𝐻𝑧 5. 263𝑋10
14
𝐻𝑧 ) -
4. 01613 * 10
−19
(𝐽
3. 48736 * 10
−19
(𝐽)
Rayos X de 100 KeV 3. 19𝑋 10
19
𝐻𝑧 )
2. 1137 * 10
−14
(𝐽
Rayos gamma de una fuente
de 60Co
3. 1434𝑋 10
−54
𝐻𝑧 )
2. 0829𝑋10
−13
(𝐽
Línea de transmisión de 60 Hz:
● 𝐸 γ
= 6, 626176 𝑥 10
−34
(𝐽𝑠) * 60 (1/𝑠) = 3. 976 * 10
−32
(𝐽)
Onda de radio FM:
● 𝐸 γ
= 6, 626176 𝑥 10
−34
(𝐽 * 𝑆) * 88 𝑋10
6
(1/𝑆) = 5. 83103 * 10
−26
(𝐽)
● 𝐸 γ
= 6, 626176 𝑥 10
−34
(𝐽 * 𝑆) * 108 𝑋10
6
(1/𝑆) = 7. 15627 * 10
−26
(𝐽)
las energías deben trabajarse
en estos temas eV
2
![Elemento Energía de ionización (eV) Tipo de radiación
electromagnética
Carbono 11.2603 UV
Hidrógeno 13.5984 UV
Oxígeno 13.6181 UV
Carbono:
𝑣 = 𝐸/ℎ = 11. 2603(𝑒𝑉)/4. 1357𝑋10
−15
(𝑒𝑉/𝑠) = 2. 7227𝑋10
15
(𝑠
−1
)
=
λ =
𝑐
𝑣
= 3𝑋10
8
(𝑚/𝑠)/2. 7227𝑋10
15
(𝑠
−1
) 1. 1010𝑋10
−7
(𝑚) = 110. 10(𝑛𝑚) − 𝑈𝑉
Hidrógeno:
𝑣 = 𝐸/ℎ = 13. 5984(𝑒𝑉)/4. 1357𝑋10
−15
(𝑒𝑉/𝑠) = 3. 2880𝑋10
15
(𝑠
−1
)
=
λ =
𝑐
𝑣
= 3𝑋10
8
(𝑚/𝑠)/3. 2880𝑋10
15
(𝑠
−1
) 9. 1176𝑋10
−8
(𝑚) = 91, 176 (𝑛𝑚) − 𝑈𝑉
Oxígeno:
𝑣 = 𝐸/ℎ = 13. 6181(𝑒𝑉)/4. 1357𝑋10
−15
(𝑒𝑉/𝑠) = 3. 2928𝑋10
15
(𝑠
−1
)
=
λ =
𝑐
𝑣
= 3𝑋10
8
(𝑚/𝑠)/3. 2928𝑋10
15
(𝑠
−1
) 9. 1044𝑋10
−8
(𝑚) = 91, 044 (𝑛𝑚) − 𝑈𝑉
3. Diga qué tipo de radiación se define como ionizante en el área de Física Médica y explique
el porqué (cite su fuente de información, la cual debe ser un libro o un artículo científico).
En la física Médica,la radiación ionizante se da a partir de los 10 keV(energía típica),es mayor por
que los átomos que se buscan ionizar son generalmente pesados, orgánicos.
Se denominan radiaciones ionizantes aquellas que son capaces de liberar electrones ligados en
orbitales atómicos o moleculares, para lo que se requieren energías superiores a unos 10 eV. En el
caso de electrones, positrones y fotones nos limitaremos a tratar energías entre decenas de eV y
centenares de MeV, mientras que para partículas cargadas pesadas consideraremos energías
específicas comprendidas entre decenas de keV/u y centenares de MeV/u. Estos intervalos cubren
holgadamente las energías empleadas en física médica, tanto en diagnóstico como en terapia, así
como las de interés en radioprotección.
Fundamentos de Física Médica Volumen 1. Medida de la radiación [pag 22 ]
http://proteccionradiologica.cl/wp-content/uploads/2016/08/4.1-Libro-volumen-1-fisica-medica-
español.pdf
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