07Neutrones 41
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Los neutrones
-Partículas eléctricamente neutras, no son afectadas
por campos eléctricos del núcleo
-Pueden atravesar grandes espesores de materia
-Se introducen fácilmente en el núcleo
Su masa ≈ a la del protón
Generalmente se encuentran en interior de núcleos
- +
-11:22 -1
Los neutrones
Es posible obtenerlos en estado libre mediante:
a) Fuente de neutrones
b) Equipos Generadores
c) Fisión, fusión nuclear
-11:22 -2
Po210 Be9
C12
n
Fuentes (α,n )
84Po210--->82Pb206+α--->4Be9(α,n)6C12
Fuentes (γ,n )
51Sb124--->52Te124+ γ --->4Be9(γ,n)4Be8
FUENTES DE NEUTRONES
Pb206
α
-11:22 -3
Li7(p,n)Be7
EQUIPOS GENERADORES DE NEUTRONES
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Fisión Nuclear Fusión Nuclear -11:22 -5
ENERGIA DE LOS NEUTRONES
Nacen con energías muy elevadas(1 a 100MeV)
Se les denomina:
-Frios 0,005 eV
-Térmicos 0,025 eV(v=2,2x105 cm/seg = 2Km/seg)
-Epitérmicos 1 eV
-Lentos 100 eV
-Intermedios 10 KeV
-Rápidos 1 MeV (1,38x109cm/seg)
-Ultrarrápidos 100 MeV (relativistas) -11:22 -6
0,025eV
Termicos
Probabilidad
de fisión
Neutrones de fision
(1MeV) -11:22 -7
INTERACCION DE NEUTRONES CON LA MATERIA
Colisión Elástica: El neutron es desviado por el núcleo
Análisis de la colisión elástica
4mM
EN =------------ sin2(/2)En
(m+M)2
m es la masa del neutrón
M es la masa del núcleo
es el ángulo de deflexión del neutrón(0<<π)
Choque frontal: = π y la energía transferida
será máxima, debido a que sin290 = 1
4mM
EN = --------- En
(m + M)2 -11:22 -8
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http://weblogs.madrimasd.org/ciencianuclear/archive/2007/07/17/70068.aspx
neutron termico
0,025 MeV
neutron rapido
1 MeV
Moderacion de neutrones con H del agua
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Neutrones, detección de agua, medidor de humedad
Fuente de
neutrones H2O
En
E2
E1 ≈En
<<<En
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http://weblogs.madrimasd.org/ciencianuclear/archive/2007/07/17/70068.aspx -11:22 -12
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MEDIDORES DE HUMEDAD EN PROCESOS
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Neutrones en prospección de petróleo
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PRINCIPIO DE CONTROL NO DESTRUCTIVO
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-11:22 -17
Neutrongrafía de combustibles nucleares
-11:22 -18
Neutrongrafías
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-11:22 -20
El alcance del Li7 y He4 es del orden del diámetro
de una célula tumoral ( ≈10µm), por tanto la acción
destructiva ocurre en aquellas células cancerosas
que han acumulado Boro (capturador de neutrones) -11:22 -21
a) Sin emisión de neutrones(captura radiante)
Captura radiante, activación, prod. radioisótopos
-Co59 + n -----> Co60m ----->Co60 + γ
Absorción de neutrones (reactores nucleares)
-Cd113 + n -----> Cd114m ----->Cd114 + γ
Detección de neutrones
-B10 + n ---> B11 -----> Li7 + α
-He3 + n ---> He4 -----> H3 + p
INTERACCION DE NEUTRONES CON LA MATERIA
Colisión inelástica: Se forma núcleo intermedio, que
absorbe parte de la energía cinética del neutrón
a) Sin emisión de neutrones
b) Con emisión de neutrones
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-11:22 -23
INTERACCION DE NEUTRONES CON LA MATERIA
DETECCION DE EXPLOSIVOS EN EQUIPAJES
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b)Con emisión de neutrones
Reacción de fisión (n,2n); (n,3n)
-Se produce en algunos átomos pesados
92U235+ n------>92U236----> 38Sr98 + 54Xe135 + 3n
36Kr90 + 56Ba144 + 2n
36Kr92 + 56Ba141 + 3n
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-Uso: equipos y sistemas eléctricos y electrónicos; es la
base de los circuitos integrados de computadoras.
-Consumo anual de Si >> 6000tons .
DOPAGE DE Si CON NEUTRONES
-Necesita ser dopado, con P o B, para mejorar sus
valores de resistividad.
-El dopante puede ser incorporado:
a) Etapa de fundido, variaciones de resistividad; 30%.
b) Transmutación neutrónica, distribución homogénea
del dopante, valores de resistividad predeterminados -11:22 -26
Composición isotópica del Si:
Si28(92,2%); Si29(4,7%); Si30(3,1%).
DOPAGE DE Si CON NEUTRONES
-Permite aproximacion a diseño teorico
-Componentes electronicos de similares resistividades
se producen desde una misma lamina de Si
-Su pueden reemplazar tarjetas “clones”
-La transmutación neutrónica se produce según:
β-
nth + Si30 ----->[Si31]--------> P31(estable)
-P31 (donante de electrones), se produce en el seno
mismo del cristal, lográndose dopage mas homogéneo
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MEDICION DE HUMEDAD CON NEUTRONES
nr nt Cf252: 60uCi
Am-Be:40mCi -11:22 -28
EMERGENCIAS RADIOLOGICAS
-11:22 -29
EMERGENCIAS RADIOLOGICAS
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David Hahn was arrested 1 August 2007 for stealing
smoke detectors. He was specifically charged with
stealing at least 13 smoke detectors (containing Am241)
On 2 October he was sentenced to a 90-day jail
Hahn had accumulated large amounts of commercial
radioactive sources: americium, thorium, radium, and
tritium, in an effort to build a homemade breeder reactor
The effort was accidentally discovered by local authorities
EMERGENCIAS RADIOLOGICAS
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USO COMERCIAL DE NOMBRES A Visa Platinum credit card doesn't contain platinum and
Jose Cuervo Gold Tequila doesn't contain gold.
The use of the word "platinum" or "gold" is meant to
indicate that the product represents something of value,
something of high quality.
In the early 1900s, radium was more valuable than gold
and platinum. As such, the term "Radium" was
incorporated into the brand names of any number of
products even when these products didn't actually
contain radium.
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