CURSO 2018
FÍSICA DE RADIACIONES 1
curso de grado, Licenciatura en Física Médica
INSTITUTO DE FÍSICA, FACULTAD DE CIENCIAS
Teórico: Lunes 12:30 - 14 h, salón 209
Práctico: Miércoles 12:30 - 14 h, salón 209
Docentes:
Dr. Gabriel
González Sprinberg, gabrielg@fisica.edu.uy
M.Sc. Henry Ortega,
hortega@fisica.edu.uy
tel.:
525 8618-26, int. 310 (GG), int. 302 (HO)
Programa
Radiación electromagnética.
Decaimientos Radioactivos.
Radiación alfa, beta, gamma.
Estructura nuclear y decaimientos.
Objetivos: se brindarán al estudiante los conocimientos relacionados con
las radiaciones ionizantes, de origen electromagnético así como las
provenientes de la física nuclear y atómica. Se estudiaráán los mecanismos
de producción, la cinemática y dinámica de los mismos en átomos y núcleos,
en las interacciones electromagnéticas, débiles y fuertes nucleares.
clase 1:
Series de Fourier, cálculo de los coeficientes.
clase 2:
Transformada de Fourier. Delta de Dirac. Transformada de una gaussiana. Transformada de derivadas.
clase 3:
TF de una delta, igualdad de Parseval. Solución de la ecuación de ondas
por TF. Ecuaciones de
Maxwell, expresión diferencial.
clase 4:
Ecuaciones de Maxwell, condiciones de borde. Ecuaciones en la materia. Conservación de energía.
Teorema y vector de Poynting. Forma integral y diferencial.
clase 5:
Conservación de impulso y tensor de Maxwell.Densidad de impulso electromagnético. Forma integral y
diferencial.
clase 6:
Ondas electromagnéticas. Ecuación de ondas para los campos. Deducción de sus propiedades a partir
de las ecuaciones de Maxwell.
Relación de fase, amplitud, polarizaciones y transversalidad
en ondas
monocromáticas. Energía e impulso de ondas monocromáticas.
clase 7:
Intensidad y presión de radiación.
Ecuaciones para los
potenciales en el gauge de Coulomb y Lorenz. Solución general. Tiempo retardado,
esfera colectora de información.
clase 8:
Radiación y potencia radiada. Zona y campos de radiación en la aproximación r>>d, r>>λ.
Desarrollo multipolar.
clase 9:
Multipolos: radiación y potencia radiada. Dipolos eléctricos y magnéticos. Aproximación r>>λ>>d, explicación
no relativista.
Potencia total y promedio. Distribución angular. Radiación dipolar eléctrica.
clase 10:
Radiación dipolar magnética, distribución angular. Potencia total y promedio. Ejemplo.
clase 11:
Radiación cuadrupolar eléctrica: resultados. Potencia total y promedio. Ejemplo.
clase 12:
Sección eficaz. Número de eventos.
Camino libre medio. Vida promedio, tasa de decaimiento para aproximación dipolar eléctrica,
magnética y quadrupolar eléctrico. Caso atómico y nuclear.
Radiación de una partícula en movimiento.
clase 13:
Radiación de una partícula en movimiento.
Potenciales de Lienard-Wiechert. Campos cercanos y de radiación. Vector de Poynting y distribución angular de radiación
emitida y recibida.
clase 14:
Fórmula de Larmor y de Lienard para la potencia total. Casos no relativista, relativista,
movimiento lineal acelerado,
movimiento circular.
clase 15:
Radiación sincrotrón. Distribución y espectro. Decaimientos radioactivos. Ley de desintegración.
Constante de decaimiento.
clase 16: Interpretación de la constante de decaimiento, actividad. Ejemplos. Vida media y vida promedio.
Tiempo promedio entre decaimientos en una muestra. Decaimientos en cadena P-> D-> G.
clase 17: Actividad específica. Constante de desintegración para varios canales. Fracciones de decaimiento.
Producción de radionucleidos. Conversión interna, captura electronica. Electrones Auger.
clase 18: Equilibrio transitorio y secular. Ejemplos. Diagramas de decaimiento.
clase 19: Cinemática y energías de decaimientos. Decaimiento gamma y alfa. Q de una reacción. Cálculo
del Q de un decaimiento o reacción: masas nucleares, atómicas, valor de delta. Ejemplos.
clase 20: Q para decaimiento beta - y +. Q para captura electrónica. Energía de ligadura nuclear
y electrónica. Energía de ligadura por nucleón.
clase 21: Espectro de decaimientos beta + y -. Energía máxima y promedio de rayos beta.
Diagramas de decaimiento. Conversión interna y energía de ligadura del electrón expulsado. Series naturales.
clase 22: Radón y dosis natural. Fluctuaciones en decaimientos. Deducción de la ley exponencial
a partir de la probabilidad de decaimiento constante por unidad de tiempo. Distribución
de Bernoulli de decaimientos. Valor esperado y desviación estándar. Ejemplos.
clase 23: Aproximación de la distribución de Bernoulli con la de Poisson. Valores medios y
desviación estándar. Aproximación normal de la distribución de Poisson. Valores en
tablas. Ejemplos.
clase 24. Modelos nucleares: modelos de partículas independientes (IPM) y modelos de interacción
fuerte (SIM). Ejemplos de IPM y SIM. Modelo de la gota líquida y fórmula semiempírica de
Weizsäcker. Parábolas de masa y líneas de estabilidad.
clase 25: Modelo de gas de Fermi. Correcciones al modelo.
JORGE LUIS BORGES, "El hilo de la fábula”
Problemas:
PRÁCTICO 1 entrega de problemas lunes 9 de abril.
PRÁCTICO 2 entrega de problemas lunes 23 de abril.
PRÁCTICO 3 entrega de problemas miércoles 25 de abril.
PRÁCTICO 4 entrega de problemas lunes 21 de mayo.
PRÁCTICO 5 entrega de problemas lunes 21 de mayo.
PRÁCTICO 6 entrega de problemas lunes 4 de junio.
NOTAS DE ENTREGAS
Fecha de parciales: lunes 30 de abril , miércoles 30 de mayo,
miércoles 4 de julio.
PRIMER PARCIAL SOLUCIÓN NOTAS
SEGUNDO PARCIAL SOLUCIÓN NOTAS
TERCER PARCIAL SOLUCIÓN NOTAS
NOTAS FINALES
El curso se
aprueba obteniendo al menos 35% en cada uno de los tres parciales, entregando cada
semana los problemas marcados La nota final es: problemas 35%, parciales 35%,
examen 30%.
Se exonera la parte práctica obteniendo a menos 70% en los tres parciales.
;
Publicaciones:
La formación del Físico Médico según IAEA
Para entender las radiaciones
;
Páginas en internet:
Medical Physics, Univ. Wisconsin
NIST
Pesos atómicos y composición isotópica
Data elements (espectroscopía atómica, rayos X y gamma, dosimetría, datos nucleares
Constantes, unidades, errores
Energías de ionización de átomos neutros
Datos nucleares, isótopos:
Live chart of nucleides
NIST
Nuclear data service - IAEA
Nuclear Energy Agency Data Bank
Nuclear Data - BNL
Nucleonica
Otros
Particle Data Group
Pregúntele a un experto: Fermilab
Pregúntele a un experto:SciAm.
Pregúntele a un experto: PhysLink
Curso 2016
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cargar aquí Última modificación: 15 de mayo del
2019
Gabriel González Sprinberg
Escritorio 310, Instituto de Física
Curso 2012
.
Consultas a gabrielg@fisica.edu.uy