FS5523 Introducción a la Física Nuclear Experimental

UNIVERSIDAD SIMON BOLIVAR
DIVISION:
Física y Matemáticas
DEPARTAMENTO:
Física
ASIGNATURA:
FS5523 – Introducción a la Física Nuclear Experimental
PRE-REQUISITO:
Permiso de Coordinación
HORAS/SEMANAS:
VIGENCIA:
Enero – 2003
CONTENIDO:
1.- Interacción radiación y material (teoría; 3 horas)
Tabla de radionucleidos. Propiedades de las radiaciones nucleares. Decaimiento nuclear. La curva de
Bragg y la curva de Bethe-Bloch. Ley de atenuación.
2. Detectores de cámara llena de gas (teoría; 3 horas)
Principios generales. Cámaras de ionización y contadores proporcionales. Detectores de partículas
cargadas. Detección de neutrones. Contadores Geiger-Muller (G-M).
3. Detectores semiconductores (teoría; 3 horas)
Teoría básica. Detectores de barrera superficial. Detectores de silicio y germanio hiperpuros.
4. Detectores varios (teoría; 3 horas)
Detectores de centelleo. Principios y aplicaciones. Detector de Ioduro de sodio activado al talio. BGO.
Centelleo liquido. Detectores plásticos de trazas nucleares (PADC). Técnicas de activación. Dosimetría
por película. Electrómetro. Detector de termoluminiscencia (TLD).
5. Electrónica nuclear (práctica de laboratorio, 9 horas)
Precaución con las fuentes radioactivas. Función de los amplificadores, forma de la señal.
Detección de la radiación gamma con contadores G-M. Pulsos de los contadores. Respuesta del G-M al
alto voltage. Medición de distribuciones estadísticas. Ley del inverso del cuadrado.
6. Espectrometría gamma con detector de centelleo ( práctica de laboratorio, 9horas )
Esquema de decaimiento del Cesio-137, Cobalto-60 y Sodio-24. Espectro de radiación de fondo ambiental
y de fuentes emisoras gamma. Calibración y determinación de la resolución de energía. Coeficiente de
atenuación. Determinación del tiempo muerto de un multicanal.
7.Espectrometría gamma con detectores de alta resolución ( práctica de laboratorio, 9 horas)
Determinación de la resolución en energía. Calibración. Determinación de la tasa de contaje en función de
la posición del foto pico. Expansión del espectro. Efecto del ADC offset.
8. Detección de partículas alfas con detectores de barrera superficiade silicio o con PADC (práctica de
laboratorio, 9 horas).
Fuente de alimentación y respuesta del detector. Calibración en energía, identificación de fuentes alfas
desconocidas. Actividad de una fuente alfa emisora. Lectura de trazas nucleares.
DESCRIPCIÓN DEL CURSO:
El curso es teórico-practico. Las primeras tres semanas se dedican a la parte descriptiva del
funcionamiento de detectores, electrónica asociada y características de las radiaciones nucleares,
incluyendo elementos de dosimetría personal. Después de la descripción teórica hay una evaluación
escrita que vale 20%.
El resto del trimestre se dedica a la realización de los 4 experimentos propuestos anteriormente con énfasis
en espectrometría nuclear. Cada equipo de dos estudiantes tendrá que elaborar un informe por
experimento presentando sus resultados en un formato de publicación en una revista científica. (Ver, por
ejemplo, las normas para contribuyentes de la revista Acta Científica Venezolana). En caso de disponer de
tiempo y de conseguir estudiantes interesados se incluiría un ejercicio de dosimetría por película.
La persona que tengan experiencia de laboratorio avanzado y quiera tomar este curso como parte de su
formación para optar a una tesis, podrá seleccionar un tópico experimental de mayor empeño. En vez de
hacer cuatro experimentos tendrá la oportunidad de realizar solamente dos: activación neutrónica o
espectrometría nuclear y una aplicación industrial a determinarse (utilizando LabVIEW).
REFERENCIAS:
Técnicas de detección de partículas, una introducción, M.C. Scott (Depto. de Física, Universidad de
Birmingham, Inglaterra)
Laboratory Manual. Training Course IAEA (1990)
Radiation Detection and Measurement, G. Knoll, John Wiley and Sons, 2da edición.
Gamma and X-Ray Spectrometry with Semiconductor Detectors, K. Debertin and R. G. Helmer, NorthHolland.