Equilibrio di Radiazione ed Equilibrio delle Particelle Cariche

Presentazione sul tema: "Equilibrio di Radiazione ed Equilibrio delle Particelle Cariche"— Transcript della presentazione:

1 Equilibrio di Radiazione ed Equilibrio delle Particelle Cariche

2 Termini di bilancio energetico relativi ad un volume v
(Rin)c (Rin)u cariche non cariche energia (non di quiete) di tutte le particelle entranti in v; (Rout)c (Rout)u cariche non cariche energia (non di quiete) di tutte le particelle uscenti da v; energia di tutte le particelle non cariche uscenti da v non prodotte da perdite radiative (irraggiamento ed annichilazione di positroni in volo); perdite radiative entro e fuori v da particelle cariche prodotte in v; energie liberata meno quella consumata nelle trasformazioni di nuclei e particelle elementari entro v. Grandezze Dosimetriche non stocastiche stocastiche energia impartita: dose assorbita: energia ceduta da primari e secondari del campo di radiazione ad atomi e molecole contenuti in v; energia trasferita: Kerma: energia trasferita entro v dai primari non carichi ai secondari carichi (e da questi dissipata entro e fuori v sia in collisioni sia in perdite radiative) energia netta trasferita: Kerma per collisione: energia trasferita entro v dai primari non carichi ai secondari carichi e da questi dissipata in collisioni entro e fuori v.

3 Radiazione (ER) si dice che in un un volume v esiste Equilibrio di
se, nel limite non stocastico, per ogni particella (sia carica sia neutra) entrante in v un’altra particella dello stesso tipo ed energia esce da v si verifica in v contenuto in un volume V di un mezzo materiale dove sono distribuite sorgenti radioattive se sono soddisfatte le seguenti condizioni: • il mezzo è omogeneo per composizione e densità; • le sorgenti sono distribuite uniformemente; • s > d; • non sono presenti campi elettrici e magnetici disuniformi.

4 DIMOSTRAZIONE: a) b) non sono presenti campi elettrici e magnetici
campo di radiazione isotropo Dato un pto P’  contorno di v si considerino: la superficie sferica S di raggio d centrata in P’; il piano T tangente a v nel punto P’: nel limite non stocastico esiste perfetta reciprocità tra particelle dello stesso tipo ed energia che attraversano T nei due versi opposti. sono presenti campi elettrici e/o magnetici uniformi e costanti b) campo di radiazione anisotropo ma uniforme il flusso in ingresso e quello in uscita possono essere integrati su tutti gli elementi simmetrici dv’ e dv’’ interni alla sfera di raggio d attorno al pto P. per ogni particella entrante in dv una identica esce da dv

5 si dice che in volume v esiste Equilibrio delle Particelle Cariche (EPC)
se, in termini di valore aspettato, per ogni particella carica entrante in v un’altra particella dello stesso tipo ed energia esce da v OSS: ER EPC EPC ER si verifica (senza che si verifichi l’ER) in v contenuto in un volume V di un mezzo materiale dove sono distribuite sorgenti radioattive se sono soddisfatte le seguenti condizioni: • il mezzo è omogeneo per composizione e densità; • le sorgenti sono distribuite uniformemente; • ; • non sono presenti campi elettrici e magnetici disuniformi.

6 vi verifica anche in v contenuto in un volume V di un mezzo materiale investito da un campo di radiazioni indirettamente ionizzanti se sono soddisfatte le seguenti condizioni: • il mezzo è omogeneo per composizione e densità; • il campo di radiazioni è uniforme (attenuazione trascurabile attraverso V); • ; • non sono presenti campi elettrici e magnetici disuniformi. condizioni simili per l’esistenza dell’ ER dimostrazione b per l’ER distribuzione anisotropa ma omogenea dei secondari carichi OSS: -e1 esce con 2/3 della sua energia iniziale; - e2 entra con 2/3 ed esce con 1/3 della sua energia iniziale; - e3 entra con 1/3 della sua energia iniziale e non esce da v energia spesa in v dai secondari carichi prodotti fuori v energia spesa fuori v dai secondari carichi prodotti in v = energia che sarebbe spesa in v dai soli secondari carichi prodotti in v se le loro tracce fossero confinate in v energia effettivamente spesa in v dai secondari carichi prodotti entro e fuori v =

7 = = D = Kc caso in cui quantità calcolabile: quantità misurabile
e1 esce con T e2 entra con T = in media se e1 emette hn1 anche e2 emette hn2 = (volume infinitesimo) dove e, per v sufficientemente piccolo da non permettere al suo interno l’assorbimento di perdite radiative, quantità misurabile quantità calcolabile: D = Kc se la stessa fluenza  di energia incide su due mezzi A e B con coefficienti medi di assorbimento e