TEMA 4 TEORIA DE LA CAVIDAD y efectos.pptx

Cavidades dosimetro

1. Gestion II/2025 El Alto - Bolivia INTRODUCCION A LA TEORIA DE CAVIDADES Lic. Laura Sosa Paucara DOCENTE

2. INTRODUCCION

3. La teoría de cavidades es la base del funcionamiento de las cámaras de ionización utilizadas en dosimetría de referencia. Esta teoría relaciona la dosis medida en una cavidad, como una cámara de ionización, con la dosis en el mismo punto del medio en ausencia de la cavidad. CONCEPTO

4. Las cavidades se divien en grandes, intermedias o pequeñas dependiendo del alcance de las particular cargadas secuendarias producidas en el medio material por radiacion. Si el alcance de los electrones en mucho mayor que el tamaño de la cavidad, esta es considerada pequeña. Dependiendo del tamaño, la teoria para cavidades es distinta, debido a que se deben tener en cuenta mas consideraciones. asi se tiene : Para Cavidades peuqeñas: Bragg Gray / Spencer Attix Para cavidades intermedias: Burlin.

5. "Bragg-Gray" no se refiere a una sola persona, sino que hace alusión a la colaboración entre William Henry Bragg, ganador del Premio Nobel, y el físico Louis Harold Gray. Juntos desarrollaron la teoría de la cavidad de Bragg-Gray, un principio fundamental en dosimetría que relaciona la ionización en una cavidad de gas con la dosis de radiación absorbida por el medio circundante, siendo fundamental para la medición de la dosis de radiación en materiales.

6. ( Westwood , 1862 - Londres, 1942) Físico inglés. Estudió en la isla de Man y en el Trinity College (Cambridge). Fue profesor de matemáticas y física en la Universidad de Adelaida (Australia). En 1909 regresó a Inglaterra para dar clases en la Universidad de Leeds, y más tarde en el University College de Londres. William Henry Bragg

7. Sus investigaciones versaron primero sobre las radiaciones alfa (1904), para centrarse más adelante en los rayos X. Aceptó la naturaleza ondulatoria de este tipo de radiación basándose en los fenómenos de difracción que experimentan dichos rayos al atravesar un cristal (observados por Max von Laue), y en 1915 construyó el primer espectrómetro para medir las longitudes de onda de los rayos X. Colaboró con su hijo William Lawrence Bragg en el estudio de fenómenos cristalográficos mediante rayos X. Ambos compartieron el Premio Nobel de Física en el año 1915. William Henry Bragg intentó posteriormente ampliar el campo de aplicación de los rayos X al estudio de las sustancias orgánicas. Entre sus obras figuran The World of Sound (1920), Concerning the Nature of Things (1925) y The Universe of Light (1933). Fue honrado con la dignidad de caballero (1920) y elegido presidente de la Asociación Británica para el Progreso de las Ciencias (1928) y de la Royal Society (1935-40).

8. Louis Harold Gray. (Richmond upon Thames , Inglaterra, 10 de noviembre de 1905 - 9 de julio de 1965) fue un físico y radiobiólogo británico que trabajó principalmente con los efectos de la radiación sobre los sistemas biológicos, y fue uno de los primeros que contribuyeron en el campo de la radiobiología. Entre otros logros, definió una unidad de dosis de radiación, que más tarde recibió, en su memoria, en 1975, el nombre de gray, en el Sistema Internacional de Unidades (esta unidad equivale a 100 rad.

9. 1933 - Físico en el Mount Vernon Hospital, Londres. 1936 - Desarrolló la ecuación Bragg-Gray, fundamento del método por ionización en cavidades para la medición de la absorción de rayos gamma en los materiales. 1937 - Construyó un primer generador de neutrones en el Hospital Mount Vernon. 1938 - Estudió los efectos biológicos de los neutrones, utilizando el generador. 1940 - Desarrolló el concepto de Efectividad Biológica Relativa (RBE, en inglés) de las dosis de neutrones. 1952 - Inició las investigaciones en las células con hipoxia tumoral y en medicina hiperbárica. 1953 - Fundó los Laboratorios Gray, en el Hospital Mount Vernon. 1953 - 1960 - Dirigido por Gray, Jack W. Boag desarrolló la radiólisis de pulso. 1962 - Ed Hart, del Laboratorio Nacional Argonne, y Jack Boag descubrieron el electrón hidratado/electrón acuoso,​ utilizando radiólisis de pulsos en el Laboratorio Gray. Este descubrimiento abrió una nueva vía de investigación que sigue activa hoy en día y que es fundamental para comprender los efectos de la radiación sobre los tejidos biológicos; por ejemplo, en la radioterapia. Louis Harold Gray.

10. La teoría de Bragg-Gray (BG) relaciona la dosis al medio, Dmed , con la dosis al gas de llenado de la cavidad, Dgas , a través de la relación de los poderes de detención de colisiones de masa entre el medio y el gas, Bragg-Gray Cavity Theory

11. 1. Existe equilibrio de partículas cargadas (CPE) o equilibrio transitorio de partículas cargadas (TCPE). 2. Todos los electrones que causan ionización en la cavidad provienen de material fantasma. 3. El espectro de electrones secundarios no varía con la presencia de la cavidad. 4. La energía de los electrones secundarios creados dentro de la cavidad se deposita localmente. -Se ignoran los electrones secundarios (rayos delta) generados dentro de la cavidad como resultado de las interacciones con electrones dispersos . Supuestos de Bragg-Gray

12. Debido a suposiciones contradictorias y no físicas, la teoría de Bragg-Gray es solo una solución aproximada para sistemas físicos. Las suposiciones 2 y 3 implican la necesidad de un volumen de cavidad pequeño, mientras que el requisito 4 requiere un volumen grande para recolectar todos los electrones. Estas condiciones no pueden cumplirse simultáneamente. El requisito 3, que el espectro permanezca invariable, significaría que no se podría recolectar energía para cumplir rigurosamente con esta teoría. Esto generalmente se ignora, ya que el efecto es mínimo con una cavidad pequeña. Limitaciones de Bragg-Gray

13. Resumen Esta teoría establece una relación entre la energía cedida por radiación indirectamente ionizante y la que llega a una cavidad de gas de pequeñas dimensiones.

14. Herbert Spencer Herbert Spencer (Derby, Inglaterra; 27 de abril de 1820 - Brighton, Inglaterra; 8 de diciembre de 1903) fue un naturalista, filósofo, sociólogo, psicólogo y antropólogo inglés. Está considerado el «padre» del darwinismo social a partir de la adaptación de la teoría de la evolución a la sociedad. Spencer desarrolló una concepción omnímoda de la evolución como el desarrollo progresivo del mundo físico, los organismos biológicos, la mente humana, la cultura humana y las sociedades. Era «un exponente entusiasta de la evolución», e incluso «escribió acerca de la evolución antes de que lo hiciera Darwin»

15. No fue un físico en el sentido académico o profesional de la palabra, sino más bien un filósofo, sociólogo y biólogo autodidacta del siglo XIX que se interesó por las leyes del desarrollo del mundo físico. Su obra «Primeros Principios» abordó las leyes abstractas y generales del mundo físico y su evolución, y en su obra «Principios de Biología», acuñó el término «supervivencia del más apto». Herbert Spencer (quien formuló la teoría de Bragg-Gray)

16. F. H. Attix , cuyo nombre completo es Frank Herbert Attix , fue un físico y autor de referencia en el campo de la física de radiación y la dosimetría, conocido principalmente por su obra " Introduction to Radiological Physics and Radiation Dosimetry " (Introducción a la Física Radiológica y la Dosimetría de Radiación). Su trabajo se centra en la medición y comprensión de la radiación y sus efectos, siendo un autor influyente en el estudio de la dosimetría de la radiación. Frank Herbert Attix

17. La formulación de Spencer- Attix de la teoría de cavidades resuelve los problemas de Bragg-Gray, de modo que se aplica a cavidades pequeñas. es la relación entre la potencia de frenado de colisión de masa restringida del medio y el gas de relleno de la cavidad. La potencia de frenado de colisión de masa restringida utiliza una energía de corte, Δ, que elimina el requisito de que los electrones secundarios depositen su energía localmente. Spencer- Attix Cavity Theory

18. Requiere equilibrio de partículas cargadas (CPE) o equilibrio transitorio de partículas cargadas (TCPE). Todos los electrones que causan ionización en la cavidad provienen del material fantasma. El espectro de electrones secundarios no varía con la presencia de la cavidad. Requisitos de Spencer- Attix

19. La Teoría de Cavidades de Spencer- Attix es una modificación crucial de la teoría de Bragg-Gray, desarrollada para una mayor precisión en la dosimetría de la radiación al considerar el comportamiento de los electrones secundarios. Resumen

20. La formulación de Burlin generaliza la teoría de cavidades para cavidades grandes y pequeñas. es la relación entre la potencia de frenado de colisión de masa restringida del medio y el gas de relleno de la cavidad. Teoría de cavidades de Burlin

21. d es un parámetro relacionado con el tamaño de la cavidad. * d = 1 para cavidades pequeñas. *d tiende a 0 para cavidades grandes. es la relación entre los coeficientes de absorción de energía de masa del medio y el gas. 1.- Existe equilibrio de partículas cargadas (CPE) en el medio y la cavidad. Requisitos de Burlin

22. La potencia de frenado de colisión por masa restringida introduce una energía de corte, Δ, que se considera típicamente entre 10 y 20 keV . Se supone que los electrones con energía <Δ depositan su energía en el lugar donde se crearon. Los electrones con energía >Δ disipan su energía mediante la Aproximación de Desaceleración Continua (ADDC). Restricted Mass Collision Stopping Power (L/ρ) Potencia de frenado de colisión por masa restringida (L/ ρ)

23. La teoría de la cavidad de Bragg-Gray proporciona una teoría aproximada del funcionamiento de la ionización, pero requiere suposiciones contradictorias. Las teorías de Spencer- Attix y Burlin la mejoran al suponer que los electrones de baja energía depositan su energía localmente. Punto clave:

24. Para medir la dosis en un medio material, es necesario hacerlo con un dosimetro dentro del medio de interés. Tiene la limitación que este dosimentro no es del mismo medio material del medio de interés. Las cavidades se dividen en grandes, intermedias o pequeñas dependiendo del alcance de las partculas cargadas secundarias producidas en el medio material por la radiacion . Si el alcance de los electrones es mucho mayor que el tamaño de la cavidad, esta es considerada pequeña. Dependiendo del tamaño, la teoria para la cavidad es distinta, debido a que se deben tener en cuenta mas consideraciones. Asi , se tienen: Para cavidades pequeñas: Bragg Gray / Spencer Attix Para cavidades intermedias: Burlin RECUERDEN

25. Para que sirve la Teoría de la Cavidad? Nos ayuda a medir la dosis absorbida en un medio y es la base para la DOSIMETRIA, la base para la construcción de los detectores de radiación.