Kerma (física) - Kerma (physics)

Kerma es un acrónimo de " k inetic e nergy r eleased por unidad ma ss" (o " k inetic e nergy r eleased en ma tter", " k inetic e nergy r eleased en ma terial", " k inetic e nergy r eleased in ma teriales "), definida como la suma de las energías cinéticas iniciales de todas las partículas cargadas liberadas por la radiación ionizante sin carga (es decir, radiación ionizante indirecta, como fotones y neutrones ) en una muestra de materia , dividida por la masa de la muestra. . Está definido por el cociente . ${\ Displaystyle K = \ operatorname {d} \! E _ {\ text {tr}} / \ operatorname {d} \! m}$

Unidades

La unidad SI de kerma es el gray (Gy) (o julio por kilogramo ), lo mismo que la unidad de dosis absorbida. Sin embargo, la kerma puede ser diferente de la dosis absorbida , dependiendo de las energías involucradas. Esto se debe a que no se tiene en cuenta la energía de ionización. Mientras que la kerma es aproximadamente igual a la dosis absorbida a bajas energías, la kerma es mucho más alta que la dosis absorbida a energías más altas, porque parte de la energía escapa del volumen de absorción en forma de bremsstrahlung (rayos X) o electrones de movimiento rápido, y no se cuenta como dosis absorbida.

Proceso de transferencia de energía

La energía de los fotones se transfiere a la materia en un proceso de dos pasos. Primero, la energía se transfiere a las partículas cargadas en el medio a través de varias interacciones de fotones (por ejemplo , efecto fotoeléctrico , dispersión de Compton , producción de pares y fotodisintegración ). A continuación, estas partículas cargadas secundarias transfieren su energía al medio mediante excitación atómica e ionizaciones.

Para los fotones de baja energía, la kerma es numéricamente aproximadamente igual a la dosis absorbida . Para los fotones de mayor energía, la kerma es mayor que la dosis absorbida porque algunos electrones secundarios y rayos X altamente energéticos escapan de la región de interés antes de depositar su energía. La energía que escapa se cuenta en kerma, pero no en dosis absorbida. Para los rayos X de baja energía, esto suele ser una distinción insignificante. Esto se puede entender cuando se analizan los componentes del kerma.

Hay dos contribuciones independientes a la kerma total, el kerma de colisión y kerma radiativo - por lo tanto, . El kerma de colisión da como resultado la producción de electrones que disipan su energía como ionización y excitación debido a la interacción entre la partícula cargada y los electrones atómicos. El kerma radiativo da como resultado la producción de fotones radiativos debido a la interacción entre la partícula cargada y los núcleos atómicos, pero también puede resultar de la aniquilación en vuelo. ${\ Displaystyle k _ {\ text {col}}}$${\ displaystyle k _ {\ text {rad}}}$${\ Displaystyle K = k _ {\ text {col}} + k _ {\ text {rad}}}$

Con frecuencia, la cantidad es de interés y generalmente se expresa como ${\ Displaystyle k _ {\ text {col}}}$

${\ Displaystyle k _ {\ text {col}} = K (1-g),}$

donde g es la fracción promedio de energía transferida a los electrones que se pierde a través de bremsstrahlung.

Calibración de instrumentos de protección radiológica

Air Kerma es de importancia en la calibración práctica de instrumentos para la medición de fotones, donde se utiliza para la calibración trazable de instalaciones de metrología de instrumentos gamma utilizando una cámara de iones de "aire libre" para medir el kerma en aire.

El informe de seguridad 16 del OIEA establece: "La cantidad de kerma en el aire debe utilizarse para calibrar los campos de radiación de fotones de referencia y los instrumentos de referencia. Los instrumentos de vigilancia de la protección radiológica deben calibrarse en términos de cantidades de dosis equivalente. Los dosímetros de área o los medidores de tasa de dosis deben calibrarse en términos de la dosis equivalente ambiental, H * (10), o la dosis equivalente direccional, H ′ (0.07), sin ningún fantasma presente, es decir, libre en el aire ".

Los coeficientes de conversión de kerma en aire en Gy a dosis equivalente en Sv se publican en el informe 74 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) (1996). Por ejemplo, la tasa de kerma en el aire se convierte en una dosis equivalente de tejido utilizando un factor de Sv / Gy (aire) = 1,21 para Cs 137 a 0,662 MeV.

Ver también

• Dosis absorbida
• Exposición (radiación)
• Sievert
• Dosimetría en radiología diagnóstica Código internacional de prácticas - OIEA. - describe técnicas para la medición de kerma en aire en aire libre.
• [1] - describe el principio de visibilidad consciente en el que la energía fotónica es interpretada y reconstruida en la mente que luego es convertida en energía cinética por el cuerpo humano para su uso posterior: arte en este caso específico.
• [2] - un argumento especulativo que involucra epistemología y KERMA.

Referencias