Transmisión de un colimador de plomo para radiación gama de alta energía

• Autores: Mugherli, Vicente J.; Azcárate, Ismael Norberto; Ghielmetti, Horacio S.
• Año de publicación: 1976
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Física; Colimador de plomo; Rayo gama
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

Aplicando el método de Monte Carlo se estudian las características de la radiación transmitida por un colimador de plomo de 3 cm de espesor irradiado por rayos gama en el rango de energía 1-100 M eV. El método proporciona el espectro continuo y la intensidad de la línea de 511 keV emergente del plomo como resultado de las interacciones electromagnéticas múltiples que ocurren en su seno. Se discute también el fondo producido por el decaimiento de los productos radioactivos generados en el plomo por las interacciones nucleares de los rayos cósmicos de alta energía y la captura de neutrones. En conjunto los resultados indican. 1) se genera un pico, relativamente intenso, en 511 keV debido al aniquilamiento de los positrones, 2) la contribución debida a las interacciones nucleares y captura de neutrones afecta al espectro solamente debajo de los 2 M eV, y 3) la componente continua originada por las interacciones Compton decae rápidamente con la energía del fotón primario incidente. Sin embargo, esta producción adicional no disminuye apreciablemente la sensibilidad del detector comparada con la esperada de un colimador ideal. Este análisis se efectúa para evaluar la contribución instrumental al espectro de los rayos gama atmosféricos medido con un detector de Nal (TI) colimado. Los resultados se confirman con una muestra del espectro observado a unos 36 km de altura en un vuelo con globo estratosférico.
The Monte Carlo method is applied to study the energy distribution of the radiation transmitted by a lead collimator, 3 cm thick, irradiated by high energy gamma rays ¡n the 1-100 MeV range. The computation gives the continuous spectrum and the 511 keV line intensity emerging from the lead wall as the result of the electromagnetic interactions occurring inside it. We also discuss the background resulting from the decay of the radioactive nuclei generated by the nuclear interactions (spallation) of cosmic rays, and neutron capture in lead. The overall results show, 1) a relatively intense peak appears at 511 keV due to positron annihilation, 2) spallation and neutron capture products affect the spectrum only below 2 MeV, and 3) the average differential contribution due to Compton interactions decays rapidly with primary photon energy. The total additional production, however, does not reduce greatly the detector sensitivity compared with that expected of an ideally "clean" collimator. This analysis is made to evaluate the instrumental background influence on the spectrum of the atmospheric gamma rays measured with a collimated Nal (TI) crystal. The results agree with a sample spectrum observed at about 36 km in a balloon flight.
Asociación Argentina de Geofísicos y Geodestas