Radiacion e mera

DIPLOMADO EN TECNOLOGIA NUCLEAR
VERSIÓN 2012
FISICA ATOMICA II
EXPERIMENTO:
Radiación
Eduardo Mera1
1
Departamento de Física, Universidad Tecnológica Metropolitana, Av. Alessandri #1242, Ñuñoa.
Santiago de Chile, Septiembre 2012

Universidad Tecnológica Metropolitana de Chile,
Facultad de Ciencias Naturales, Matemáticas y de Medioambiente,
Departamento de Física
RESUMEN
En el presente laboratorio de radiactividad se evalúo la radiación de fondo o background, se comprobó
que el proceso de desintegración obedece las leyes probabilísticas, se midió la actividad de una muestra
radioactiva, se estudio la absorción de la radiación alfa, beta y gamma, se encontró la dependencia de la
actividad de la muestra con la distancia y se midió la actividad de una muestra de papa y plátano, y
posteriormente compararla con las emisiones de fondo y muestras radiactivas trabajadas. Se concluyo que
la fuente de emisión alfa (210 Po) emitía menos que la radiación de fondo, se comprobó con el método de
Normal Probability Plot que el proceso de desintegración obedece las leyes probabilísticas, se estudio la
absorción de fuentes de radiación alfa, beta y gamma, encontrándose el valor de los coeficientes de
absorción lineal y masico de los materiales que registraban en sus datos de Actividad v/s grosor una ley
funcional del tipo
d
o eAA µ−
= , en que teóricamente el mejor blindaje es aquel que posee un mayor
coeficiente de absorción lineal, se evalúo la actividad de las muestras a distintas distancias y se encontró
que la relación funcional asociada es del tipo potencial 1/Xn
, donde “n” es de orden 2, finalmente se
evalúo la actividad en muestras de alimentos, las cuales mostraron tener actividad solo comparable ala de
una fuente de radiación alfa inactiva.
I. Introducción y Objetivos
Introducción
Desde la siglo XIX comenzó el estudio de la radioactividad cuando W. Roentgen descubrió los rayos X,
Henry Becquerel observó que las sales de uranio emitían espontáneamente radiaciones y tiempo después
los esposos Curie, concentraron a partir de los minerales de uranio el polonio y radio, se empezó a
observar en estos productos el fenómeno de la desintegración espontánea de forma muy marcada.
El proceso de emisión espontánea de radiación se llama radioactividad. Experimentos posteriores
demostraron que la radioactividad es el resultado del decaimiento radioactivo, o desintegración de
núcleos inestables. En el proceso de desintegración nuclear, los átomos de los elementos radioactivos, se
transforman en otros átomos diferentes, produciéndose así una cadena de desintegraciones hasta llegar a
ser un elemento estable en el cual la gran parte de las veces es plomo.
Hay tres tipos de radiación que pueden ser emitidos por una sustancia radioactiva: radiación alfa (α),
donde las partículas emitidas son núcleos de Helio; radiación beta (β), en el cual las partículas emitidas
pueden ser electrones o positrones (partícula que tiene las mismas características del electrón pero su
carga es +e); y radiación gamma (γ) las cuales son ondas electromagnéticas es decir, son fotones de alta
energía.
Los tres tipos de radiación tienen capacidad de penetración distinta. Partículas alfa apenas penetran una
hoja de papel, partículas beta pueden penetrar unos cuantos milímetros de aluminio, y los rayos gamma
penetran varios centímetros el plomo.
Las propiedades principales que caracterizan a un elemento radioactivo son: la constante de de
desintegración ( λ) y la energía de las radiaciones emitidas.
La razón a la cual ocurre un determinado proceso de decaimiento en una muestra radioactiva es
proporcional al número de núcleos radioactivos presentes en cualquier instante (esto es, aquellos núcleos
que aún no han decaído). Si N es el número de núcleos radioactivos presentes en cualquier instante, la
razón de cambio de N es:
N
dt
dN
λ−= , acomodando términos
NdtdN λ−= , Integrando la ecuación anterior se obtiene que
t
oeNN λ−
=
Diplomado en Tecnología Nuclear – UTEM/CCHEM 2

La constante de desintegración λrepresenta la probabilidad de desintegraciones por unidad de tiempo
por átomo presente del elemento radioactivo y N0 representa el número de núcleos radioactivos en el
instante t = 0.
A menudo la razón de decaimiento de una muestra se llama actividad (A), la cual corresponde al número
de átomos desintegrados por unidad de tiempo, que es lo que realmente se mide.
t
oeAA λ−
=
La unidad SI de actividad se llama Becquerel (Bq), donde: 1Bq = 1 decaimiento/s. Se tiene que la unidad
original de actividad es el curie (Ci) donde 1 Ci=3,7*1010
Bq =3,7*1010
decaimientos/s, la cual fue
seleccionada ya que es la actividad aproximada de 1 gramo de uranio.
Otro parámetro útil para caracterizar el decaimiento de un núcleo es la vida media T1/2. La vida media de
una sustancia radioactiva es el tiempo que tarda la mitad del número de núcleos radioactivos en decaer (la
vida media para el decaimiento del 238
U es 4,47 x 109
años).
El equipo que se usa para detectar la presencia de radiación es el contador Geiger Müller el cual está
formado por un tubo lleno de gas a baja presión, que actúa como cámara de ionización. Un circuito
eléctrico mantiene un campo eléctrico intenso entre las paredes del tubo y un alambre fino situado en el
centro del mismo. Cuando las partículas cargadas, a elevada velocidad, procedentes de una fuente
radiactiva colisionan con los átomos del gas del tubo, los ionizan y generan electrones libres, que fluyen
por el alambre central y crean un pulso eléctrico que se amplifica y cuenta electrónicamente.
Para el estudio de la absorción se aplicara la relación entre la Actividad de radiación después de atravesar
un material que es:
d
oeAA µ−
= , (Análoga a la forma de i transmisión de intensidad
d
o eII µ−
= )
Donde Ao es la Actividad Inicial, A es la actividad después de atravesar el material, d es la distancia en
metros y μ es el coeficiente de absorción lineal del material del cual podemos estimar posteriormente el
coeficiente de absorción masico del material como μ/ρ.
Marco teórico basado en [1], [2] y [3]
Objetivos
1. Evaluar la radiación de fondo o background
2. Comprobar que el proceso de desintegración obedece las leyes probabilísticas.
3. Medir la actividad de una muestra radioactiva.
4. Estudiar la absorción de la radiación alfa, beta y gamma.
5. Encontrar la dependencia de la actividad de la muestra con la distancia.
6. Medir la actividad de una muestra de papa y platano, y posteriormente compararla con las
emisiones de fondo y muestras radiactivas trabajadas.

II. Procedimiento Experimental:
Arme el montaje de la figura 1 teniendo en cuenta las siguientes precauciones:
Figura 1. Montaje
1. Maneje las fuentes radioactivas con precaución, utilice pinzas y guantes para manipularlas.
2. Lávese las manos una vez terminado el laboratorio
3. Utilice la base universal y las pinzas para disponer de forma vertical el detector de radioactividad
Geiger Muller.
4. Retire cuidadosamente la tapa protectora del extremo del sensor nuclear
5. Elija una de las fuentes radioactivas en la capsula de Petri.
6. Prepare el computador para el registro de datos, escoja “Nuclear Sensor” de la lista de sensores.
Para la medición del background de fondo, instale solo la capsula de petri de bajo del medidor, aleje todas
las muestras del detector, accione el contador digital durante 300 segundos, lleve la actividad encontrada
a cuentas por minuto.
Para el estudio de la radiación y la distancia se evaluaron las las fuentes radioactivas, se varío la distancia
entre la fuente y el detector, y se registro para cada distancia la radiación por el intervalo de tiempo de 39
segundos.
En el estudio de la atenuación y/o bloqueo de la radiación. Se utilizaron filtros de plomo, plástico y papel,
se realizaron exposiciones de 30 segundos, se procedió a graficar y determinar el coeficiente de absorción
del elemento de bloque (filtro) de la radiación correspondiente.
Para la medición de la actividad aleatoria de las muestras radioactivas mida esta durante 1 minuta y utilize
alguna técnica estadística para demostrar la no normalidad.
En el estudio de la actividad de la papa y el plátano proceda a su medición de similar forma que fuera una
muestra radioactiva.
Marco teórico basado en [1], [2] y [3]
Equipos Materiales
Equipo LabNet Geiger – Müller Modelo SE-7997
Base universal y barra.
Pinzas

Muestras radioactivas
Set de absorbentes de plomo y plástico
Guantes
Pinzas
Regla
Equipos y materiales basados en [3]

III. Datos Experimentales
Estimación de la radiación de fondo: se procedió a dejar muestreando el contador Geiger por un lapso
de 300 segundos (5 minutos), en tres repeticiones, teniendo el cuidado de alejar toda fuente radioactiva
del sector, los datos registrados son (tabla 1):
Medición conteos
1 145
2 196
3 162
Tabla N° 1: evaluación de background
Los datos de temperatura y presión del laboratorio eran 19ºC y una presión atmosférica de 1025 HPa.
Evaluación de la actividad de la muestra con la distancia: se procedió a instalar una rampa de
movimiento ascendente variable debajo del contador Geiger, y se alistaron 3 capsulas de Petri con
muestras radioactivas distintas de:
Muestra de radiación α, 210
Po, con una actividad inicial de 0.1 μCi, fecha de elaboración Noviembre 2000,
con una media T1/2 de 138 dias.
Muestra de radiación β, 90
Sr, co una actividad inicial de 0.1 μCi, fecha de elaboración Noviembre 2000,
con una media T1/2 de 28.6 años.
Muestra de radiación γ, 60
Co, co una actividad inicial de 1 μCi, fecha de elaboración Noviembre 2000,
con una media T1/2 de 5.27 años.
Las evaluaciones fueron realizadas por un lapso de 30 segundos cada una, los datos obtenidos fueron
(Tabla 2):
Distancia (m)
210Po – Alfa
(conteos)
90Sr - Beta
(conteos)
60Co - Gamma
(conteos)
0.065 21 213 203
0.095 17 112 48
0.125 14 62 27
0.155 14 51 26
0.185 14 49 25
0.215 12 31 23
0.235 12 23 13
Tabla N° 2: evaluación de las muestras radioactivas con la distancia
Estudio de la absorción de la radiación alfa, beta y gamma: se procedió a realizar mediciones a una
distancia de 5 cm fuente-censor y se procedió a bloquear la fuente con 3 tipos de materiales:
Plomo 1,25 mm de espesor por lámina; Plástico 2,3 mm de espesor por lámina; Papel 0.065 mm de
espesor por lámina.
Las mediciones fueron realizadas por un periodo de 60 segundos. Los resultados obtenidos son (tabla 3 a
5):

Numero de
laminas
Grosor total
(10-3
m)
210Po – Alfa
(conteos)
90Sr - Beta
(conteos)
60Co - Gamma
(conteos)
0 0 30 310 355
1 1.25 44 40 258
2 2.5 42 38 215
3 3.75 40 38 211
4 5 36 36 175
5 6.25 27 30 210
Tabla N° 3: evaluación de absorción del plomo
Numero de
laminas
Grosor total
(10-3
m)
210Po – Alfa
(conteos)
90Sr - Beta
(conteos)
60Co - Gamma
(conteos)
0 0 30 310 355
1 1.3 30 97 295
2 2.6 18 50 294
3 3.9 15 43 283
4 5.2 10 41 244
5 6.5 9 39 241
Tabla N° 4: evaluación de absorción del plástico
Numero de
laminas
Grosor total
(10-3
m)
210Po – Alfa
(conteos)
90Sr - Beta
(conteos)
60Co - Gamma
(conteos)
0 0 30 310 355
1 0.065 28 284 317
2 0.13 28 282 310
3 0.195 28 280 300
4 0.26 28 270 268
5 0.325 26 262 260
Tabla N° 5: evaluación de absorción del papel
Se procedió también a medir los conteos de partículas promedio de los materiales, a la misma distancia y
tiempo mencionado anteriormente, los datos obtenidos son (tabla 5):
Numero de
laminas
Grosor total
(10-3
m)
Plomo
(conteos)
Grosor total
(10-3
m)
Plástico
(conteos)
Grosor total
(10-3
m)
Papel
(conteos)
1 1.25 40 1.3 18 0.065 44
2 2.5 32 2.6 40 0.13 60
3 3.75 29 3.9 44 0.195 52
4 5 39 5.2 32 0.26 40
5 6.25 23 6.5 18 0.325 44
Tabla N° 6: evaluación de background de materiales
Estudio que la desintegración sigue las leyes probabilísticas: lo datos tomados para la radiación alfa,
beta y gamma, son los siguientes para un intervalo de 30 segundos a una distancia de 5 cm (gráficos 1 a
3):

210 Po - Alfa
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 50 100 150 200 250 300 350
Tiempo (s)
Conteos(cts)
Grafico N° 1: conteos en el tiempo para 210 Po
90 Sr - Beta
0
1
2
3
4
5
6
7
0 50 100 150 200 250 300 350
Tiempo (s)
Conteos(cts)
Grafico N° 2: conteos en el tiempo para 90 Sr
60 Co - Gamma
0
1
2
3
4
5
6
7
0 50 100 150 200 250 300 350
Tiempo (s)
Conteos(cts)
Grafico N° 3: conteos en el tiempo para 60 Co
En las tablas de los gráficos anteriores deberá comprobarse la aleatoriedad de los datos.

Estudio de la actividad de la papa y el plátano: Se procedió a evaluar los conteos en cáscara de papa,
papa sin cáscara, cáscara de plátano e interior de plátano, sus mediciones fueron realizadas durante el
lapso de 60 segundos a tres centímetros de distancia del censor (tabla 7):
Cáscara Plátano
(conteos)
Interior Plátano
(conteos)
Cáscara Papa
(conteos)
Interior Papa
(conteos)
32 52 42 35
Tabla N° 7: Evaluación de conteo en alimentos
Se procederá a calcular su actividad, y corregirla por emisiones de background y comparar los datos con
respecto a las muestras radioactivas.

IV. Resultados
Estimación de la radiación de fondo: se tiene que los valores de estadística descriptiva para el valor de
la radiación de fondo en función de la tabla 1, fue de (tabla 8):
Variable Valor
Media 179
Mediana 179
Desviación estándar 24.04
Rango 34
Tabla N° 8: Estadística descriptiva de background
Se tiene que el nivel de actividad de fondo estimado es de:
[ ]
[ ]
[ ]
[ ]
[ ] [ ]BqBq
s
c
s
c
tiempo
conteos
Ab 08.06.0
300
04.24
300
179
±=±==
Evaluación de la actividad de la muestra con la distancia: en un primer paso se procedió a analizar la
validez de las muestras, ya que una muestra pierde su actividad y se vuelve estable al pasar un tiempo de
cinco vidas medias, se obtuvo que contrastando contra este concepto y con respecto a la actividad de
fondo los siguientes resultados (tabla 9):
Variable 210Po – Alfa 90Sr - Beta 60Co - Gamma
1 5 T1/2 690 dias 143 años 26.35 años
2 Tiempo Realizar Experiencia 4260 dias 11.10 años 11.10 años
3 Actividad Omnidireccional Estimada 1.89μBq 2.83K Bq 8.59K Bq
4 Actividad de Fondo 0.6 Bq 0.6 Bq 0.6 Bq
5 Actividad de la Muestra a 5 cm 0.5 Bq 5.17 Bq 5.92 Bq
6 Actividad Corregida (5-4) -0.1 Bq 4.57 Bq 5.32 Bq
Tabla N° 9: Evaluación de la actividad de las muestras
Con lo cual se concluye que la muestra de 210 Po tiene emisiones menores que la de fondo, por lo cual
puede considerarse estable, 90 Sr y 60 Co están activas.
De la tabla 2, se obtuvo la siguiente tabla de actividad corregida por el background (tabla 10 ):
Distancia (m)
210Po – Alfa 90Sr - Beta 60Co - Gamma
Bq Bq Bq
0.065 -0.25 2.95 2.78
0.095 -0.32 1.27 0.20
0.125 -0.37 0.43 -0.15
0.155 -0.37 0.25 -0.17
0.185 -0.37 0.22 -0.18
0.215 -0.40 -0.08 -0.22
0.235 -0.40 -0.22 -0.38
Tabla N° 10: Actividad corregida de las muestras corregidas evaluadas en distancia
De la tabla anterior se llega a la conclusión que si se opera por esta, la unica fuente de radiación la cual
permitiría calcular de manera adecuada el grafico de radiación v/s distancia es la fuente de Sr 90 (Beta),
ya que posee 5 datos (positivos), quedando la siguiente expresión grafica (grafico 4):

Actividad v/s Distancia
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12 0.14 0.16 0.18 0.2
Distancia (m)
Actividad(Bq)
Grafico Nº 4: Actividad corregida en función de la distancia radiación beta
Examinando múltiples relaciones funcionales, se obtuvieron que los coeficientes de determinación (R2
)
(tabla 11) asociados son:
Relación Funcional R2
Lineal 0.78
Logarítmica 0.89
Potencial 0.98
Exponencial 0.94
Tabla N° 11: Relaciones funcionales y coeficientes de determinación asociados
El mejor coeficiente de determinación pertenece a la ecuación potencial, que tiene como forma funcional:
677.2
002.0
d
A =
La cual es una forma cuadrática aproximada, al rectificar por 1/x2
, tenemos (tabla 12):
Distancia
(m)
1/Distancia2
90Sr - Beta
(1/m2
) Bq
0.065 236.69 2.95
0.095 110.80 1.27
0.125 64 0.43
0.155 41.62 0.25
0.185 29.22 0.22
Tabla N° 12: Rectificación de datos
Con lo cual la expresión la expresión grafica es:

Actividad v/s 1/Distancia2
0.00
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
3.00
3.50
0 50 100 150 200 250
1/Distancia2
Actividad(Bq)
Grafico Nº5 : Actividad corregida en función de la distancia radiación beta
Y la ecuación es lineal con un coeficiente de determinación asociada de 0.9931.
Estudio de la absorción de la radiación alfa, beta y gamma: se procedió a realizar los siguientes
cálculos:
1.- Se procedió a estimar si la radiación promedio (de los valores de la tabla 6) emitida por los materiales
de bloqueo, si esta es mayor que la radiación de fondo, se corregirá el valor de la actividad de las
muestras por el valor de la actividad del material, de lo contrario se corregirá por el valor de la radiación
de fondo (0.6 Bq) (tabla 13):
Material Actividad (Bq)
Plomo 0.54
Plástico 0.51
Papel 0.80
Tabla N° 13: Actividad de los materiales de bloqueo
De la tabla anterior se concluye que la actividad promedio del papel es mayor que la de fondo, por lo cual
para efectos de corrección el plomo y papel se asume una corrección de 0.6 Bq y papel de 0.8 Bq.
2.- Se procedió a calcular la actividad corregida para las diversas fuentes y espesores de materiales de
bloqueo (obtenidos de las tablas 2 a 4), los datos obtenidos son (tablas 14 a 16):
Numero de
laminas
Grosor total 210Po – Alfa 90Sr - Beta 60Co - Gamma
(10-3
m) Bq Bq Bq
0 0 -0.10 4.57 5.12
1 1.25 0.13 0.07 3.50
2 2.5 0.10 0.03 2.78
3 3.75 0.07 0.03 2.72
4 5 0.00 0.00 2.12
5 6.25 -0.15 -0.10 2.70
Tabla N° 14 : Actividad corregida evaluada con diferentes espesores de bloqueo de plomo

Numero de
laminas
(10-3
m) Bq Bq Bq
0 0.00 -0.10 4.57 5.12
1 1.30 -0.10 1.02 4.12
2 2.60 -0.30 0.23 4.10
3 3.90 -0.35 0.12 3.92
4 5.20 -0.43 0.08 3.27
5 6.50 -0.45 0.05 3.22
Tabla N° 15: Actividad corregida evaluada con diferentes espesores de bloqueo de plástico
Numero de
laminas
(10-3
m) Bq Bq Bq
0 0.00 -0.13 4.13 4.48
1 0.07 -0.13 4.10 4.37
2 0.13 -0.13 4.07 4.20
3 0.20 -0.13 3.90 3.67
4 0.26 -0.17 3.77 3.53
5 0.33 -0.60 -0.60 -0.80
Tabla N° 16: Actividad corregida evaluada con diferentes espesores de bloqueo de papel
De las tablas anteriores (tablas 13 a 15) se concluye que los calculo se absorción de radiación se
realizaran solo con los valores de actividad corregidos de valor positivo, teniendo que considerar que la
fuente alfa no será considerada en su totalidad para bloqueos con papel y plástico.
3.- se procedió a calcular el coeficiente de absorción lineal del material, para lo cual se procedió a graficar
los datos positivos de actividad de las tablas y estimar la relación exponencial decreciente asociada en lo
casos que se pudiera se obtuvo lo siguiente (gráficos 6 a 12 ):
Absorcion Radiacion Alfa por Plomo
0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0 1 2 3 4 5 6
Grosor Material (mm)
Actividad(Bq)
210Po – Alfa Bq
Lineal (210Po – Alfa Bq)
Grafico Nº6: Absorción de radiación alfa por plomo
El presente grafico es de carácter lineal solo fueron posible ocupar cuatro valores, ya que los otros dos
eran negativos por la corrección de fondo. La ecuación asociada es:

[ ]Bq
mm
Bq
dA 18.00347.0 +





−=
Donde d es el espesor del blindaje en milímetros.
Absorcion Radiacion Beta por Plomo
-2.00
-1.00
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
0 1 2 3 4 5 6
Actividad(Bq)
90Sr - Beta Bq
Lineal (90Sr - Beta Bq)
Grafico Nº7: Absorción de radiación beta por plomo
Se observa un comportamiento lineal de absorción, del tipo
[ ]Bq
mm
Bq
dA 77.2733.0 +





−=
Absorcion Radiacion Gamma por Plomo y = 4.2477e-0.1081x
R2
= 0.7001
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
0 2 4 6 8
Actividad(Bq)
60Co - Gamma Bq
Exponencial (60Co -
Gamma Bq)
Grafico Nº8: Absorción de radiación gamma por plomo
El presente grafico tiene un comportamiento exponencial de absorción asociada del tipo
d
oeAA µ−
= :
[ ]BqeA
d
mm
*
1
1081.0
24.4






−
= , con un R2
= 0.7

De donde el coeficiente lineal de absorción “μ” para radiación gamma es 





mm
1
1081.0 y el
coeficiente de absorción masico para radiación gamma es 




−
kg
m2
3
10*53.9 (nota densidad plomo
11.340 kg/m3
)
Absorcion Radiacion Beta por Plastico
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00
Actividad(Bq)
90Sr - Beta Bq
Exponencial (90Sr - Beta
Bq)
Grafico Nº9: Absorción de radiación beta por plástico
Se tienen que el presente grafico tienen una ecuación asociada del tipo
d
oeAA µ−
= , donde
[ ]BqeA
d
mm
*
1
6763.0
56.2






−
= , con R2
=0.9
De donde el coeficiente lineal de absorción “μ” para radiación beta es 





mm
1
6763.0 y el coeficiente
de absorción masico para radiación beta asumiendo que es polietileno endurecido (densidad plástico 0.91
g/cc) da 




−
kg
m2
1
10*43.7
Absorcion Radiacion Gamma por Plastico
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
0.00 2.00 4.00 6.00 8.00
Actividad(Bq)
60Co - Gamma Bq
Exponencial (60Co -
Gamma Bq)
Grafico Nº10: Absorción de radiación gamma por plástico

d
oeAA µ−
= , donde
[ ]BqeA
d
mm
*
1
0673.0
861.4






−
= , con R2
=0.9





mm
1
0673.0 y el
coeficiente de absorción masico para radiación gamma asumiendo que es polietileno endurecido da





−
kg
m2
2
10*4.7 (nota: densidad plástico 0.91 g/cc)
Absorcion Radiacion Beta por Papel
3.70
3.80
3.90
4.00
4.10
4.20
4.30
0.00 0.10 0.20 0.30
Actividad(Bq)
90Sr - Beta Bq
Exponencial (90Sr - Beta
Bq)
Grafico Nº11: Absorción de radiación beta por papel
d
oeAA µ−
= , donde
[ ]BqeA
d
mm
*
1
3628.0
18.4






−
= , con R2
=0.8
De donde el coeficiente lineal de absorción “μ” para radiación beta es 





mm
1
3628.0 y el coeficiente
de absorción masico para radiación beta en papel (densidad papel 0.92 g/cc) da 




−
kg
m2
1
10*9.3

Absorcion Radiacion Gamma por Papel
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30
Actividad(Bq)
60Co - Gamma Bq
Exponencial (60Co -
Gamma Bq)
Grafico Nº12: Absorción de radiación gamma por papel
d
oeAA µ−
= , donde
[ ]BqeA
d
mm
*
1
0015.1
59.4






−
= , con R2
=0.9





mm
1
0015.1 y el
coeficiente de absorción masico para radiación gamma en papel (densidad papel 0.92 g/cc) da






kg
m2
09.1
Estudio que la desintegración sigue las leyes probabilísticas: de los datos muestreados (gráficos 1 a 3),
para las distintas fuentes de radiación, se someterán a la técnica grafica del Normal Probability Plot, con
el fin de verificar su aleatoriedad (cabe recordar que este sistema menciona que si el test grafico el lineal
los datos son normales ver grafico 13), se tiene que los gráficos de probabilidad normal para las muestras
en estudio son (gráficos 14 a 16):
Grafico 13: ejemplo de datos normales con sistema Normal Probability Plot (http://analyse-
it.com/blog/2008/11/normal-quantile-probability-plots)
En el ejemplo anterior se ve que si los datos son normales, asumen la tendencia lineal de 45º.

Gráfico de probabilidad normal 210 Po - Alfa
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 20 40 60 80 100 120
Muestra percentil
Y
Histograma
0
50
100
150
200
250
300
350
00.2352941180.4705882350.7058823530.9411764711.1764705881.4117647061.6470588241.882352941
Clase
Frecuencia
Grafico Nº14: Grafico de Probabilidad Normal Muestra 210 Po - Alfa
En virtud del grafico anterior se verifica la no normalidad de la emisión de la muestra alfa y se postula su
aleatoriedad (aunque los datos sigan una tendencia lineal tienen una dispersión alta y su histograma no es
normal).
Gráfico de probabilidad normal 90 Sr - Beta
0
1
2
3
4
5
6
7
0 20 40 60 80 100 120
Muestra percentil
Y
Histograma
0
50
100
150
200
250
300
00.7058823531.4117647062.1176470592.8235294123.5294117654.2352941184.9411764715.647058824
Clase
Frecuencia
Grafico Nº15: Grafico de Probabilidad Normal Muestra 90 Sr - Beta
En virtud del grafico anterior se verifica la no normalidad de la emisión de la muestra beta y se postula su
aleatoriedad
Gráfico de probabilidad normal 60 Co - Gamma
0
1
2
3
4
5
6
7
0 20 40 60 80 100 120
Muestra percentil
Y
Histograma
0
50
100
150
200
250
00.7058823531.4117647062.1176470592.8235294123.5294117654.2352941184.9411764715.647058824
Clase
Frecuencia
Grafico Nº16: Grafico de Probabilidad Normal Muestra 60 Co - Gamma
En virtud del grafico anterior se verifica la no normalidad de la emisión de la muestra gamma y se postula
su aleatoriedad.

Estudio de la actividad de la papa y el plátano: los valores de actividad son (tabla 17):
Variable Cáscara Plátano
Bq
Interior Plátano
Bq
Cáscara Papa
Bq
Interior Papa
Bq
Actividad 0.53 0.87 0.7 0.58
Actividad Corregida
por Background
(Actividad - 0.6 Bq) -0.07 0.27 0.1 -0.02
Tabla N° 17: Actividad de alimentos
Teniendo en consideración que la actividad corregida por background en cáscara de papa y el interior de
papa son negativos, estos pueden considerarse estables e inocuos desde el puntos de vista de la actividad,
el interior del plátano y cáscara de papa presentan un valor positivo superior al backgound por lo cual
tendrían un leve nivel de actividad debido en la papa por la presencia de tierra, la cual podría tener
sedimentos activos y el interior del plátano por la presencia de 40 K (supuesto).
La actividad registrada por fuentes beta y gamma supera ampliamente la actividad de la cáscara de papa y
el interior de plátano. La única fuente comparable seria la fuente alfa la cual esta ya inactiva por el tiempo
y la cual registra una actividad corregida a 3 cm de distancia del censor de 0.32 Bq (actividad sin corregir
de fuente alfa 0.92 Bq), valor de actividad que es solo comparable al valor logrado por el interior del
plátano.

V. Análisis y Conclusiones
Análisis:
Estimación de la radiación de fondo: de la tabla 8, se puede concluir que el valor de fono corresponde a
un valor de 179 conteos en 300 segundos, lo que nos da una actividad de 0.6 Bq y un error asociacio a su
desviación de 0.08 Bq, debe tenerse en consideración que el entorno esta libre de fuentes de radiación
antropogénicas como emisores de rayos X, aceleradores, ciclotrones o fuentes de alta actividad.
Evaluación de la actividad de la muestra con la distancia: en la tabla 9, se concluye que la fuente alfa
ya cumplió ampliamente su periodo de actividad, llegando a la estabilidad y por otra parte cabe afirmar
que la fuente de emisión beta y gama están activas. Cabe mencionar que la actividad corregida de la
fuente alfa no supera el backgound.
En la tabla 10, se observa que la muestra beta es la única la cual nos proporciona una cantidad minima de
datos para establecer de una manera adecuada una relación funcional actividad v/s distancia, se tiene que
examinando entre múltiples relaciones funcionales la mas adecuada es la de tipo potencial inversa del
grado 2 (cuadrado inverso) 677.2
002.0
d
A = , la cual tiene un coeficiente de determinaron de 0.9 y una
relación rectificada 1/x2
la cual nos perite obtener una relación funcional con un coeficiente de
correlación de 0.99 (ver grafico 5).
Estudio de la absorción de la radiación alfa, beta y gamma: se estimo la radiación promedio emitida
por los materiales de bloqueo, debido a que estos podrían estar activados por el continuo uso en
laboratorio docente, se tuvo que los bloqueadores de plomo y plástico no superaban al background en
cambio el bloqueador de papel si superaba la actividad de fondo. Se procedió a calcular la actividad
corregida y a graficar al Actividad v/s el Grosor de los bloqueadores con el fin de estudiar la absorción de
radiación. Se tuvo que el plomo presento bloqueo adecuado de radiación gamma (grafico 8) del tipo
d
o eAA µ−
= , con un coeficiente lineal de absorción “μ” de 





mm
1
1081.0 y coeficiente de absorción
másico 




−
kg
m2
3
10*53.9 , el plástico presento absorción de radiación beta (μ= 





mm
1
6763.0 y
coeficiente de absorción másico de 




−
kg
m2
1
10*43.7 ) y gamma ( μ= 





mm
1
0673.0 y el
coeficiente de absorción másico 




−
kg
m2
2
10*4.7 ) ver gráficos 9 y 10 respectivamente. Se tuvo que el
papel presento un bloque en radiación beta (μ = 





mm
1
3628.0 y el coeficiente de absorción másico de





−
kg
m2
1
10*9.3 ) y gamma ( μ = 





mm
1
0015.1 y el coeficiente de absorción másico de






kg
m2
09.1 )
Se tuvo que el plástico y el papel fueron mas simples de analizar del plomo, el cual presentaba ecuaciones
de transmisividad de la actividad linealizadas.
Se pueden resumir los anteriores datos en la presente tabla (tabla 18):

Material 210Po – Alfa 90Sr - Beta 60Co - Gamma
μ.(cm-1
) μ.(cm-1
) μ.(cm-1
)
Plomo - - 1.08
Polietileno - 6.763 0.673
Papel - 3.628 10.0
Tabla 18. Coeficientes lineales de absorción.
Se tiene que el valor del coeficientes de absorción es mas alto cuando es capaz de en si retener una mayor
cantidad de procesos internos, debe también tenerse en cuenta que el experimento original se hace a
través de un haz de fotones, ocupándose la razón de transmisión, en la cual el valor de μ depende
directamente de la cantidad de energía aplicada para calcular este valor, por lo cual el anterior dato
presentado es una aproximación. A continuación se resumen los coeficientes de absorción másico
derivados de la relación μ/ρ (ver tabla 19):
Material 210Po – Alfa 90Sr - Beta 60Co - Gamma
μ/ρ.(m2
/kg) μ/ρ.( m2
/kg) μ/ρ.( m2
/kg)
Plomo - - 9.53x10-3
Polietileno - 7.43x10-1
7.43x10-1
Papel - 3.9x10-1
1.09
Tabla 19. Coeficientes de absorción másico.
Se observa que a mayor densidad disminuye el valor del coeficiente de absorción masico.
Cabe denotar de la experiencia anterior que el valor tabulado para el coeficiente de absorción para plomo
por parte de rayos gamma es de 1.26 cm-1
, y el estimado en laboratorio fue de 1.08 cm-1
, lo que presenta
un error del 14%.
Finalmente cabe mencionar que los únicos coeficientes de absorción lineal y másico según literatura son
(tabla 20):
Material 60Co - Gamma 60Co - Gamma
μ.(cm-1
) μ/ρ.( m2
/kg)
Plomo 1.08 9.53x10-3
Polietileno 0.673 7.43x10-1
Tabla 20. Coeficientes de absorción lineal y másico.
Estudio que la desintegración sigue las leyes probabilísticas: con los datos muestreados de los gráficos
1 a 3, se demostró con la técnica de Normal Probability Plot, que los conteos registrados en las diversas
fuentes son de carácter aleatorio, ya que los datos registrados no se acercaban a un comportamiento
grafico lineal y sus histogramas no tenian forma de distribución alguna reconocida (ver gráficos 14 a 16).
Estudio de la actividad de la papa y el plátano: los únicos valores con actividad por sobre la del
background es la del interior del plátano y cáscara de papa, se propone que el valor observado en la
cáscara de papa es por la presencia de tierra la cual podría tener sedimentos activos y el interior del
plátano por la presencia de 40 K. la unica fuente radioactiva comprable seria la fuente alfa que a 3 cm de
distancia del censor indica una actividad corregida de 0.32 Bq (actividad sin corregir de fuente alfa 0.92
Bq), valor de actividad que es solo comparable al valor logrado por el interior del plátano.

Conclusiones:
Se evalúo la radiación de fondo o background, registrándose que la fuente de emisión alfa (210 Po) emitía
menos que la radiación de fondo, por lo cual su actividad corregida daba valores negativos.
Se evaluaron las fuentes por el lapso de 30 segundos y se comprobó con el método de Normal Probability
Plot, que el proceso de desintegración obedece las leyes probabilísticas.
Se evalúo los conteos en el tiempo de diversas fuentes radioactivas y se calculo su actividad y se corrigió
por el valor de actividad de fondo.
Se estudio la absorción de fuentes de radiación alfa, beta y gamma, encontrándose el valor de los
coeficientes de absorción lineal y masico de los materiales que registraban en sus datos de Actividad v/s
grosor una ley funcional del tipo
d
oeAA µ−
= , se tiene que teóricamente el mejor blindaje para bloquear
rayos gamma con una energía de 0.66 MeV es el plomo con un coeficiente de atenuación másico de 0.1
cm2
/g . se observa que a mayor coeficiente de absorción lineal el bloqueo de intensidad de radiación es
mayor
Se evalúo la actividad de las muestras a distintas distancias y se encontró que solamente podía estimarse
la dependencia de la actividad de la muestra con la distancia, para la fuente de actividad beta,
encontrándose que la relación funcional asociada es del tipo potencial 1/Xn
, donde “n” es de orden 2.
Se evalúo la actividad en muestras de alimentos, las cuales mostraron tener actividad solo comparable ala
de una fuente de radiación alfa inactiva.

VI.- Bibliografía
1. Serway, Raymond; Beichner, Robert “Física para Ciencias e Ingeniería”, Editorial Mc Graw
Hill, 2002.
2. Sears; Zemansky; Young; Freedman “Física Universitaria” Novena Edición Pearson Education
1999 México.
3. Manual de Pasco Modelo SE-7997
4. Guía Experiencia Radiación compilación preparada para el Diplomado en Tecnología Nuclear,
UTEM-CCHEN. 2012.

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