Kerma (física)

Kerma es la suma de las energías cinéticas  iniciales de todas las partículas cargadas liberadas por la radiación ionizante sin carga (como fotones o neutrones ) en una muestra de materia, dividida por la masa de la muestra. Está determinado por el coeficiente donde E tr  es la energía transferida a las partículas cargadas. El kerma es generalmente diferente de la dosis absorbida . A bajas energías de la radiación primaria, el kerma es aproximadamente igual a la dosis absorbida, mientras que a altas energías, K es mucho mayor que la dosis absorbida, ya que parte de la energía se aleja del volumen absorbente en forma de X- ray bremsstrahlung o electrones rápidos.

La unidad de kerma, así como la dosis absorbida, es julio por kilogramo , o gray , Gy ( gris inglés  , Gy); 1 Gy = 1 J/kg.

La palabra "kerma" ( ing .  kerma ) es un acrónimo del inglés " energía cinética liberada en material " o "...en materia " (energía cinética liberada en materia) , a veces " energía cinética liberada por unit ma ss" (energía cinética liberada por unidad de masa).

La energía de un fotón se transfiere a la materia a través de un proceso de dos pasos. Inicialmente, la energía se transfiere a partículas cargadas secundarias a través de varias interacciones de fotones (por ejemplo, el efecto fotoeléctrico , la dispersión de Compton , la producción de pares y la excitación fotonuclear ). Luego, estas partículas cargadas secundarias transfieren energía al medio a través de la excitación de las capas atómicas y la ionización.

Para fotones de baja energía ( E <10 MeV ), el kerma es numéricamente aproximadamente igual a la dosis absorbida; sin embargo, para fotones de mayor energía, el kerma y la dosis absorbida comienzan a diferir. El punto es que los electrones secundarios de alta energía pueden salir del volumen absorbente, y algunos de ellos también pueden perder parte de su energía a través de bremsstrahlung. Esta energía se contabilizaría en el kerma, pero no en la dosis absorbida. Para bajas energías (región de rayos X) esta diferencia es, por regla general, insignificante. La diferencia entre kerma y dosis absorbida es fácil de entender si consideramos los componentes del kerma.

De hecho, el kerma consta de dos partes: el kerma de colisión k col y el kerma radiativo k rad , es decir, K = k col + k rad . El kerma de colisión es creado por electrones que disipan su energía a través de la ionización debido a la interacción con los electrones atómicos. El kerma radiativo es creado por fotones que surgen de la interacción de partículas cargadas con núcleos atómicos, así como de la aniquilación de positrones en vuelo.

A menudo de interés es la cantidad k col , que generalmente se expresa como

k columna = K (1 − g ),

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

El incremento de kerma por unidad de tiempo se llama potencia de kerma , se mide en Gy/s.

Véase también

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