{"id":113185,"date":"2021-09-03T08:06:41","date_gmt":"2021-09-03T07:06:41","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/que-es-la-absorcion-fotoelectrica-de-rayos-x-definicion\/"},"modified":"2021-09-03T08:06:41","modified_gmt":"2021-09-03T07:06:41","slug":"que-es-la-absorcion-fotoelectrica-de-rayos-x-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/es\/que-es-la-absorcion-fotoelectrica-de-rayos-x-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es la absorci\u00f3n fotoel\u00e9ctrica de rayos X? Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"

En el efecto fotoel\u00e9ctrico, los rayos X experimentan una interacci\u00f3n con un electr\u00f3n que est\u00e1 ligado a un \u00e1tomo. La absorci\u00f3n fotoel\u00e9ctrica domina a bajas energ\u00edas de los rayos X.\u00a0Propiedades del material <\/div><\/div><\/span><\/p>\n

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Absorci\u00f3n fotoel\u00e9ctrica de rayos X<\/span><\/h2>\n
\"Absorci\u00f3n<\/a>
Absorci\u00f3n gamma por un \u00e1tomo.<\/span>
Fuente: laradioactivite.com\/<\/span><\/figcaption><\/figure>\n

En el efecto fotoel\u00e9ctrico, un fot\u00f3n experimenta una interacci\u00f3n con un electr\u00f3n que est\u00e1 unido a un \u00e1tomo.\u00a0En esta interacci\u00f3n, el fot\u00f3n incidente desaparece por completo y el \u00e1tomo expulsa un fotoelectr\u00f3n energ\u00e9tico de una\u00a0<\/span>de sus capas<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0La energ\u00eda cin\u00e9tica del fotoelectr\u00f3n expulsado (E\u00a0<\/span>e<\/span><\/sub>\u00a0) es igual a la energ\u00eda del fot\u00f3n incidente (h\u03bd) menos la\u00a0<\/span>energ\u00eda<\/span><\/a>\u00a0de\u00a0enlace<\/a>\u00a0del fotoelectr\u00f3n en su capa original (E\u00a0<\/span>b<\/span><\/sub>\u00a0).<\/span><\/p>\n

E\u00a0<\/span><\/strong>e<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= h\u03bd-E\u00a0<\/span><\/strong>b<\/span><\/sub><\/strong><\/p>\n

Por lo tanto, los fotoelectrones solo son emitidos por el efecto fotoel\u00e9ctrico si el fot\u00f3n alcanza o supera\u00a0<\/span>un umbral de energ\u00eda<\/span><\/strong>\u00a0, la energ\u00eda de enlace del electr\u00f3n,\u00a0<\/span>la funci\u00f3n<\/span><\/strong>\u00a0de\u00a0trabajo<\/strong>\u00a0del material.\u00a0Para rayos X muy altos con energ\u00edas de m\u00e1s de cientos keV, el fotoelectr\u00f3n se lleva la mayor parte de la energ\u00eda del fot\u00f3n incidente – h\u03bd.<\/span><\/p>\n

A valores peque\u00f1os de energ\u00eda de rayos gamma, domina el efecto fotoel\u00e9ctrico<\/span><\/strong>\u00a0.\u00a0El mecanismo tambi\u00e9n se mejora para materiales de alto n\u00famero at\u00f3mico Z. No es sencillo derivar la expresi\u00f3n anal\u00edtica de la probabilidad de absorci\u00f3n fotoel\u00e9ctrica de rayos gamma por \u00e1tomo en todos los rangos de energ\u00edas de rayos gamma.\u00a0La probabilidad de absorci\u00f3n fotoel\u00e9ctrica por unidad de masa es aproximadamente proporcional a:<\/span><\/p>\n

\u03c4\u00a0<\/span><\/strong>(fotoel\u00e9ctrica)<\/span><\/sub><\/strong>\u00a0= constante x Z\u00a0<\/span><\/strong>N<\/span><\/sup><\/strong>\u00a0\/ E\u00a0<\/span><\/strong>3.5<\/span><\/sup><\/strong><\/p>\n

donde\u00a0<\/span>Z<\/span><\/strong>\u00a0es el n\u00famero at\u00f3mico, el exponente\u00a0<\/span>n<\/span><\/strong>\u00a0var\u00eda entre 4 y 5.\u00a0<\/span>E<\/span><\/strong>\u00a0es la energ\u00eda del fot\u00f3n incidente.\u00a0La proporcionalidad a potencias m\u00e1s altas del n\u00famero at\u00f3mico Z es la raz\u00f3n principal por la que se utilizan materiales con alto contenido de Z, como el plomo o el uranio empobrecido en los escudos de rayos gamma.<\/span><\/p>\n

\"Secci\u00f3n<\/a>Aunque la probabilidad de absorci\u00f3n fotoel\u00e9ctrica de fotones disminuye, en general, al aumentar la energ\u00eda de los fotones, existen\u00a0<\/span>discontinuidades marcadas<\/span><\/strong>\u00a0en la curva de secci\u00f3n transversal.\u00a0Estos se denominan\u00a0<\/span>\u00abbordes de absorci\u00f3n\u00bb.<\/span><\/strong>y corresponden a las energ\u00edas de enlace de los electrones de las capas ligadas de los \u00e1tomos.\u00a0Para los fotones con la energ\u00eda justo por encima del borde, la energ\u00eda del fot\u00f3n es suficiente para experimentar la interacci\u00f3n fotoel\u00e9ctrica con el electr\u00f3n de la capa unida, digamos K-capa.\u00a0La probabilidad de tal interacci\u00f3n es mucho mayor justo por encima de este borde que la de los fotones de energ\u00eda ligeramente por debajo de este borde.\u00a0Para los fotones por debajo de este borde, la interacci\u00f3n con el electr\u00f3n de la capa K es energ\u00e9ticamente imposible y, por lo tanto, la probabilidad cae abruptamente.\u00a0Estos bordes se producen tambi\u00e9n en las energ\u00edas de enlace de los electrones de otras capas (L, M, N\u2026 ..).<\/span><\/p>\n

Interacci\u00f3n de los rayos X con la materia<\/span><\/h2>\n

Aunque se conoce un gran n\u00famero de posibles interacciones, existen tres mecanismos clave de interacci\u00f3n con la materia.\u00a0La fuerza de estas interacciones depende de la\u00a0<\/span>energ\u00eda de los rayos X<\/span><\/strong>\u00a0y de la composici\u00f3n elemental del material, pero no mucho de las propiedades qu\u00edmicas, ya que la energ\u00eda de los fotones de rayos X es mucho mayor que las energ\u00edas de uni\u00f3n qu\u00edmica.\u00a0La absorci\u00f3n fotoel\u00e9ctrica domina\u00a0<\/span>a bajas energ\u00edas de los rayos X,<\/span><\/strong>\u00a0mientras que la dispersi\u00f3n de Compton domina a energ\u00edas m\u00e1s altas.<\/span><\/p>\n