Biofisica

Biofisica 2[1]Presentation Transcript

1. UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO TORIBIO DE MOGROVEJO Tema: “ RADIACIONES IONIZANTES EN MEDICINA” Curso: BIOFÍSICA Integrantes:  SAUCEDO GRADOS GRABIELA PAOLA  SOLANO SERNAQUE ZARELA

2. EL ATOMO Es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos. Las fuerzas que mantienen unidos a los átomos en la molécula son primordialmente de naturaleza eléctrica.

3. ESTRUCTURA ATÓMICA Con base en la teoría atómica de Dalton, un átomo puede definirse como la unidad básica de un elemento que puede entrar en combinación química eh imaginó un átomo como una partícula extremadamente pequeña e indivisible. Sin embargo, una serie de investigaciones que empezaron en la década de 1850 y se extendieron hasta el siglo XX demostraron claramente que los átomos en realidad poseen estructura interna; es decir, están formados por partículas aún más pequeñas, llamadas partículas subatómicas. La investigación condujo al descubrimiento de tres de esas partículas: electrones, protones y neutrones

4. EL NÚCLEO ATÓMICO El núcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser: 1.- Protones.- (en griego protón significa primero). Es una partícula sub. atómica con una carga eléctrica de una unidad fundamental positiva (+) (1,602 x 10–19 culombos). Experimentalmente, se observa el protón como estable, con un límite inferior en su vida media de unos 1035 años, aunque algunas teorías predicen que el protón puede desintegrarse. El protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos

5. 2.- Neutrones.- Fuera del núcleo atómico es inestable y tiene una vida media de unos 15 minutos emitiendo un electrón y un antineutrino para convertirse en un protón. Su masa es muy similar a la de un protón. El neutrón es necesario para la estabilidad de casi todos los núcleos atómicos (la única excepción es el hidrógeno), ya que interactúa fuertemente atrayéndose con electrones y protones, pero no se repele con ninguno, como sí lo hacen los protones, que se atraen nuclearmente pero se repelen electrostáticamente. 3.- El Electrón.- En un átomo los electrones rodean al núcleo, compuesto fundamentalmente de protones y neutrones. Los electrones tienen una masa pequeña respecto al protón, y su movimiento genera corriente eléctrica en la mayoría de los metales. Estas partículas desempeñan un papel primordial en la química ya que definen las atracciones con otros átomos. Es un corpúsculo de carga eléctrica negativa , que forma parte del átomo y constituye la electricidad.

6. ISÓTOPOS Son átomos de un mismo elemento, que tienen el mismo número atómico o de protones, Z, pero distinto número másico, A, . Por ejemplo: Los isótopos se subdividen en:  Isótopos estables (existen menos de 300)  No estables o isótopos radioactivos (existe alrededor de 1200).

7. ENERGIA DE LAS ÓRBITAS ELECTRÓNICAS Las órbitas en que se hallan distribuidos los electrones orbitales representan distintos niveles de energía, identificados por las letras K, L, M, etc., desde el núcleo a la periferia. Los electrones de la órbita más externa se llaman de “valencia” y determinan la afinidad química del elemento. Cada órbita posee un “nivel energético característico”, que aumenta a medida que aumenta la distancia al núcleo. Sin embargo al acercarnos a la periferia la diferencia entre órbitas disminuye, Cuando un electrón salta desde una órbita a otra más interna pasa a un nivel energético inferior. “El exceso de energía” es liberado en forma de una radiación electromagnética característica del salto realizado .si la energía liberada es mayor de 100 eV, la radiación recibe el nombre de rayos X. si la energía es menor de 100 eV, tenemos rayos ultravioletas, visibles o infrarrojos, de acuerdo a la magnitud del salto

8. UNIDADES DE MASA DE ENERGIA Los protones y neutrones tienen masas del orden de 10-27 Kg, razón por la cual ha sido conveniente definir otra unidad, llamada unidad de masa atómica (UMA). La misa es la doceava parte de la masa atómica del Carbono de número másico 12. 1 UMA =1,66.10-24g. las masas de las principales partículas, expresadas en UMA son: protón = 1,00727 neutrón = 1,00866 electrón = 0,00055 UMA  La unidad de energía mas utilizada a nivel atómico es el electronvolt (eV).  Un eV es la energía que adquiere un electrón al ser sometido a una diferencia de potencial de 1 volt, se utilizan también sus múltiplos, como el kiloelectronvolt (KeV=103eV) y el  megaelectronvolt (MeV=106eV).

9. EQUIVALENCIA ENTRE MASA Y ENERGIA Una de las consecuencias mas importantes de la teoría de la relatividad es la equivalencia que se establece entre la masa (m) y la energía (E). La relación postulada por Einstein es: E = .c 2 m Donde c es la velocidad de la luz (3.1010 cm),y a partir de esta relación anterior es posible demostrar que: - Ésta igualdad se conoce como equivalente masa- energético

10. Es un término que designa la propagación de energía en forma de ondas electromagnéticas o partículas subatómicas a través del vacío o de un medio fluido. Aunque no es del todo correcto, es habitual emplear la palabra «radiación» para referirse a las radiaciones ionizantes. RADIACIONES IONIZANTES - Las radiaciones ionizantes (electromagnéticas o particuladas) son aquellas con energía, longitud de onda y frecuencia tales que al interaccionar con un medio le transfieren energía suficiente para desligar a un electrón de su átomo. En ese instante en el que el electrón sale desprendido (es separado) del átomo al que pertenecía, se produce un proceso que se llama ionización. - La ionización es, por lo tanto, la formación de un par de iones, el negativo (el electrón libre) y el positivo (el átomo sin uno de sus electrones).

11. - La ionización producida por una radiación incidente que interacciona con la materia (que puede ser un medio biológico) puede ser directa o indirecta. - La radiación electromagnética (rayos X y rayos gamma) es radiación indirectamente ionizante. - La radiación directamente ionizante son las partículas cargadas (como los electrones y las partículas alfa), que interaccionan con el medio reaccionando con moléculas blanco (también conocidas como moléculas diana) como el oxígeno y el agua.

12. LAS PARTICULAS ALFA son núcleos totalmente ionizados de Helio-4 (4He). Es decir, sin su envoltura de electrones correspondiente. Estos núcleos están formados por: - 2 protones - 2 neutrones. Al carecer de electrones, su carga eléctrica es positiva, de +2qe de carga, mientras que su masa es de 4 uma. Se generan habitualmente en reacciones nucleares o desintegración radiactiva de otros núclidos que se transmutan en elementos más ligeros mediante la emisión de dichas partículas. La desintegración alfa es una forma de desintegración radiactiva donde un núcleo atómico emite una partícula alfa mediante fuerzas electromagnéticas y se transforma en un núcleo con 4 unidades menos de número másico y dos unidades menos de número atómico.

13. PARTICULAS BETA Una partícula beta es un electrón que sale despedido de un suceso radiactivo. si un átomo emite una partícula beta, su carga eléctrica aumenta en una unidad positiva y el número de masa no varía. Ello es debido a que la masa del electrón es despreciable frente a la masa total del átomo. En cambio, al ser emitida una carga negativa, el átomo queda con una carga positiva más, para compensar el total de la carga eléctrica, con lo cual el número de electrones disminuye. Este proceso es debido a la desintegración de un neutrón en un protón y un electrón (desintegración beta). La desintegración o emisión beta es un proceso por el cual un núclido no estable puede transformarse en otros núclidos mediante la emisión de una partícula beta. La partícula beta puede ser un electrón, escribiéndose β-, o un positrón, β+; la diferencia fundamental entre un electrón o positrón y la partícula beta correspondiente es su origen nuclear, no es un electrón ordinario arrancado de algún orbital del átomo. Un tipo similar de desintegración en cuanto a la finalidad de volver más estable el núcleo de un núclido inestable tal como la desintegración beta es la captura electrónica.

14. LOS RAYOS GAMMA (Y) Es un tipo de radiación electromagnética producida generalmente por elementos radiactivos, procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. Este tipo de radiación tan energética también es producida en fenómenos astrofísicos de gran violencia. Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa o beta. Dada su alta energía pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo que son usados para esterilizar equipos médicos y alimentos. Los rayos gamma se producen en la desexcitación de un nucleón de un nivel excitado a otro de menor energía y en la desintegración de isótopos radiactivos. Los rayos gamma se diferencian de los rayos X en su origen, debido a que estos últimos se producen a nivel extranuclear, por fenómenos de frenamiento electrónico. Generalmente asociada con la energía nuclear y los reactores nucleares, la radiactividad se encuentra en nuestro entorno natural, desde los rayos cósmicos, que nos bombardean desde el sol y las galaxias de fuera de nuestro Sistema Solar, hasta algunos isótopos radiactivos que forman parte de nuestro entorno natural

15. INTERACCION DE LA REACCION CON LA MATERIA  Las partículas cargadas

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