. Se sabe que una variante del PMMA usado en el campo de radiologia tiene una masa atómica efectiva de 13 y una densidad de 1400 kg/m². Usando ambas aproximaciones, calcule el alcance que tendrían las particulas alfa del 241 Am (E=5.49 MeV). Nota: La densidad del aire es 0.001293 g/cm³. ​

Respuesta :

Para calcular el alcance de las partículas alfa del 241 Am en el PMMA, podemos utilizar la aproximación de la fórmula de Bethe-Bloch. Esta fórmula nos permite calcular la pérdida de energía de una partícula cargada al atravesar un material.

El alcance (R) se puede calcular utilizando la siguiente fórmula:

R = (K * Z * (Z + 1) * ρ) / (A * β²)

Donde:

  • K es una constante empírica igual a 0.307 MeV cm²/mol.
  • Z es el número atómico efectivo del material.
  • ρ es la densidad del material.
  • A es la masa atómica efectiva del material.
  • β es la velocidad de la partícula alfa en unidades de la velocidad de la luz.

Primero, necesitamos convertir la densidad del aire de g/cm³ a kg/m³. Dado que 1 g/cm³ es igual a 1000 kg/m³, la densidad del aire es de 0.001293 kg/m³.

Luego, podemos calcular el alcance utilizando las aproximaciones dadas:

Para el PMMA:

  • Z = 13
  • A = 1400 kg/m²
  • β = v/c, donde v es la velocidad de la partícula alfa y c es la velocidad de la luz.

La velocidad de la partícula alfa se puede calcular utilizando la energía cinética (E) y la masa de la partícula (m) utilizando la fórmula:

E = (γ - 1) * m * c²

Donde γ es el factor de Lorentz, que se calcula como:

γ = 1 / sqrt(1 - β²)

Podemos despejar β de la primera ecuación y sustituirlo en la segunda ecuación para obtener la velocidad de la partícula alfa en términos de la energía cinética:

β = sqrt(1 - (m * c²) / E)

Sustituyendo los valores conocidos, podemos calcular β.

Finalmente, podemos utilizar la fórmula del alcance para calcular R.

Sin embargo, es importante tener en cuenta que estas son aproximaciones y pueden haber otros factores que afecten el alcance real de las partículas alfa en el PMMA.

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