¿Cómo es que el plomo puede bloquear la radiación, y las cosas están forradas de plomo. En la película Indiana Jones 4 se mete dentro de un frigorífico forrado de plomo y de alguna manera sobrevive a la explosión y a la radiación?
Respuestas
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El plomo se utiliza para bloquear la radiación porque:
- Es muy denso. Esto significa que el número de interacciones que sufrirá una partícula de radiación es mayor a lo largo de una distancia fija, lo que hace que la radiación atenuar .
- Tiene un elevado número de protones Z. Esto significa que las partículas de radiación cargadas se dispersarán a través de grandes ángulos, causando también atenuación.
Floris
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Información adicional sobre el apantallamiento con materiales de alto Z:
Según el cuadro 3 de http://iopscience.iop.org/0022-3700/8/12/014/pdf/jbv8i12p2015.pdf Existe una estrecha relación entre el número atómico de un material y la sección transversal fotoeléctrica (la probabilidad de una interacción PE).
Trazando las cifras para gammas incidentes de 25 keV, con el $Z^4$ en el eje X y la sección transversal (en graneros) en el eje Y, se obtiene el siguiente gráfico:
Como puede ver, el $Z^4$ funciona razonablemente bien (en este rango de números atómicos, desde Carbono = 6 hasta Argón = 18).
Este efecto domina la eficacia de los materiales de apantallamiento en el rango en el que los efectos fotoeléctricos son importantes (aproximadamente hasta la energía de enlace de los electrones más internos). A energías más altas, la dispersión Compton toma el relevo; en ese punto, lo que importa es la densidad de electrones (estrechamente relacionada con la densidad del material, aunque el hidrógeno es una excepción, ya que tiene aproximadamente el doble de electrones por unidad de masa que cualquier otro material). Tenga en cuenta que la densidad y el número atómico no son necesariamente proporcionales: el wolframio tiene un Z más bajo que el plomo, pero es mucho más denso. Por mi dinero, prefiero 10 mm de blindaje de tungsteno a 10 mm de blindaje de plomo.
Si necesita un escudo fino, no hay nada como la densidad: plomo, tungsteno, oro, platino, iridio... pero de éstos el plomo es el más barato con diferencia (y fácil de mecanizar / moldear). Si se necesita un blindaje barato, y el tamaño no importa, el agua es una apuesta mucho mejor (muchos electrones por muy poco dinero). Por eso el combustible gastado suele almacenarse en piscinas de agua (con la ventaja añadida de la refrigeración).
En una explosión atómica, lo que preocupa son los rayos gamma y los neutrones. El plomo no es un escudo neutrónico especialmente eficaz; los átomos ligeros son mucho mejores, ya que el neutrón perderá más energía en cada colisión (transferencia de momento).
La gente corriente no sobrevivirá a una explosión atómica a corta distancia por culpa de unos milímetros de plomo. Pero esto es física de película...
