Poder de detención de partículas cargadas en la materia.

Entonces tengo este diagrama de cómo el poder de frenado de los muones cambia con la energía:

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Dependiendo de la energía, se utilizan diferentes ecuaciones para describir la variación de la potencia de frenado. Ahora, actualmente estoy leyendo sobre radioterapia externa con partículas cargadas (especialmente protones). Y mi maestro ha declarado que el poder de frenado de un protón puede describirse bastante bien con la ecuación de Bethe, ya que se cumple para los rangos de energía que usa la terapia de protones (el diagrama es probablemente un poco diferente para los protones que para los muones). Y sí, eso tiene algo de sentido, creo. Mi pregunta es entonces: las partículas, ya sea tejido o cualquier otro tipo de materia, eventualmente se detendrán, es decir, no tendrán energía en absoluto. Entonces, a su vez, ¿no significaría eso que tendría que incluir las correcciones de Anderson-Ziegler, Lindhard-Scharff para obtener la potencia de frenado correcta, o me estoy perdiendo algo (suponiendo que el diagrama se parezca un poco al de arriba). Una vez más, me han dicho que la ecuación de Bethe es "suficientemente buena" para la terapia de protones en pacientes, por lo que no estoy seguro de si también es válida si tuviera que disparar a un objetivo de hierro o algo así.

Gracias de antemano.

Lo que quiere decir es que las partículas se detienen muy abruptamente una vez que caen por debajo del umbral mínimo de ionización. La gráfica logarítmica doble muestra que en momentos por debajo de 100 MeV/c, el poder de frenado de la materia aumenta significativamente, por lo que las partículas no solo tienen menos impulso que perder, sino que también lo pierden hasta cien veces más rápido (por unidad de distancia). ). Si resuelve las ecuaciones de movimiento (efectivas), esto conduce a una parada abrupta en una distancia corta que es bastante insensible a los detalles.
Entonces, básicamente, solo significa que cuando las ecuaciones de Bethe dejan de ser válidas, la energía de una partícula es tan baja que cualquier contribución real (al menos en el caso de la terapia de protones) para transferir energía a la materia es insignificante.
Esa es la suposición habitual para muchos detectores y la he escuchado (y esto es un rumor) de colegas que estaban involucrados en la radioterapia con protones e iones pesados. Habiendo dicho eso, no reclamo ninguna experiencia y nunca miré la diferencia real entre, por ejemplo, un escenario hipotético con una pérdida de energía casi plana por debajo de la energía de ionización mínima y el mecanismo real. Creo que la mejor manera de decir esto no es que no sea importante, en realidad es bastante importante, probablemente no sea sensible a los detalles.
Lo tendré en cuenta :) Muchas gracias. Publica una respuesta si quieres recibir puntos ;)

Respuestas (1)

Durante la terapia de protones, la mayor parte del daño se produce en los últimos milímetros antes de que el haz se detenga, en el punto llamado Pico de Bragg .

Sí, la distancia de penetración está determinada en gran medida por la energía por encima de unos pocos MeV; a medida que la partícula se ralentiza, comienza a descargar más energía por unidad de longitud. Citando de "La física de los protones para el tratamiento de pacientes" (Wroe, Slater y Slater) :

Los protones y otras partículas cargadas pesadas están cerca de cumplir este objetivo: depositan la mayor parte de su energía en un pico de alta dosis (conocido como el pico de Bragg) al final de su trayectoria (Fig. 1). Este pico se crea a través de un aumento exponencial en el poder de frenado hacia el final de la trayectoria de los protones. Por lo tanto, a medida que una partícula cargada pesada (como un protón) se desacelera, la cantidad de energía que deposita por unidad de longitud cubierta aumenta exponencialmente, creando un pico de dosis alta (2). La profundidad de este pico en un material dado (como un paciente) depende de su energía inicial; la variación de esta energía permite colocar la región de dosis alta a cualquier profundidad.

Y la figura 1 del papel:

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Poder de detención de partículas cargadas en la materia.
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