Por que a frenagem de elétrons beta no material de contenção pode aumentar a taxa de kerma fora do recipiente?

Resposta

Porque a desaceleração das betas no material gera bremsstrahlung, ou seja, fótons penetrantes que podem escapar e depositar energia no ar.

Ao interagir com um material de alta densidade ou número atômico, elétrons beta perdem energia por radiação (bremsstrahlung) além das perdas por ionização.
Esses fótons têm maior alcance que as betas e podem atravessar a embalagem, aumentando a taxa de kerma em pontos externos mesmo quando as betas diretas são absorvidas.

O valor aproximado da taxa de kerma por fótons pode ser estimado por:

\( \dot{K}\approx \Phi \cdot E_{avg}\cdot \left(\dfrac{\mu_{en}}{\rho}\right)_{ar} \)

onde \( \Phi \) é a fluência de fótons (fótons·cm^-2·s^-1), \(E_{avg}\) é a energia média por fóton (J) e \((\mu_{en}/\rho)_{ar}\) é o coeficiente de transferência de energia de massa do ar (cm²/g).
Suponha \(\Phi=1\times10^{4}\ \text{fótons·cm}^{-2}\text{s}^{-1}\), \(E_{avg}=100\ \text{keV}=1{,}6\times10^{-14}\ \text{J}\) e \((\mu_{en}/\rho)_{ar}=0{,}02\ \text{cm}^{2}\text{/g}\):

\( \dot{K}\approx 1\times10^{4}\times 1{,}6\times10^{-14}\times 0{,}02 = 3{,}2\times10^{-12}\ \text{J·g}^{-1}\text{s}^{-1} = 3{,}2\times10^{-12}\ \text{Gy·s}^{-1}.\)

Convertendo para horas: \(3{,}2\times10^{-12}\times3600 \approx 1{,}15\times10^{-8}\ \text{Gy·h}^{-1}\).
Este cálculo mostra como uma fluência de fótons gerada pelo bremsstrahlung pode ser quantificada e, dependendo dos valores, resultar em kerma acima do nível de fundo.