ESPECTRÓMETRO DE MASAS CICLOTRÓN EJERCICIOS

1. ESPECTRÓMETRO DE MASASCICLOTRÓNEJERCICIOS ELIZETH JOHANNA FLORIAN CASTRO COD: 200776 G12NL11

2. QUÉ ES UN ESPECTRÓMETRO DE MASAS? Es un aparato que sirve para determinar masas atómicas y moleculares, además de identificar compuestos desconocidos, para cuantificar compuestos conocidos, para elucidar la estructura y propiedades químicas de moléculas o para determinar el contenido isotópico de diferentes elementos en un mismo compuesto, es decir para analizar con gran precisión la composición de diferentes elementos químicos e isótopos atómicos, separando los núcleos atómicos en función de su relación masa-carga.

3. QUÉ ES UN ESPECTRÓMETRO DE MASAS? La detección de los compuestos es regularmente llevada a cabo con cantidades relativamente pequeñas de sustancia y así obtener información característica como el peso y algunas veces la estructura.

4. CUÁL ES EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN ESPECTRÓMETRO DE MASAS? Se basa fundamentalmente en el movimiento de partículas cargadas en un campo magnético. Se bombardea una muestra en estado gaseoso con un haz de electrones de alta energía. Las colisiones entre los electrones y los átomos (o moléculas) en estado gaseoso producen iones positivos al liberarse un electrón de cada átomo o molécula. Estos iones positivos (de masa m y carga e) se aceleran al pasar entre dos placas con cargas opuestas

5. CUÁL ES EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN ESPECTRÓMETRO DE MASAS? Los iones acelerados son desviados, por un imán, en una trayectoria circular. El radio de la trayectoria depende de la relación entre la carga y la masa (es decir, e/m). Los iones con menor relación e/m describen una curva con mayor radio que los iones que tienen una relación e/m mayor, de manera que se pueden separar los iones con cargas iguales pero distintas masas. La masa de cada ion (y por tanto del átomo o molécula original) se determina por la magnitud de su desviación.

6. CUÁL ES EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN ESPECTRÓMETRO DE MASAS? Por último, los iones llegan al detector, que registra una corriente para cada tipo de ion. La cantidad de corriente que se genera es directamente proporcional al número de iones, de modo que se puede determinar la abundancia relativa de los isótopos.

7. CUÁLES SON LAS APLICACIONES DEL ESPECTRÓMETRO DE MASAS? • En la industria biotecnológica • En criminalística • En seguridad alimentaria

8. EJEMPLOS • Determinar adulteración en la miel de abejas • Detectar e identificar el uso de fármacos de abuso en atletas (antidoping) • Monitorear los gases de la respiración en pacientes durante cirugía • Determinar la composición de materiales provenientes del espacio exterior • Localizar depósitos petroleros (midiendo precursores del petróleo en rocas) • Monitorear fermentaciones en línea • Detectar contaminantes orgánicos en el aire, agua, suelo y alimentos • Determinar algunos tipos de envenenamiento

9. QUE ES UN CICLOTRÓN? Un ciclotrón es un acelerador de partículas.

10. CUÁL ES EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN CICLOTRÓN? El ciclotrón se basa en que el periodo de rotación de una partícula cargada en el interior de un campo magnético uniforme es independiente del radio y de la velocidad. De este modo las partículas cargadas se introducen en un dispositivo con forma de "D" y son aceleradas con un voltaje alterno de frecuencia exactamente igual a wc .

11. CUÁL ES EL PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE UN CICLOTRÓN? A cada mitad de vuelta la "D" contraria cambia de polaridad dando un nuevo "empujón" y comunicando a la partícula una energía qDV. La velocidad de la partícula crece de este modo.

12. APLICACIONES Y EJEMPLOS DEL CICLOTRÓN • Producción  de los radioisótopos necesarios para las exploraciones con la técnica de tomografía de emisión de positrones (PET), y síntesis de los radiofármacos marcados con  11C, 13N, 15O, 18F.

13. APLICACIONES Y EJEMPLOS DEL CICLOTRÓN • Técnicas de irradiación con protones de materiales de interés tecnológico y/o biológico para estudios de daño por irradiación e implantación iónica (línea de haz externo de investigación).

14. APLICACIONES Y EJEMPLOS DEL CICLOTRÓN • Exploraciones de pacientes por técnica PET. • Estudio y desarrollo de nuevos fármacos para la técnica PET

15. APLICACIONES Y EJEMPLOS DEL CICLOTRÓN Exploraciones de roedores por técnica PET en escáner específico (microPET) para investigación.

16. TECNICA PET (Tomografía por emisión de positrones) es una técnica no invasiva de diagnóstico e investigación ¨in vivo¨ por imagen capaz de medir la actividad metabólica del cuerpo humano. la PET se basa en detectar y analizar la distribución tridimensional que adopta en el interior del cuerpo un radiofármaco de vida media ultracorta administrado a través de una inyección intravenosa. Según que se desee estudiar se usan diferentes radiofármacos.

17. c d b a EJERCICIOS • Calcular el campo magnético que produce una corriente I en el interior de un solenoide con una densidad de n espiras (n=N/L) SOLUCIÓN: Para solucionar este problema vamos a tomar una pequeña sección de solenoide (como lo vemos en la siguiente figura):

18. EJERCICIOS Por ley de Ampere:

19. BIBLIOGRAFIA • http://es.wikipedia.org/wiki/Ciclotr%C3%B3n • http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/elecmagnet/ciclotron/ciclo.html • http://personales.upv.es/jquiles/prffi/magnetismo/ayuda/hlpciclo.htm • http://intra.sav.us.es:8080/cna/index.php?option=com_content&view=article&catid=42%3Aciclotron&id=82%3Aaplicaciones-del-ciclotron&Itemid=62&lang=es • http://es.wikipedia.org/wiki/Espectr%C3%B3metro_de_masas • http://es.wikipedia.org/wiki/Tomograf%C3%ADa_por_emisi%C3%B3n_de_positrones