T9. Aceleradores

¿Qué tipo de acelerador utiliza dos electrodos en forma de "D" para acelerar partículas en una trayectoria espiral?. El ciclotrón. El betatrón. El sincrotrón. El acelerador lineal (LINAC).

En un acelerador lineal (LINAC) de uso médico, ¿cuál es el rango típico de energía para los electrones?. 4 – 25 MeV. 1 – 5 MeV. 25 – 50 MeV. 100 – 200 MeV.

¿Cuál es la función principal del filtro aplanador (flattening filter) en la cabeza de un LINAC cuando se opera en modo fotones?. Conseguir un perfil de dosis plano y uniforme. Aumentar la energía del haz de electrones. Actuar como colimador primario. Generar la radiación de frenado (bremsstrahlung).

¿Qué fenómeno físico se produce cuando los electrones de alta energía impactan contra un objetivo (target) de alto número atómico (Z) en un LINAC, generando fotones de alta energía?. Radiación de frenado (Bremsstrahlung). Efecto Compton. Efecto fotoeléctrico. Producción de pares.

Según el documento, ¿cuál de las siguientes características corresponde al generador de Van der Graff?. Consigue una diferencia de potencial muy estable de hasta ~20 MV mediante efecto corona. Utiliza diodos rectificadores y condensadores para generar alto voltaje. Es el acelerador más utilizado en radioterapia externa. Acelera partículas mediante campos de radiofrecuencia en una trayectoria lineal.

¿Qué tipo de radiación emite una partícula acelerada en un sincrotrón debido a su movimiento circular, cuya potencia es proporcional a la cuarta potencia de la energía (E^4)?. Radiación de sincrotrón. Radiación gamma. Radiación de frenado. Rayos X característicos.

En un LINAC, ¿cuál es la función de los imanes curvadores (bending magnets)?. Curvar y redirigir el haz de electrones hacia la cabeza de tratamiento. Acelerar los electrones dentro de la guía de ondas. Generar las microondas para la aceleración. Aplanar el perfil de dosis del haz.

¿Cuál de los siguientes aceleradores se caracteriza por tener un imán sometido a corriente alterna (AC) y una región toroidal vacía donde orbitan electrones, funcionando de forma similar a un transformador?. El betatrón. El ciclotrón. El sincrociclotrón. El acelerador electrostático.

¿Qué componente de un LINAC es el responsable de generar los pulsos de radiofrecuencia (microondas) que aceleran los electrones, existiendo dos tipos principales: klystron y magnetrón?. Sistema generador de RF. Guía de ondas. Sistema de inyección. Cabeza del LINAC.

En el contexto de la protección radiológica y la operación de aceleradores, ¿qué componente en la cabeza del LINAC, fabricado con material de alto número atómico (↑ Z), ¿se utiliza para definir el máximo campo de irradiación y eliminar la radiación dispersa?. El colimador primario. El filtro aplanador. Las láminas del MLC (colimador multiláminas). El target.

¿Qué relación describe el momento de las partículas (p) en función del campo magnético (B) y el radio (R) en aceleradores cíclicos como el sincrotrón?. p (GeV/c) = 0,3 q B(T) R(m). p (GeV/c) = q B(T) / R(m). p (GeV/c) = 0,3 R(m) / (q B(T)). p (GeV/c) = 3 q B(T) R(m).

¿Cuál fue la primera reacción nuclear artificial, lograda con un acelerador de Cockcroft-Walton?. p + ⁷Li → α + α. p + ⁹Be → ⁶Li + α. α + ¹⁴N → ¹⁷O + p. n + ²³⁵U → fisión.

¿Cómo se consigue la aceleración en la guía de ondas de un LINAC para que los electrones sigan el campo eléctrico de la onda de radiofrecuencia?. Utilizando cavidades que ralentizan la fase de la onda para mantener la sincronización con los electrones. Aumentando la velocidad de la onda de radiofrecuencia a medida que los electrones se aceleran. Aplicando un campo magnético constante a lo largo de toda la guía. Haciendo que los electrones viajen en el valle de la onda para ser empujados hacia atrás.

Según la tabla resumen del documento, ¿qué tipo de acelerador presenta una trayectoria circular con campo eléctrico (E) variable y campo magnético (B) variable?. Sincrotrón. Ciclotrón. Betatrón. Acelerador lineal.

¿Cuál de las siguientes NO es una parte fundamental de un acelerador lineal (LINAC) según el documento?. Cámara de niebla para visualizar la trayectoria de las partículas. Sistema de inyección de electrones. Guía de ondas para la aceleración. Cabeza del LINAC que contiene los colimadores y el target.

¿Qué función cumple el sistema de transporte del haz en un LINAC, específicamente mediante el uso de imanes curvadores?. Redirigir el haz y seleccionar la energía de los electrones. Generar los pulsos de microondas. Enfriar el sistema para evitar el sobrecalentamiento. Crear el vacío dentro de la guía de ondas.

¿Qué material se utiliza típicamente para fabricar el target en un LINAC, debido a su alto número atómico (Z) y alto punto de fusión?. Tungsteno. Aluminio. Plástico. Carbono.

En un LINAC que opera en modo electrones, ¿qué se utiliza en lugar del target y el filtro aplanador para ensanchar el haz. Una lámina dispersora (scattering foil). Un colimador primario adicional. Un imán selector de energía. Un filtro de cobre.

¿Cuál es la principal ventaja del acelerador lineal Elekta Versa HD mencionada en el documento?. Mayor rapidez y precisión en los tratamientos. Mayor tamaño y complejidad. Menor costo de mantenimiento. Capacidad para generar isótopos radiactivos.

¿Qué tipo de colimador está compuesto por decenas de láminas independientes que se mueven a lo largo del tratamiento para conformar el campo de radiación con formas arbitrarias?. El colimador multiláminas (MLC). El colimador primario. El colimador secundario. El colimador de aletas.

En el generador de Cockcroft-Walton, ¿qué componentes se utilizan para convertir corriente alterna (AC) en corriente continua (DC) de alto voltaje?. Diodos rectificadores y condensadores. Cintas transportadoras y puntas de descarga. Cavidades de radiofrecuencia. Imanes superconductores.

¿Qué efecto se aprovecha en el generador de Van der Graff para transferir la carga desde la cinta transportadora al conductor hueco?. El efecto corona. El efecto fotoeléctrico. El efecto Joule. El efecto termoiónico.

Según el documento, ¿por qué los aceleradores lineales (LINAC) han dejado en desuso a los betatrones?. Porque los LINAC son más versátiles y eficientes. Porque los betatrones no pueden acelerar electrones. Porque los betatrones generan radiación de sincrotrón peligrosa. Porque los LINAC no necesitan refrigeración.

En el contexto de los aceleradores cíclicos, ¿qué ocurre con la potencia de la radiación emitida (Prad) al aumentar la masa de la partícula acelerada?. Prad ∝ 1/m² (disminuye al aumentar la masa). Prad ∝ m² (aumenta al aumentar la masa). Prad ∝ 1/m (disminuye linealmente). Prad ∝ m (aumenta linealmente).

¿Qué magnitud caracteriza a los sincrotrones y se define en unidades de [1/cm² s]?. La luminosidad. La energía de la radiación. El campo magnético máximo. La frecuencia de revolución.

¿Cuál es la función principal de los módulos pulsados en el sistema de generación de RF de un LINAC?. Generar pulsos de muy alto voltaje durante tiempos muy cortos (t <<). Aumentar la corriente continua de la red eléctrica. Enfriar el klystron o magnetrón. Sincronizar la inyección de electrones.

¿Qué porcentaje de la potencia suministrada a un LINAC se convierte en calor, según se menciona en el documento?. 50%. 10%. 25%. 75%.

En un LINAC, ¿cómo se logra que los electrones viajen en la "cresta" de la onda de radiofrecuencia para absorber energía continuamente?. Diseñando cavidades con distancias crecientes para compensar el aumento de velocidad de los electrones. Aumentando la frecuencia de la onda a medida que los electrones avanzan. Disminuyendo la amplitud de la onda a lo largo del tubo. Manteniendo la velocidad de la onda constante independientemente de la velocidad del electrón.

¿Qué tipo de radiación se produce además de la radón de frenado cuando los electrones interactúan con el target de un LINAC?. Rayos X característicos del material del target. Radiación alfa. Neutrones de alta energía. Radiación infrarroja.

¿Qué sucede con el campo eléctrico de la onda de RF en un LINAC si se usara un tubo recto sin cavidades?. La onda viajaría demasiado rápido para que los electrones la sigan. La onda no podría propagarse. Los electrones se acelerarían demasiado rápido. El campo eléctrico sería nulo.

Según la tabla resumen, ¿qué tipo de acelerador mantiene el campo eléctrico (E) constante y el campo magnético (B) variable, resultando en una trayectoria espiral creciente?. Sincrociclotrón. Ciclotrón. Betatrón. Acelerador lineal.

En el generador de Van der Graff tipo Tándem, ¿qué permite obtener una mayor energía?. El uso de "dos correas" que permiten conseguir más carga. El uso de un único conductor hueco de mayor tamaño. La eliminación del efecto corona. La sustitución del aire por gas SF6.

¿Cuál de los siguientes aceleradores se considera un acelerador electrostático?. El generador de Cockcroft-Walton. El ciclotrón. El betatrón. El sincrotrón.

¿Qué relación existe entre la potencia de la radiación de sincrotrón (Prad) y la masa (m) de la partícula acelerada?. A mayor masa, menor radiación emitida. A mayor masa, mayor radiación emitida. No existe relación entre masa y radiación emitida. La radiación es independiente de la masa.

¿Para qué sirve el selector de velocidades, que utiliza un campo magnético, en el sistema de transporte del haz de un LINAC?. Para curvar el haz en función de su energía (r = r(E)). Para aumentar la velocidad de los electrones. Para generar los pulsos de microondas. Para enfriar el haz antes de salir al exterior.

En el contexto de la producción de fotones en un LINAC, ¿cuál es la forma característica del perfil de dosis generado por la radiación de frenado antes de ser aplanado?. Forma de gota (mayor intensidad en el centro). Perfil perfectamente plano. Perfil anular con menor intensidad en el centro. Forma de pico muy estrecho.

¿Qué componente en la cabeza del LINAC se encarga de eliminar la radiación dispersa fuera del campo útil y no se mueve durante el tratamiento?. Colimador primario. Filtro aplanador. MLC (colimador multiláminas). Target.

¿Qué tipo de acelerador utiliza campos de radiofrecuencia en cavidades para acelerar partículas en línea recta?. Acelerador lineal (LINAC). Ciclotrón. Sincrotrón. Betatrón.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre los sincrotrones es correcta según el documento?. Requieren sincronización entre el campo eléctrico y el campo magnético. El campo magnético se mantiene constante durante la aceleración. No emiten radiación durante su funcionamiento. Solo pueden acelerar electrones.

¿Qué tipo de acelerador cíclico mantiene el campo magnético constante y utiliza un campo eléctrico de radiofrecuencia para acelerar partículas en una trayectoria espiral creciente?. El ciclotrón. El betatrón. El sincrotrón. El sincrociclotrón.

¿Cuál es la principal diferencia entre un klystron y un magnetrón en el sistema de generación de RF de un LINAC?. El klystron es más grande y potente (>8 MW), mientras que el magnetrón es más pequeño y de menor potencia (~1,7 MW). El magnetrón es más grande y potente que el klystron. El klystron se usa solo en aceleradores antiguos. El magnetrón no necesita refrigeración.

Según la tabla resumen, ¿qué acelerador presenta una trayectoria circular con campo eléctrico (E) constante y campo magnético (B) variable?. Betatrón. Ciclotrón. Sincrociclotrón. Sincrotrón.

¿Qué ocurre con la energía de los electrones en un LINAC si se coloca el target directamente a la salida de la guía de ondas?. Se produce un haz de fotones de alta energía. Se produce un haz de electrones de baja energía. El haz se dispersa sin generar radiación útil. El sistema se sobrecalienta.

¿Qué tipo de acelerador se menciona en el documento como el responsable de la "primera reacción nuclear artificial"?. Cockcroft-Walton. Van der Graff. Ciclotrón. Betatrón.

¿Qué característica principal tienen los aceleradores electrostáticos en comparación con otros tipos?. Consiguen una diferencia de potencial muy estable pero generalmente más baja que los cíclicos. Aceleran partículas mediante campos magnéticos variables. Son los más utilizados en radioterapia moderna. Solo pueden acelerar electrones.

En un LINAC, ¿para qué se utiliza el filtro aplanador?. Para dar un perfil de dosis uniforme al haz de fotones. Para generar los electrones. Para curvar el haz de electrones. Para aumentar la energía del haz.

¿Qué ventaja ofrece el colimador multiláminas (MLC) en radioterapia?. Permite conformar el campo de radiación a la forma del tumor con alta precisión. Es más barato que los colimadores convencionales. No requiere mantenimiento. Aumenta la energía del haz.

Según el documento, ¿qué parámetro debe ajustarse para controlar la curvatura de los electrones en los imanes curvadores de un LINAC?. El campo magnético se ajusta según la energía del haz. La temperatura de los imanes. La frecuencia de los pulsos de RF. El vacío dentro de la guía.

¿Cuál es la función de la cinta transportadora en el generador de Van der Graff?. Transportar un flujo continuo de carga (p+) desde la base hasta el conductor hueco. Generar el alto voltaje por inducción magnética. Refrigerar el sistema. Crear el vacío necesario para la aceleración.

¿Qué relación existe entre la trayectoria de los electrones y los campos magnéticos (B) en el sistema de transporte de un LINAC?. Los campos magnéticos se aplican perpendicularmente a la trayectoria para curvar el haz (B ⟶ perpendicular a la trayectoria). Los campos magnéticos se aplican paralelamente a la trayectoria para acelerar el haz. Los campos magnéticos no influyen en la trayectoria de los electrones. Los campos magnéticos se utilizan únicamente para generar el haz de electrones en la fuente.