livro proteção radiológica

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Indaial – 2019
Proteção radiológica e 
radiobiologia
Prof. Daniel Ricardo Lerch Machado
1a Edição
Copyright © UNIASSELVI 2019
Elaboração:
Prof. Daniel Ricardo Lerch Machado
Revisão, Diagramação e Produção:
Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI
Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri 
UNIASSELVI – Indaial.
Impresso por:
M149p
Machado, Daniel Ricardo Lerch
Proteção radiológica e radiobiologia. / Daniel Ricardo 
Lerch Machado. – Indaial: UNIASSELVI, 2019.
201 p.; il.
ISBN 978-85-515-0429-1
1. Radiologia. - Brasil. II. Centro Universitário Leonardo 
Da Vinci.
CDD 616.0757
III
aPresentação
Caro acadêmico de Radiologia, este livro didático foi desenvolvido 
para facilitar seu pleno entendimento dos conteúdos de Proteção Radiológica 
e Radiobiologia. Queremos obter o máximo de aproveitamento dos benefícios 
das radiações ionizantes para o bem-estar do ser humano, minimizando ao 
máximo os riscos do seu uso.
Os riscos surgem quando usamos a radiação ionizante sem respeitar 
os critérios de segurança e proteção radiológica. Queremos formar 
profissionais que tenham maturidade e responsabilidade com o uso das 
radiações ionizantes, zelando pela sua saúde, dos colegas de trabalho, dos 
pacientes, acompanhantes e familiares.
Prezado acadêmico, o conteúdo encontra-se dividido em três 
unidades, com seus respectivos tópicos, facilitando o entendimento e a 
construção do conhecimento.
Na Unidade 1, conheceremos os tópicos de física nuclear. Em 
disciplinas anteriores, você aprendeu sobre a radiação produzida por 
eletricidade na eletrosfera e, agora, vai compreender a radiação originada 
dentro do núcleo do átomo. Estudará as unidades e grandezas aplicadas à 
física nuclear, além de conhecer os detectores de radiação, tão importantes 
para a segurança dos profissionais e para população em geral.
Na Unidade 2, conheceremos questões de proteção radiológica 
propriamente ditas, dosimetria, limites de dose, uso correto dos equipamentos 
de proteção individual (EPI) e a legislação, que institui as normas de 
segurança e proteção para o uso das radiações ionizantes.
Na Unidade 3, reuniremos conteúdos sobre a radiobiologia de forma 
estruturada, permitindo ao aluno conhecer os efeitos nocivos das radiações 
ionizantes sobre os tecidos biológicos. Por fim, o acadêmico analisará alguns 
acidentes radiológicos e nucleares que marcaram a história, podendo julgar 
e formar uma opinião crítica a respeito.
Dessa forma, você conseguirá obter, com excelência, os conhecimentos 
necessários para desenvolver seu perfil profissional, conseguindo atuar nos 
processos de obtenção de imagens para fins diagnósticos e terapêuticos, 
compreendendo os riscos e a importância de aplicar corretamente os 
princípios de proteção radiológica.
Desejamos a você uma ótima leitura!
Bons estudos!
Prof. Daniel Ricardo Lerch Machado
IV
Você já me conhece das outras disciplinas? Não? É calouro? Enfim, tanto para 
você que está chegando agora à UNIASSELVI quanto para você que já é veterano, há 
novidades em nosso material.
Na Educação a Distância, o livro impresso, entregue a todos os acadêmicos desde 2005, é 
o material base da disciplina. A partir de 2017, nossos livros estão de visual novo, com um 
formato mais prático, que cabe na bolsa e facilita a leitura. 
O conteúdo continua na íntegra, mas a estrutura interna foi aperfeiçoada com nova 
diagramação no texto, aproveitando ao máximo o espaço da página, o que também 
contribui para diminuir a extração de árvores para produção de folhas de papel, por exemplo.
Assim, a UNIASSELVI, preocupando-se com o impacto de nossas ações sobre o ambiente, 
apresenta também este livro no formato digital. Assim, você, acadêmico, tem a possibilidade 
de estudá-lo com versatilidade nas telas do celular, tablet ou computador. 
 
Eu mesmo, UNI, ganhei um novo layout, você me verá frequentemente e surgirei para 
apresentar dicas de vídeos e outras fontes de conhecimento que complementam o assunto 
em questão. 
Todos esses ajustes foram pensados a partir de relatos que recebemos nas pesquisas 
institucionais sobre os materiais impressos, para que você, nossa maior prioridade, possa 
continuar seus estudos com um material de qualidade.
Aproveito o momento para convidá-lo para um bate-papo sobre o Exame Nacional de 
Desempenho de Estudantes – ENADE. 
 
Bons estudos!
NOTA
Olá acadêmico! Para melhorar a qualidade dos 
materiais ofertados a você e dinamizar ainda mais 
os seus estudos, a Uniasselvi disponibiliza materiais 
que possuem o código QR Code, que é um código 
que permite que você acesse um conteúdo interativo 
relacionado ao tema que você está estudando. Para 
utilizar essa ferramenta, acesse as lojas de aplicativos 
e baixe um leitor de QR Code. Depois, é só aproveitar 
mais essa facilidade para aprimorar seus estudos!
UNI
V
VI
VII
UNIDADE 1 – TÓPICOS DE FÍSICA NUCLEAR ............................................................................. 1
TÓPICO 1 – CONCEITOS BÁSICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES ................................... 3
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................................................... 3
2 CONCEITO DE RADIAÇÃO ............................................................................................................. 3
2.1 RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA ............................................................................................ 4
2.2 RADIAÇÃO CORPUSCULAR ....................................................................................................... 7
2.3 RADIAÇÃO IONIZANTE ............................................................................................................ 12
RESUMO DO TÓPICO 1...................................................................................................................... 14
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................... 15
TÓPICO 2 – UNIDADES E GRANDEZAS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES ....................... 17
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................... 17
2 GRANDEZAS FÍSICAS ..................................................................................................................... 17
2.1 GRANDEZA EXPOSIÇÃO ........................................................................................................... 17
2.2 GRANDEZA KERMA ................................................................................................................... 18
2.3 GRANDEZA ATIVIDADE............................................................................................................ 19
2.4 GRANDEZA FATOR DE QUALIDADE ................................................................................... 19
2.5 GRANDEZA DOSE ABSORVIDA ............................................................................................... 20
3 GRANDEZAS DE PROTEÇÃO ....................................................................................................... 21
3.1 GRANDEZA DOSE EQUIVALENTE ......................................................................................... 21
3.2 GRANDEZA DOSE EFETIVA ...................................................................................................... 22
3.3 GRANDEZA DOSE EFETIVA COMPROMETIDA .................................................................. 24
4 GRANDEZAS OPERACIONAIS ..................................................................................................... 24
4.1 EQUIVALENTE DE DOSE PESSOAL ......................................................................................... 24
4.2 EQUIVALENTE DE DOSE AMBIENTE ..................................................................................... 25
RESUMO DO TÓPICO 2......................................................................................................................26
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................... 27
TÓPICO 3 – RADIOATIVIDADE ...................................................................................................... 29
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................... 29
2 OS PRIMEIROS EXPERIMENTOS COM A RADIOATIVIDADE .......................................... 29
3 O PAPEL DO CASAL CURIE NA HISTÓRIA DA RADIOATIVIDADE ............................... 30
4 ENTENDENDO A RADIOATIVIDADE ........................................................................................ 31
4.1 RADIOATIVIDADE NATURAL.................................................................................................. 32
4.2 RADIOATIVIDADE ARTIFICIAL ............................................................................................... 34
4.2.1 Produção artificial de radioisótopos .................................................................................. 36
RESUMO DO TÓPICO 3...................................................................................................................... 45
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................... 46
TÓPICO 4 – DECAIMENTO RADIOATIVO E SUAS INTERAÇÕES ....................................... 47
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................... 47
2 CONCEITO DE DECAIMENTO ..................................................................................................... 47
3 LEIS DA DESINTEGRAÇÃO RADIOATIVA .............................................................................. 49
sumário
VIII
4 GRANDEZAS DE DECAIMENTO ................................................................................................. 50
5 INTERAÇÕES NO PROCESSO DE DECAIMENTO .................................................................. 53
LEITURA COMPLEMENTAR ............................................................................................................. 55
RESUMO DO TÓPICO 4...................................................................................................................... 57
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................... 58
UNIDADE 2 – PROTEÇÃO RADIOLÓGICA ................................................................................. 59
TÓPICO 1 – DETECTORES DE RADIAÇÃO .................................................................................. 61
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................... 61
2 PROPRIEDADES DE UM DETECTOR .......................................................................................... 61
2.1 EFICIÊNCIA DE UM DETECTOR ............................................................................................. 62
3 FATORES PARA A ESCOLHA DE UM DETECTOR .................................................................. 63
4 TIPOS DE DETECTORES ................................................................................................................. 64
4.1 DETECTORES POR MEIO DA IONIZAÇÃO DE GASES ....................................................... 64
4.2 DETECTORES POR MEIO DE ESTADOS SÓLIDOS ............................................................... 74
RESUMO DO TÓPICO 1...................................................................................................................... 83
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................... 85
TÓPICO 2 – DOSIMETRIA E EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI) ...... 87
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................... 87
2 DOSÍMETRO ....................................................................................................................................... 87
2.1 FILME DOSIMÉTRICO ................................................................................................................. 88
2.2 DOSÍMETRO DE LEITURA INSTANTÂNEA .......................................................................... 90
2.3 DOSÍMETRO TERMOLUMINESCENTE ................................................................................... 91
2.4 CUIDADOS COM O USO DO DOSÍMETRO ............................................................................ 93
3 EQUIPAMENTO DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI) ............................................................. 95
3.1 EPI FORNECIDO PARA OS PROFISSIONAIS DA RADIOLOGIA ....................................... 96
3.2 CUIDADOS COM O EPI .............................................................................................................. 98
3.3 TESTES DOS EPIs ........................................................................................................................ 100
RESUMO DO TÓPICO 2.................................................................................................................... 102
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................. 103
TÓPICO 3 – CONCEITOS BÁSICOS DE BLINDAGEM ............................................................ 105
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 105
2 CONCEITOS IMPORTANTES DE BLINDAGEM .................................................................... 105
3 APLICABILIDADE DAS BLINDAGENS .................................................................................... 106
3.1 BLINDAGENS DAS INSTALAÇÕES ....................................................................................... 109
RESUMO DO TÓPICO 3.................................................................................................................... 118
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................. 119
TÓPICO 4 – PRINCÍPIOS DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA
 E SUA REGULAMENTAÇÃO .................................................................................... 121
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 121
2 REGULAMENTAÇÃO DA PROTEÇÃO RADIOLÓGICA ..................................................... 121
2.1 REGULAMENTAÇÃO NO BRASIL ......................................................................................... 122
3 PRINCÍPIOS DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA........................................................................ 124
3.1 PRINCÍPIO DA JUSTIFICATIVA .............................................................................................. 124
3.2 PRINCÍPIO DA OTIMIZAÇÃO ................................................................................................ 126
3.3 PRINCÍPIO DA LIMITAÇÃO DE DOSE .................................................................................. 129
3.4 PRINCÍPIO DA PREVENÇÃO DE ACIDENTES .................................................................... 133
RESUMO DO TÓPICO 4.................................................................................................................... 135
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................. 136
IX
UNIDADE 3 – RADIOBIOLOGIA ...................................................................................................139
TÓPICO 1 - INTRODUÇÃO À RADIOBIOLOGIA ..................................................................... 141
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 141
2 EXPOSIÇÃO ÀS RADIAÇÕES ...................................................................................................... 142
2.1 EXPOSIÇÃO A DOSES ALTAS X EXPOSIÇÃO A DOSES BAIXAS .................................... 142
3 RADIOSSENSIBILIDADE DOS TECIDOS ............................................................................... 144
3.1 CLASSIFICAÇÃO DA RADIOSSENSIBILIDADE ................................................................ 145
4 HORMESIS DA RADIAÇÃO ........................................................................................................ 146
RESUMO DO TÓPICO 1.................................................................................................................... 148
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................. 149
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 151
TÓPICO 2 – CITOLOGIA E INTERAÇÃO DA CÉLULA COM
 A RADIAÇÃO IONIZANTE ...................................................................................... 151
2 FISIOLOGIA CELULAR ................................................................................................................ 152
3 INTERAÇÃO DA CÉLULA COM A RADIAÇÃO IONIZANTE ........................................... 156
3.1 ESTRUTURA DO DNA............................................................................................................... 156
3.2 IRRADIAÇÃO DE MACROMOLÉCULAS ............................................................................. 158
3.3 ESTÁGIOS DE AÇÃO APÓS A INTERAÇÃO COM A RADIAÇÃO .................................. 159
3.4 MECANISMOS DE AÇÃO DA RADIAÇÃO COM AS CÉLULAS
 DO CORPO HUMANO .............................................................................................................. 159
RESUMO DO TÓPICO 2.................................................................................................................... 162
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................. 163
TÓPICO 3 – EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES .............................. 165
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 165
2 FORMAS DE IRRADIAÇÃO ......................................................................................................... 165
3 DEPENDÊNCIA DOS EFEITOS NOCIVOS DA RADIAÇÃO ............................................... 166
3.1 PODER DE IONIZAÇÃO DE UMA RADIAÇÃO .................................................................. 166
3.2 PODER DE PENETRAÇÃO DE UMA RADIAÇÃO .............................................................. 168
3.3 TIPO DE TECIDO ATINGIDO ................................................................................................... 169
4 CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS..................................................................... 170
4.1 EFEITO ESTOCÁSTICO ............................................................................................................. 171
4.2 EFEITO DETERMINÍSTICO ....................................................................................................... 171
4.3 EFEITO SOMÁTICO ................................................................................................................... 172
4.4 EFEITO HEREDITÁRIO ............................................................................................................. 172
4.5 CARACTERIZAÇÃO DO EFEITO IMEDIATO OU TARDIO............................................... 173
5 FATORES QUE INFLUENCIAM O DANO BIOLÓGICO INSTALADO ............................. 173
5.1 REVERSIBILIDADE..................................................................................................................... 174
5.2 TRANSMISSIVIDADE ................................................................................................................ 174
5.3 FATORES DE INFLUÊNCIA ..................................................................................................... 175
6 SÍNDROME AGUDA DAS RADIAÇÕES................................................................................... 176
6.1 DOSE LETAL ................................................................................................................................ 180
RESUMO DO TÓPICO 3.................................................................................................................... 182
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................. 184
TÓPICO 4 – ACIDENTES RADIOLÓGICOS E NUCLEARES QUE
 MARCARAM O MUNDO .......................................................................................... 185
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................................. 185
2 CHERNOBYL (1986) – ACIDENTE NUCLEAR .......................................................................... 185
X
3 GOIÂNIA (1987) – ACIDENTE RADIOLÓGICO ...................................................................... 188
4 FUKUSHIMA (2011) – ACIDENTE NUCLEAR .......................................................................... 192
RESUMO DO TÓPICO 4.................................................................................................................... 196
AUTOATIVIDADE ............................................................................................................................. 197
REFERÊNCIAS ..................................................................................................................................... 199
1
UNIDADE 1
TÓPICOS DE FÍSICA NUCLEAR
OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM
PLANO DE ESTUDOS
A partir do estudo desta unidade, você deverá ser capaz de:
• conhecer os tipos de ondas e partículas que são radiações ionizantes;
• compreender as grandezas e unidades aplicadas ao estudo das 
radiações ionizantes;
• compreender os conceitos e aspectos históricos sobre a 
radioatividade;
• conhecer o processo de decaimento radioativo dos elementos na 
busca da estabilidade atômica.
Esta unidade está dividida em quatro tópicos. No decorrer da unidade 
você encontrará autoatividades com o objetivo de reforçar o conteúdo 
apresentado.
TÓPICO 1 – CONCEITOS BÁSICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
TÓPICO 2 – UNIDADES E GRANDEZAS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 
TÓPICO 3 – RADIOATIVIDADE
TÓPICO 4 – DECAIMENTO RADIOATIVO E SUAS INTERAÇÕES
2
3
TÓPICO 1
UNIDADE 1
CONCEITOS BÁSICOS DAS RADIAÇÕES 
IONIZANTES
1 INTRODUÇÃO
2 CONCEITO DE RADIAÇÃO
A radiação sempre esteve presente na vida do homem, e o fato de habitar 
o planeta Terra o expõe aos raios cósmicos, aos raios ultravioletas do Sol, tanto 
que é importante e recomendado o uso de protetor solar com barreiras UVA e 
UVB, bloqueando a passagem das radiações na pele.
 
Os seres humanos estão expostos às radiações naturais e podem ser ex-
postos às radiações artificiais. Na forma artificial, podemos citar os exames de 
raio-x, cuja radiação é obtida por meio da transformação de energia elétrica em 
radiação eletromagnética ionizante. Citamos também a medicina nuclear, uma 
área médica que utiliza fontes de radionuclídeos, obtidos artificialmente, com 
finalidades diagnóstica e terapêutica. Na medicina nuclear, por exemplo, são uti-
lizados o molibdênio e o iodo que, na natureza, não são radioativos, sendo con-siderados nuclídeos. Contudo, depois de passarem por uma transição nuclear (o 
núcleo sai do equilíbrio e passa para um estado instável), os núcleos dos átomos 
passam a emitir energia na forma de radiação ionizante corpuscular beta, e uma 
radiação eletromagnética residual, denominada radiação gama, tornando o mo-
libdênio e o iodo radionuclídeos.
Serão essas as questões que abordaremos neste tópico, para que você en-
tenda as bases do estudo das radiações ionizantes.
Vamos relembrar um conceito importante daqui para frente: o que é uma 
radiação?
A radiação é uma energia emitida e transferida por intermédio do espaço, 
podendo ou não necessitar de um meio de transporte para se propagar em todas 
as direções. Segundo Tilly Jr. (2010), existem três tipos de radiações: as mecânicas, 
as eletromagnéticas e as corpusculares.
a) Radiação mecânica: o som é uma radiação mecânica, surge da vibração de 
um material, propaga-se por intermédio do espaço e precisa de um meio de 
propagação, no caso, o ar. O som não consegue se propagar no vácuo.
UNIDADE 1 | TÓPICOS DE FÍSICA NUCLEAR
4
b) Radiação eletromagnética: surge de perturbações eletrônicas, ou seja, da 
movimentação de elétrons, envolvendo a oscilação de campos elétricos e 
magnéticos.
c) Radiação corpuscular: surge de interações dentro do núcleo do átomo. Estas 
são emitidas e transferidas por intermédio do espaço e precisam de um meio de 
propagação. Precisam de um corpo, de uma partícula para transferir a energia 
pelo espaço.
Neste momento, a radiação mecânica não tem grande importância 
para nós. Por esse motivo, deixaremos de lado. Focaremos nossos esforços nos 
conceitos de radiação eletromagnética e radiação corpuscular.
2.1 RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA
A radiação (energia) eletromagnética está mais presente em nossa rotina 
do que imaginamos, por exemplo: as ondas do rádio, o sinal de televisão, 
a internet Wi-Fi, os celulares, o micro-ondas, a luz visível, o infravermelho, a 
radiação ultravioleta, o raio-x etc.
Descrita por James C. Maxwell, a radiação eletromagnética foi percebida 
por observação de cargas elétricas (elétrons) em movimento, produzindo um 
campo elétrico induzido e variável no tempo. Maxwell percebeu que o processo 
não terminava. Assim, o fenômeno foi se repetindo e se propagando no espaço.
Maxwell demonstrou, de forma clara, que a propagação de energia 
eletromagnética por meio de vibrações de campos elétricos e campos magnéticos 
induzidos e variáveis no tempo tinha característica de duas ondas oscilantes. É a 
chamada onda eletromagnética.
FIGURA 1 – ILUSTRAÇÃO DA PROPAGAÇÃO DESCRITA POR MAXWELL
 
FONTE: <https://www.todamateria.com.br/eletromagnetismo//>. Acesso em: 18 jun. 
2019.
TÓPICO 1 | CONCEITOS BÁSICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
5
Uma onda eletromagnética é considerada uma radiação por não precisar 
de um meio de propagação. Propaga-se em linha reta, no vácuo, e possue a 
velocidade da luz no ar, que se aproxima dos 300.000 m/s. Mesmo não possuindo 
massa, pode carregar uma grande quantidade de energia. Por esse motivo, é 
importante mencionar a Teoria do Quanta, desenvolvida por Max Planck (1901) 
e Albert Einstein (1905). 
Os cientistas descreveram que a radiação eletromagnética se propaga 
como pequenos pulsos de energia, chamados de pacotes de energia, quantum 
ou fótons. Segundo Tilly Jr. (2010), um fóton é a menor porção de radiação 
eletromagnética. Podemos dizer que um fóton é um único “raio” de luz.
Um fóton se comporta como uma partícula, porém sem massa, só 
energia. Essa característica permite um melhor controle da sua energia e suas 
interações com a matéria. Se o comportamento de onda fosse mantido, teríamos 
momentos variados durante a ondulação, com picos mais altos de energia e, em 
outros momentos, picos mais baixos.
 
Do ponto de vista radiológico, torna-se mais interessante uma abordagem 
quântica em relação às ondas eletromagnéticas. No caso das exposições médicas, 
seria impossível ter uma precisão adequada do uso do raio-x se fosse mantido 
um comportamento oscilante de uma onda. Já como um pacote de energia, fica 
mais fácil ajustar os parâmetros com pouquíssima variação.
IMPORTANT
E
A física descreve que a energia de um fóton é diretamente proporcional 
à frequência, e inversamente proporcional ao seu comprimento de onda. A constante de 
Planck é 6,626 x 10-34 Joules/segundos.
As radiações eletromagnéticas podem variar entre radiações ionizantes e 
radiações não ionizantes. Conforme observado no espectro eletromagnético, do 
ultravioleta em diante, são as radiações com menor comprimento de onda, assim, 
todas ionizantes.
UNIDADE 1 | TÓPICOS DE FÍSICA NUCLEAR
6
FIGURA 2 – ESPECTRO ELETROMAGNÉTICO
FONTE: <https://medium.com/ubntbr/como-o-sinal-wifi-%C3%A9-propagado-na-
natureza-d87daef39575>. Acesso em: 27 jun. 2019.
Segundo Tilly Jr. (2010), essa classificação utiliza como referências o 
comprimento de onda e a quantidade de energia que as radiações transferem.
As radiações eletromagnéticas ionizantes que interessarão no momento 
são: raio-x e raio gama. 
• Raio-x
O raio-x é produzido por interações ocorridas na eletrosfera do átomo, 
onde ocorre a transformação de energia elétrica em energia eletromagnética. 
Como você já aprendeu, a produção do raio-x ocorre por freamento e/ou saltos 
eletrônicos.
O raio-x não possui carga e nem massa, é energia pura como a luz. Seu 
comprimento de onda é de 10-8 m, maior do que a radiação gama, sendo um pouco 
menos penetrante.
• Raio gama (γ)
É produzido por interações dentro do núcleo do átomo. A energia é 
emitida do núcleo quando este se encontra em estado instável, com desequilíbrio. 
A radiação gama tende a ser residual. Em radioisótopos metaestáveis, podemos 
ter a emissão de radiação gama pura.
TÓPICO 1 | CONCEITOS BÁSICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
7
Há falta de carga e massa, preservando todas as características de uma 
radiação eletromagnética, assim como o raio-x. Seu comprimento de onda é 
menor que 10-11 m, sendo menor que a radiação X, e bem mais penetrante.
ATENCAO
A diferença entre as duas radiações eletromagnéticas ionizantes está na sua 
origem e no seu comprimento de onda.
IMPORTANT
E
A radiação corpuscular é a emissão de uma partícula alfa ou beta, sempre com 
origem no núcleo de um átomo quando este se encontrar em um estado instável e sofrer o 
processo de decaimento radioativo.
2.2 RADIAÇÃO CORPUSCULAR
Segundo Hironaka et al. (2012), sempre que houver um feixe de energia 
formado por partículas com massa e velocidade, podemos denominá-lo de 
radiação corpuscular. Esta estará sempre ligada ao fenômeno da radioatividade, 
que será discutido um pouco mais à frente.
A radiação corpuscular possui energia cinética suficiente para causar 
ionização quando suas partículas estão em movimento. Conforme afirma Bushong 
(2010), não há ionização quando as partículas estiverem em repouso.
A energia cinética das partículas pode ser calculada pela fórmula a seguir, 
estabelecida pela teoria de Einstein e dividida por 2. 
Sendo: 
E = energia.
M = massa da partícula.
V = velocidade da partícula.
E = (m x v2)/2
Como estamos tratando da emissão de partículas, referimo-nos às 
partículas elementares de dentro do núcleo: prótons e nêutrons.
UNIDADE 1 | TÓPICOS DE FÍSICA NUCLEAR
8
Segundo Mourão e Oliveira (2009), o próton é uma partícula estável, possui 
massa e carga elétricas positivas. O fato de ser estável sugere que a partícula não 
se desintegre de forma espontânea ao se deslocar no espaço.
O nêutron possui massa um pouco maior em relação ao próton. Tem 
uma peculiaridade interessante: só é estável quando contido dentro do núcleo 
do átomo. Já quando livre, após uma emissão para fora do núcleo, o nêutron 
passa para uma condição instável, desintegrando-se muito rápido, tornando-se 
um próton e um elétron.
• Partícula Alfa (α)
Segundo Bushong (2010), uma partícula alfa combina dois prótons e 
dois nêutrons, o que resulta em uma massa de 04. Assim, assemelha-se a um 
núcleo de Hélio (He),porém sem os elétrons orbitais. Possui uma velocidade 
de 30.000 km/s.
FIGURA 3 – ILUSTRAÇÃO DA EMISSÃO DA PARTICULA ALFA DO NÚCLEO DO ÁTOMO
FONTE: <https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/leis-radioatividade.htm>. 
Acesso em: 15 jun. 2019.
Por ser uma partícula pesada, possui pouco poder de penetração, 
atravessando de 5 a 10 cm de ar e não atravessa a pele humana. Contudo, possui 
um grande poder de ionização, pois transfere facilmente sua energia cinética para 
os elétrons das órbitas dos átomos que encontra pelo seu caminho.
A ionização acompanha a radiação alfa. A partícula alfa com 
média energia possui de 4 a 7 MeV de energia cinética e ioniza, 
TÓPICO 1 | CONCEITOS BÁSICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
9
aproximadamente, 40.000 átomos a cada 1 cm percorrido através do 
ar. Devido à quantidade de ionização, a energia de uma partícula alfa 
é perdida com rapidez. Ela tem um alcance muito curto na matéria 
(BUSHONG, 2010, p. 53).
A partícula alfa tem grande aplicabilidade na área industrial. Com relação 
à aplicação clínica, não possui nenhuma utilidade, pois traria mais riscos do que 
benefícios em função do seu alto poder de ionização.
Segundo Thrall e Ziessman (2003), a emissão alfa ocorre em núcleos 
instáveis de elementos com alto número atômico, acima de 83. Podemos citar 
como exemplos o rádio-226 (Ra), radônio-222 (Rn), urânio-235 (U) e o Tório-321 (Th). 
Essa emissão ocorre por um processo de transmutação ou decaimento que você 
compreenderá ainda neste livro didático.
• Partícula Beta (β)
A partícula beta é considerada leve, pois não possui massa, e considerada 
rápida, pois possui velocidade de deslocamento de 290.000 km/s. Pode possuir 
uma carga positiva (beta positivo) ou uma carga negativa (beta negativo).
Segundo Bushong (2010), uma partícula beta negativa é igual a um elétron, 
porém a partícula vai surgir de dentro do núcleo. Já a partícula beta positiva é 
chamada de pósitron, a antimatéria. 
Uma vez emitidas a partir de um radioisótopo, as partículas beta 
atravessam o ar, ionizando várias centenas de átomos por centímetro. 
O alcance da partícula beta é maior do que a partícula alfa. Dependendo 
da sua energia, uma partícula beta pode cruzar de 10 a 100 cm de ar e, 
aproximadamente, 1 a 2 cm de tecidos moles (BUSHONG, 2010, p. 54).
O físico italiano Enrico Fermi era um cientista que pesquisava as emissões 
de partículas betas, inclusive pela descoberta da fissão nuclear e do seu trabalho 
sobre o primeiro reator nuclear para realização das fissões. Fermi recebeu o 
Prêmio Nobel em 1938, pois foi um grande nome dentro da física quântica.
 
Fermi descreveu a hipótese que afirma que podemos ter um elétron 
saindo de dentro do núcleo de um átomo instável (radioativo). Ainda, afirma que 
um nêutron tem o poder de se autotransformar em outras partículas. 
• Partícula Beta negativo – negatron (β-)
Você verá que a emissão da partícula beta negativo representa muito 
bem a teoria de Fermi. Em um núcleo instável (radioativo), começa o processo 
de transformação interna: um nêutron começa a se transformar, alterando suas 
subpartículas, dando origem a outras partículas. 
Primeiramente, o nêutron se transforma em um próton, que permanecerá 
dentro do núcleo, aumentando o número atômico (Z) do elemento em 1. Depois, 
UNIDADE 1 | TÓPICOS DE FÍSICA NUCLEAR
10
transforma-se em um elétron e em um processo residual em uma subpartícula 
chamada de antineutrino. Essas duas últimas partículas que serão emitidas de 
dentro do núcleo.
O processo de emissão beta negativo ocorre em núcleos instáveis que 
estão com excesso de nêutrons (THRALL; ZIESSMAN, 2003).
FIGURA 4 – ILUSTRAÇÃO DA EMISSÃO DA PARTICULA BETA NEGATIVO E A 
TRANSFORMAÇÃO DO NEUTRON
FONTE: <https://brasilescola.uol.com.br/quimica/radioatividade-estrutura-atomo.htm>. 
Acesso em: 15 jun. 2019.
São vários os radionuclídeos que decaem por emissão do beta negativo. 
Alguns exemplos são: Iodo-131, Carbono-14, Cobalto-60, Cesio-137 etc.
• Partícula Beta positivo – pósitron (β+)
Você agora aprenderá a respeito da uma emissão beta positivo. Segundo 
Thrall e Ziessman (2003), é um processo que ocorre em núcleos instáveis que estão 
com falta de nêutrons, ou seja, excesso de prótons. O nome pósitron é usado para 
identificar um elétron com carga positiva. Exatamente, acadêmico, um elétron 
positivo!
No caso, o próton se transformará em um nêutron, emitindo um elétron 
positivo, com mesma massa do elétron negativo, denominado de pósitron e um 
neutrino. Assim, como perdemos um próton do núcleo, o número atômico (Z) do 
elemento diminuirá para 1. 
TÓPICO 1 | CONCEITOS BÁSICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
11
FIGURA 5 – ILUSTRAÇÃO DA EMISSÃO DA PARTICULA POSITIVA E A 
TRANSFORMAÇÃO DO PRÓTON
FONTE: <http://www.antonioguilherme.web.br.com/Arquivos/reacoes_nuc.php>. 
Acesso em: 15 jun. 2019.
Neste tipo de emissão, temos o que chamamos de antimatéria, que é o 
contrário da matéria.
Matéria: tudo que compõe o que enxergamos: as pessoas, os objetos 
ao nosso redor, ou seja, átomos com prótons positivos, elétrons negativos e 
nêutrons (neutro).
Antimatéria: tudo está invertido. Vamos encontrar os antiprótons, que 
são os prótons com carga negativa, e os pósitrons, que são os elétrons com carga 
positiva. 
A emissão de partícula beta positivo sempre ocorrerá com uma energia 
de 1,02 MeV, o equivalente à massa de dois elétrons (THRALL; ZIESSMAN, 
2003). Quando ocorre a emissão desse pósitron (antimatéria) do núcleo do 
átomo, no seu trajeto encontrará um elétron negativo (matéria). Ambos se 
chocarão e, do processo de encontro da antimatéria com a matéria, acontecerá 
um fenômeno chamado de aniquilação!
 Na aniquilação, a colisão do elétron positivo com o negativo originará 
dois fótons que serão emitidos cada um com sua energia correspondente. Um 
exemplo prático é o seu uso na aquisição de imagens através da Tomografia por 
Emissão de Pósitrons (PET/CT). São exemplos de radioisótopos emissores de 
pósitron o Fluor-18 (F), o Potássio-40 (K) e o Argônio-40 (Ar).
UNIDADE 1 | TÓPICOS DE FÍSICA NUCLEAR
12
IMPORTANT
E
Os neutrinos e antineutrinos são partículas sem carga elétrica, com massa 
muito pequena que não interage com a matéria. Atravessam tudo o que vemos pela frente: 
pessoas, carros, árvores, prédios etc. Na atmosfera, têm origem das fusões ocasionadas 
pelo sol.
2.3 RADIAÇÃO IONIZANTE
Segundo Tahuata et al. (2014), a produção das radiações ionizantes se 
dá por dois processos: por ajustes que ocorrerão no núcleo ou por camadas 
eletrônicas da eletrosfera. Estamos tratando do raio-x, radiação gama, partícula 
beta e partícula alfa.
Uma radiação ionizante é aquela que possui energia potencial para 
arrancar elétrons de um átomo ou molécula. Ainda, há riscos nocivos à saúde se 
não utilizados os critérios de segurança e de proteção radiológica adequados em 
cada tipo de aplicação.
Podemos resumir três fatores que determinam o perigo de uma radiação 
ionizante: o grau de ionização (transferência de energia) dessa radiação, o seu 
poder de penetração e o tipo de tecido biológico que teve interação com a radiação.
FIGURA 6 – RELAÇÃO DO PODER DE PENETRAÇÃO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
FONTE: <https://radioprotecaonapratica.com.br/radiacao-entenda-de-uma-vez-por-
todas/>. Acesso em: 16 jun. 2019.
TÓPICO 1 | CONCEITOS BÁSICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
13
• Processo de Ionização
Segundo Mourão e Oliveira (2009), um átomo encontra-se em seu estado 
fundamental, eletricamente neutro, quando o número de prótons em seu núcleo 
é igual ao número de elétrons nos orbitais da eletrosfera. Assim, podemos dizer 
que as cargas elétricas se encontram em equilíbrio. 
Se um átomo ou molécula for exposto a uma energia com potencial de 
ionização, ou seja, uma energia (força) maior que a energia de ligação do elétron 
no orbital, o elétron será ionizado, literalmente arrancado de sua órbita, deixando 
um espaço vazio. No momento, forma-se o par iônico, pois temos o elétron 
arrancado, que possui carga negativa, sendo,então, o íon negativo. Ainda, há o 
átomo que, após ionizado, perdeu esse elétron, ficando, agora, com um número 
de prótons maior. Como estes possuem uma carga positiva, o átomo será nosso 
íon positivo. Nosso par iônico será formado pelo átomo carregado positivamente 
(cátion) e o elétron arrancado que está carregado negativamente.
FIGURA 7 – ILUSTRAÇÃO DO PROCESSO DE IONIZAÇÃO E PRODUÇÃO DOS PARES 
IÔNICOS
FONTE: <https://pt.depositphotos.com/3106833/stock-photo-3d-helium-atom.html>. 
Acesso em: 16 jun. 2019.
O processo de ionização, ocasionado por radiações ionizantes, acontecerá 
em qualquer tipo de matéria que tiver contato com a radiação, incluindo os objetos 
inanimados e qualquer tipo de vida biológica, como os seres humanos.
14
Neste tópico, você aprendeu que:
• A radiação é uma energia emitida e transferida por intermédio do espaço, 
podendo ou não necessitar de um meio de transporte para se propagar em 
todas as direções.
• Uma onda eletromagnética é considerada uma radiação pelas suas características 
de não precisar de um meio de propagação. Ainda, propaga-se em linha reta, 
no vácuo e possui a velocidade da luz no ar, que se aproxima dos 300.000 m/s. 
• Uma radiação ionizante é aquela que possui energia potencial para arrancar 
elétrons de um átomo ou molécula. Há riscos nocivos à saúde se não utilizados os 
critérios de segurança e proteção radiológica adequados em cada tipo de aplicação.
• Existem radiações eletromagnéticas que são ionizantes, sendo úteis para a 
radiologia o raio-x e o raio gama, por exemplo.
• A diferença entre o raio-x e a radiação gama está na sua origem e no seu 
comprimento de onda. Os raios x são produzidos na eletrosfera e a radiação 
gama tem origem de dentro do núcleo do átomo.
• A radiação gama, normalmente, é obtida como energia residual do processo de 
emissão alfa ou beta.
• Existem radiações corpusculares por emissão de partículas que são ionizantes.
• A radiação corpuscular é a emissão de partícula alfa ou beta, sempre com 
origem do núcleo de um átomo quando este se encontrar em um estado instável 
e sofrer o processo de decaimento radioativo.
• A emissão alfa tem aplicabilidade na área industrial, porém nenhuma 
aplicabilidade na área médica.
• A emissão alfa acontece em núcleos pesados e tem pouco poder de penetração, 
porém, apresenta alto poder de ionização.
• A partícula beta é uma partícula mais leve, pois não possui massa. Tem maior 
poder de penetração.
• Existe a emissão beta negativo quando a interação ocorrer em núcleos com 
excesso de nêutrons.
• Existe a emissão beta positivo quando a interação ocorrer em núcleos com 
poucos nêutrons.
• Há uma diferença importante entre matéria e antimatéria, sendo que o encontro 
das duas pode ocasionar uma aniquilação.
RESUMO DO TÓPICO 1
15
1 Tratando da emissão de partículas beta, existe uma particularidade 
com relação à quantidade de nêutrons dentro do núcleo. Essa condição 
determinará se a emissão será beta positivo (pósitron) ou beta negativo. 
Com relação à emissão de partícula beta negativo, assinale a alternativa 
CORRETA:
a) Tende a acontecer em núcleos com falta de nêutrons. Ocorre a produção 
de um elétron dentro do núcleo, que é ejetado, posteriormente, junto a um 
antineutrino.
b) Sempre ocorre em núcleos instáveis com falta de nêutrons.
c ) Tende a acontecer em núcleos com excesso de nêutrons. Ocorre a produção 
de um próton dentro do núcleo, que é ejetado, posteriormente, junto a um 
neutrino, o chamado beta negativo.
d) Acontece em núcleos instáveis com excesso de nêutrons.
e) Ocorre sempre em elementos muito pesados de elevado número atômico. Se 
for estável, o átomo sempre terá emissão beta negativo.
2 Do ponto de vista da proteção radiológica, e considerando o poder de ioni-
zação, qual radiação é mais perigosa?
a) Partícula beta.
b) Partícula gama.
c ) Partícula alfa.
d) Raios Gama.
e) Raios x.
3 Os raios x e os raios gama são radiações eletromagnéticas ionizantes, ou seja, 
possuem energia cinética capaz de arrancar elétrons das camadas eletrônicas 
dos átomos. Apesar de ionizantes, ambos preservam as mesmas caracterís-
ticas das energias eletromagnéticas contidas no espectro eletromagnético. 
Contudo, existem diferenças entre a radiação X e a radiação gama. Assinale 
a alternativa CORRETA, especificando onde a diferença é encontrada:
a) No comprimento de onda e na origem da radiação. Uma é produzida na 
eletrosfera e, a outra, no núcleo, respectivamente.
b) No comprimento de onda, e ambas são produzidas na eletrosfera.
c ) No comprimento de onda, e ambas são produzidas no núcleo.
d) A diferença está na origem, pois as radiações possuem o mesmo compri-
mento de onda.
e) No comprimento de onda. Ambas são produzidas na eletrosfera, e dentro do 
núcleo são produzidas as partículas e não radiações eletromagnéticas.
AUTOATIVIDADE
16
17
TÓPICO 2
UNIDADES E GRANDEZAS DAS 
RADIAÇÕES IONIZANTES
UNIDADE 1
1 INTRODUÇÃO
Depois da descoberta do raio-x e da radioatividade, as radiações ionizantes 
passaram a ser utilizadas em várias regiões do mundo, porém sem muito critério, 
havendo relatos do aparecimento de alguns efeitos nocivos, inclusive nos 
pesquisadores, como ocorreu com o casal Curie e a esposa de Roentgen.
 
Segundo Okuno e Yoshimura (2010), somente depois de 30 anos que 
começou a ser cogitada a criação de uma comissão que se preocupasse em 
estabelecer os requisitos, normas e parâmetros relativos ao uso das radiações 
ionizantes. Um dos parâmetros foi a criação de grandezas com unidades de 
medida que pudessem expressar, de forma clara, a quantidade de radiação, 
relacionando esses valores com os possíveis efeitos ao corpo humano.
Após muita discussão por médicos radiologistas da época, em 1925, foi 
criada a Comissão Internacional de Unidades e Medidas de Radiação (ICRU), 
órgão responsável pela criação e regulação das grandezas básicas e operacionais 
das radiações. Logo após, em 1928, foi criada a Comissão Internacional de 
Proteção Radiológica (ICRP), órgão que ficou responsável pelas normas de 
proteção radiológica, limites de exposição e doses, tanto do público em geral 
como do indivíduo ocupacionalmente exposto (IOE).
Serão essas grandezas e unidades que você conhecerá e compreenderá 
neste tópico.
2 GRANDEZAS FÍSICAS
As grandezas aqui expostas foram criadas para expressar a quantidade de 
radiação emitida e mensurar o quanto interagiu com o corpo humano, definindo 
possíveis riscos de efeitos nocivos à saúde.
2.1 GRANDEZA EXPOSIÇÃO
É representada pela letra “X”, utilizada apenas para radiação 
eletromagnética, ou seja, para fótons de raios x e raios gama interagindo no ar. 
Mensura a capacidade de os fótons ionizarem o ar. Segundo Tahuata et al. (2014), 
UNIDADE 1 | TÓPICOS DE FÍSICA NUCLEAR
18
para medir essa grandeza, é necessário o uso de uma câmara de ionização à base 
de gases.
 
Os fótons ionizarão, arrancando elétrons dos átomos contidos em um 
determinado volume de ar, formando os pares iônicos. Essa interação poderá 
acontecer por efeito fotoelétrico ou Compton e, se for o caso, a produção de pares 
para emissão de pósitrons.
O valor da exposição será determinado contabilizando os números de 
íons negativos formados em dada quantidade de ar por onde o fóton passou, 
sempre considerando as condições normais de temperatura e pressão (CNTP).
A unidade de medida é o Roentgen (R), tendo o valor a seguir descrito no 
Sistema Internacional de Medidas (SI):
1 R = 2,58 x 10-4 C/kgar
ATENCAO
Segundo Okuno e Yoshimura (2010), existe uma prática das comissões 
internacionais em substituírem a grandeza exposição pela grandeza de taxa de Kerma no 
ar. Existe uma relação simples entre os conceitos de Kerma e Exposição para as radiações 
eletromagnéticas.
2.2 GRANDEZA KERMA
Representada pela letra “K”, é a Kinetic Energy Released Per Unit of Mass 
(K.E.R.M.A.), ou seja, a energia cinética liberada por unidade de massa. Mensura 
a quantidade de energia que foi transferida ao meio e, consequentemente,que 
sofreu ionização.
O kerma refere-se à transferência inicial de energia e, muitas 
vezes, é usado como dose absorvida, por ser numericamente igual, 
principalmente para energia de fótons menor que 1,0 MeV. O kerma 
ocorre no ponto de interação do fóton, e a dose absorvida ocorre ao 
longo da trajetória do elétron (OKUNO; YOSHIMURA, 2010, p.192).
Para Tahuata et al. (2014), o kerma (k) é o resultante do kerma de radiação 
(KR), somado ao kerma de colisão (KC). KC é a energia dissipada no local da colisão 
por ionização ou excitação e, no caso do KR, a energia é dissipada longe do local 
por meio dos raios x ao longo da trajetória.
TÓPICO 2 | UNIDADES E GRANDEZAS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
19
A unidade de medida é o Gray (Gy), sendo o valor a seguir descrito no 
Sistema Internacional de Medidas (SI):
1 Gy = 1 J/kg
Conforme destacam Okuno e Yoshimura (2010), muitas comissões 
utilizam a grandeza kerma. Segue a relação entre as grandezas, mesmo que não 
haja equilíbrio eletrônico:
KC (Gy) = 0,00876 X (R)
Cada kerma de colisão contabilizado (medido em Gray) é equivalente a 
0,00876 de exposição (em Roentgen).
A taxa de kerma no ar também pode ser utilizada para mensurar 
a intensidade (quantidade) de fótons de raios x que saem de um tubo, sendo 
expressa por mGy/s ou mGy/mAs.
2.3 GRANDEZA ATIVIDADE
A atividade de uma amostra radioativa é o número de partículas ou fó-
tons que a amostra emite por unidade de tempo. É a taxa do decaimento. A dimi-
nuição dessa atividade se dá de forma exponencial.
A unidade de medida antiga era o curie (Ci). Segundo Tahuata et al. (2014), 
o Ci ainda pode ser utilizado em casos específicos dentro da medicina nuclear. A 
Unidade “Ci” corresponde ao número de transformações nucleares por unidade 
de tempo de 1 gr de rádio-226. Houve substituição pelo becquerel (Bq), que corres-
ponde a uma transformação nuclear por segundo. Sendo:
1 Ci = 3,7 x 1010 Bq (desintegrações/s)
2.4 GRANDEZA FATOR DE QUALIDADE 
A grandeza representada pela letra “Q” pode ser definida como a estimativa 
de energia transferida para o meio. É calculada com base na transferência linear 
de energia (LET), definida como a densidade (quantidade) de ionização de uma 
radiação ao longo de sua trajetória.
Segundo Okuno e Yoshimura (2010), para fins de proteção radiológica e 
dosimetria, deve ser sempre considerado o LET não restrito (L∞). O LET será 
UNIDADE 1 | TÓPICOS DE FÍSICA NUCLEAR
20
melhor visto no estudo da radiobiologia, pois está intimamente ligado aos efeitos 
nocivos da radiação ionizante.
A ICRP criou uma tabela com os valores de fator de qualidade efetivo das 
radiações. Fica claro, por exemplo, que partículas pesadas, como a radiação alfa, 
possuem um poder de ionização muito mais alto.
QUADRO 1 – FATOR DE QUALIDADE EFETIVO
TIPO DE RADIAÇÃO Q
Raios x, radiação gama e elétrons. 1
Prótons e partículas com uma unidade de carga e com massa 
de repouso maiores. 10
Nêutrons com energia desconhecida. 20
Radiação alfa e demais partículas com carga superior a uma 
unidade de carga. 20
FONTE: Tahuata et al. (2014, p. 152)
Então, se você for exposto a uma dose absorvida de 1 mGy de raios x, 
considerando o produto do fator de qualidade Q=1, você recebeu 1 mSv de dose 
equivalente. Já no caso de você ser exposto a uma dose absorvida de 1 mGy de 
radiação alfa, considerando o fator de qualidade Q=20, você recebeu 20 mSv de 
dose equivalente. Assim, é possível afirmar que, receber a mesma dose, mas de 
radiações diferentes, resultará em efeitos biológicos diferentes.
2.5 GRANDEZA DOSE ABSORVIDA
A grandeza representada pela letra “D” pode ser definida como a 
quantidade de energia (radiação) que realmente foi retida (absorvida) na massa 
(corpo) do absorvedor, seja por ionização ou excitação.
Vale para qualquer meio absorvedor, seja um tecido biológico ou um 
material inanimado (sem vida), como uma mobília, por exemplo. É uma grandeza 
que vale para qualquer tipo de radiação, seja eletromagnética ou corpuscular.
No momento em que uma radiação atinge um corpo, não significa que 
toda essa energia será absorvida. São vários os fatores envolvidos: energia da 
radiação, espessura e densidade do corpo absorvedor. Então, a dose absorvida é 
o valor da energia que realmente foi retida no corpo ou material.
TÓPICO 2 | UNIDADES E GRANDEZAS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
21
A unidade de medida antiga era o radiation absorved dose (rad). Contudo, 
foi substituída pelo Gray (Gy), sendo o valor a seguir descrito no Sistema 
Internacional de Medidas (SI):
1 Gy = 100 rad = 1 J/kg
ATENCAO
Para que você possa dimensionar o que estamos tratando com relação às doses 
de radiação, ilustraremos uma descrição feita por Okuno e Yoshimura (2010). 
A dose absorvida em uma sessão de radioterapia é de 2 Gy, equivalente a 200 rad. A dose 
total prescrita para um tratamento completo pode atingir a casa de 50 Gy. Para irradiação de 
alimentos, a dose absorvida pelo alimento fica em torno de 10 a 20 kGy. Ainda, na realização 
de um exame de raio-x simples de abdômen, em torno de 0,7 mGy. Perceba a diferença 
entre as doses praticadas na radioterapia em relação às doses dos exames de raio-x. É 
preciso observar a importância de limitar o campo de irradiação, focando apenas o tumor, 
preservando, ao máximo, as células sadias. “A dose letal, que mata 50% de seres humanos 
expostos no corpo todo à radiação em um intervalo de tempo de 30 dias, identificada como 
5030D, é de 4 Gy” (OKUNO; YOSHIMURA, 2010, p. 186).
3 GRANDEZAS DE PROTEÇÃO
As grandezas aqui expostas são aplicadas na limitação de dose para 
órgãos específicos, considerando a sua radiossensibilidade e o limiar de dose para 
o corpo todo. As grandezas de proteção consideram a absorção de energia pelos 
seres humanos e, para calcular, é necessário saber o valor da dose absorvida.
3.1 GRANDEZA DOSE EQUIVALENTE
QUADRO 2 – FATORES DE PONDERAÇÃO DA RADIAÇÃO
Tipos de radiação e intervalos de energia WR (1990) WR (2007)
Fótons de todas as energias 1 1
Elétrons e múons de todas as energias 1 1
Nêutrons com energias
Uma função 
contínua da energia 
dos nêutrons
 < 10 keV 5
 10-100 keV 10
 > 100 keV a 2 MeV 20
 > 2 MeV a 20 MeV 10
 > 20 MeV 5
UNIDADE 1 | TÓPICOS DE FÍSICA NUCLEAR
22
Prótons 5 2 (prótons e píons)
Partículas alfa, elementos de fissão e núcleos pesados 20 20
FONTE: Okuno e Yoshimura (2010, p. 194)
A grandeza é representada pela letra “H”, originada das recomendações 
da ICRP, e consta descrita nas normas da CNEN-NN-3.01:2011. É utilizada para 
determinar a limitação de dose para um tecido ou órgão específico (cristalino, 
pele e extremidades) e pode ser utilizada para radiações eletromagnéticas ou 
corpusculares.
A dose equivalente ou equivalente de dose (como tratam alguns autores) 
leva em consideração os valores obtidos na medição de dose absorvida e considera 
o tipo de radiação utilizado. Há a seguinte equação:
HT = DT x wR
Sendo:
DT – Dose absorvida média
wR – Tipo de radiação 
(Baseado no fator de ponderação 1990 - 
Tabela 2)
Os valores de ponderação escolhidos pela ICRP determinam cada tipo de 
partícula e sua energia, equivalendo a sua efetividade biológica relativa (RBE) 
e induzindo efeitos estocásticos nos seres humanos. A Comissão Nacional de 
Energia Nuclear (CNEN) orienta que seja utilizada, para fins de cálculo, a ICRP-
60 de 1990. A referência tecidual é o cristalino, pele e extremidades.
A unidade de medida antiga era o roentgen equivalente man (rem), mas 
foi substituída pelo Sievert (Sv), sendo o valor a seguir descrito no Sistema 
Internacional de Medidas (SI):
1 Sv = 1 J/kg = 100 rem
3.2 GRANDEZA DOSE EFETIVA
É representada pela letra “E”. Segundo Okuno e Yoshimura (2010), 
a grandeza estabelece os limites para exposição do corpo inteiro às radiações, 
preservando a ocorrência de efeitos cancerígenos ou causando efeitos hereditários.
A dose efetiva leva em consideração os valores obtidos na medição de dose 
equivalente e considera o tipo de tecido exposto, utilizandoo fator de ponderação 
do tecido ou órgão (wT), que é classificado de acordo com a radiossensibilidade 
de cada tecido. Observe a seguinte equação:
TÓPICO 2 | UNIDADES E GRANDEZAS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
23
E = ∑T x wT x HT
Sendo:
∑T – “T” relevante.
wT – Fator de peso para tecido ou órgão.
(Baseado no fator de peso da ICRP-60: 
Tabela 03)
HT – Dose equivalente 
QUADRO 3 – FATORES DE PONDERAÇÃO DE TECIDOS
Tecido ou órgão WT (1977) WT (1990) WT (2007)
Gônadas 0,25 0,20 0,08
Medula óssea 0,12 0,12 0,12
Cólon - 0,12 0,12
Pulmão 0,12 0,12 0,12
Estômago - 0,12 0,12
Mama 0,15 0,05 0,12
Bexiga - 0,05 0,04
Esôfago - 0,05 0,04
Fígado - 0,05 0,04
Tireoide 0,03 0,05 0,04
Superfície do osso 0,03 0,01 0,01
Cérebro - - 0,01
Glândulas salivares - - 0,01
Pele - 0,01 0,01
Restante 0,30* 0,05** 0,12***
FONTE: Okuno e Yoshimura (2010, p. 195)
* Cinco órgãos ou tecidos altamente irradiados, cada um com peso de 0,06.
** Inclusos glândula suprarrenal, intestino grosso superior, intestino delgado, 
rins, músculo, pâncreas, baço, timo e útero.
*** inclusos glândula suprarrenal, tecido extratorácico, vesícula biliar, paredes 
do coração, rins, linfonodos, músculo, mucosa oral, pâncreas, próstata, intestino 
delgado, baço, timo e útero/colo do útero.
Conforme estabelecido, a unidade de medida para a grandeza de dose 
efetiva é o Sievert (Sv).
UNIDADE 1 | TÓPICOS DE FÍSICA NUCLEAR
24
3.3 GRANDEZA DOSE EFETIVA COMPROMETIDA
Segundo Okuno e Yoshimura (2010), a grandeza só é válida quando 
ocorre a incorporação de radionuclídeo por ingestão ou inalação. O período de 
integração para adultos é de 50 anos e, para crianças, é de 70 anos. 
4 GRANDEZAS OPERACIONAIS
Considerando as boas práticas do uso das radiações ionizantes, é esperado 
que profissionais tenham conhecimento dos riscos e bom senso no controle das 
doses. Por isso, existem limitações de doses recomendadas pelas comissões 
internacionais e definidas na legislação brasileira, limites estes que devem ser 
obedecidos pelos indivíduos ocupacionalmente expostos.
Segundo Tahuata et al. (2014), o ideal, para fins de proteção radiológica, 
seria ter uma única grandeza que mensurasse a exposição das pessoas às 
radiações ionizantes, facilitando os registros e comparações, quando necessário. 
Por um tempo, o ideal foi a dose equivalente, pois nela constavam o valor da 
dose absorvida e o tipo de radiação utilizado. Contudo, era difícil mensurar ou 
estimar, de forma direta, os danos biológicos, pois havia diferença física entre os 
indivíduos expostos.
A ICRP e a ICRU definiram o equivalente de dose pessoal e o equivalente 
de dose ambiente como as grandezas operacionais que devem ser utilizadas 
para exposição às radiações ionizantes externas.
4.1 EQUIVALENTE DE DOSE PESSOAL
É a grandeza operacional que monitora o indivíduo ocupacionalmente 
exposto (IOE) às radiações externas por meio do uso de dosímetros de tórax 
(monitores individuais). A grandeza é representada por Hp (d). 
Segundo Okuno e Yoshimura (2010), o “d” representa a profundidade 
de entrada da radiação de fora para dentro do corpo. Para radiações com muito 
poder de penetração, são considerados 10 mm. Para radiações com poder de 
penetração fraco, 0,07 mm. Assim, com o índice “d”, é possível estimar a dose 
equivalente do cristalino, pele e extremidades.
 
O Hp (d) será obtido multiplicando o valor da dose absorvida (D) pelo 
fator de qualidade da radiação (Q), considerando a profundidade. Assim, surge 
a seguinte equação:
Hp (d) = D x Q
Sendo:
(d) – 10 mm para dose equivalente ou 0,07 
mm para dose equivalente.
D – Dose absorvida, obtida na leitura do 
dosímetro.
Q – Fator de qualidade da radiação obtido 
na Tabela 4. 
TÓPICO 2 | UNIDADES E GRANDEZAS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
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QUADRO 4 – FATOR DE QUALIDADE DA RADIAÇÃO EM FUNÇÃO DO LET INTRODUZIDO
LET (L) irrestrito na água Q (L)
L < 10 keV/µm 1
10 < L ≤ 100 keV/µm 0,32L - 2,2
L > 100 keV/µm 300/√L
FONTE: Adaptado de Okuno e Yoshimura (2010, p. 196) e Tahuata et al. (2014, p. 152)
Com o uso do dosímetro, é possível ter uma estimativa da dose efetiva, a 
qual o indivíduo esteve exposto ao longo dos 30 dias que utilizou esse monitor 
individual. Conforme Okuno e Yoshimura (2010), para cada dose efetiva, deve 
sempre ser considerado o valor de “d” como 10mm e, para a dose equivalente, 
considerar o valor de “d” como 0,07 mm.
A unidade de medida é o Sievert (Sv), sendo os limites definidos em 
milisievert (mSv).
4.2 EQUIVALENTE DE DOSE AMBIENTE
É a grandeza operacional que monitora o ambiente de trabalho. Segundo 
Okuno e Yoshimura (2010), é obtida pelo produto da dose absorvida em um 
ponto pelo fator de qualidade da radiação. Esse valor corresponde ao que seria 
o equivalente de dose em uma esfera de tecido equivalente, com diâmetro de 30 
cm, conforme a esfera ICRU.
NOTA
Em 1980, a ICRU, em sua publicação 33, propôs uma esfera de 30 cm de 
diâmetro, feita de material tecido-equivalente de densidade de 1g/cm3, como um simulador 
do tronco humano. Quase todos os órgãos sensíveis à radiação poderiam ser englobados. 
A sua composição química, em massa, é de 76,2% de oxigênio, 11,1% de carbono, 10,1% de 
hidrogênio e 2,6% de nitrogênio (TAHUATA et al., 2014).
É importante finalizar com duas observações importantes: a primeira, é 
que ficou convencionado que 1 Gy equivale a 1 Sv. Então, se você recebeu uma 
dose de 0,6 mGy, pode-se dizer que a sua dose foi de 0,6 mSv. A segunda é com 
relação ao fator de qualidade das radiações. 
Você deve ter observado que existem a ICRP-26 e a ICRP-60 que tratam 
desse tema, e que uma sugere o fator de qualidade (Q) para cálculo e, a outra, o 
fator de peso dessa radiação (wR). Segundo Okuno e Yoshimura (2010), na prática, 
são usados os mesmos valores do wR, como o valor de Q, para calcular os riscos 
de efeitos biológicos das radiações, pois a ICRP-60 é mais atualizada.
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RESUMO DO TÓPICO 2
Neste tópico, você aprendeu que:
• As grandezas utilizadas no estudo e o uso das radiações ionizantes se dividem 
em grandezas físicas, grandezas de proteção e grandezas ocupacionais.
• Somente após 30 anos do início do uso das radiações ionizantes é que foram 
fundadas as primeiras comissões que se preocupavam em discutir normas de 
segurança para a exposição às radiações.
• A Comissão Internacional de Unidades e Medidas de Radiação (ICRU) é 
responsável pela criação e regulação das grandezas básicas e operacionais das 
radiações.
• A Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP) é responsável pelas 
normas de proteção radiológica, limites de exposição e doses, tanto do público 
em geral como do indivíduo ocupacionalmente exposto (IOE).
• Tratando-se do Brasil, as normas internacionais são transcritas nas normas 
da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), na norma CNEN-
NN-3.01:2011.
• Existem vários tipos de classificação para dose.
• Existe uma preocupação com o tipo de radiação utilizado na exposição e com 
o tipo de tecido atingido. Assim, há uma relação direta com o potencial efeito 
nocivo da radiação no ser humano.
• O valor determinado em Gray (Gy) é o mesmo valor equivalente em Sievert 
(Sv).
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1 No estudo de dose, temos alguns conceitos a serem abordados, como a dose 
absorvida, dose equivalente e a dose efetiva. A dose equivalente determina 
os efeitos maléficos da radiação, pois leva em conta a qualidade da radiação, 
devido ao poder de ionização (raio-x, partículas, gama). Então, poderia ser 
a única forma de mensurar a dose, sem a necessidade de outra grandeza? 
Não, pois faltaria a informação da dose absorvida.
PORQUE
 A dose absorvida é a energia absorvida da radiação pela massa do absor-
vedor, e não depende do tipo de radiação utilizado. A informação é impor-
tante para definir o valor da dose equivalente. Assim, com ambos os dados, 
seria possível mensurar a dose efetiva do indivíduo, pois esta última é váli-
da para o corpo inteiro.
a) As duas asserções são proposições verdadeiras, mas a segunda não é uma 
justificativa correta daprimeira.
b) As duas asserções são proposições verdadeiras, e a segunda é uma 
justificativa correta da primeira.
c ) As duas asserções são proposições falsas.
d) A primeira asserção é uma proposição falsa, e a segunda é uma proposição 
verdadeira. 
e) A primeira asserção é uma proposição verdadeira, e a segunda é uma 
proposição falsa.
2 Com relação à grandeza Exposição, podemos afirmar:
I – Mede a capacidade dos fótons de ionizarem o ar.
II – É mensurada pela taxa de kerma no ar.
III – A unidade de medida atual é o Gray (Gy).
IV – Pode ser utilizada para mensurar a quantidade de ionização das partículas.
Estão corretas as alternativas:
a) I e II.
b) II e III.
c ) I, II e III.
d) II e IV.
e) I, III e IV.
AUTOATIVIDADE
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3 O fator de qualidade de uma radiação é definido como a estimativa de 
energia transferida para o meio, com base na transferência linear de energia 
(LET), que é definida como a densidade (quantidade) de ionização de uma 
radiação ao longo da sua trajetória. No contexto apresentado, qual das 
radiações é mais perigosa em relação ao poder de ionização?
a) Raio-x.
b) Raios Gama.
c ) Partícula Alfa.
d) Partícula Beta (-).
e) Partícula Beta (+).
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TÓPICO 3
RADIOATIVIDADE
UNIDADE 1
1 INTRODUÇÃO
No fim do século XIX, assim como Roentgen estudava os raios x, 
existiam cientistas estudando outras formas de energia. Um desses cientistas 
foi o físico francês Antoine Henri Becquerel, que fazia experimentos utilizando 
os sais de urânio.
Depois de perceber fenômenos parecidos com os que Roentgen descreveu, 
Becquerel, em 1896, declarou sua descoberta ao mundo, afinal, havia descoberto 
a radioatividade, que, inicialmente, chamava de raios U, pois tinha características 
diferentes dos raios x.
Outros cientistas que contribuíram muito para o estudo da radioatividade 
foram o famoso casal Curie. O físico francês Pierre Curie estudou as propriedades 
dessa radiação originada de materiais que não envolvia o uso de corrente elétrica. 
Sua esposa, a cientista polonesa Marie Sklodowska Curie, descobriu outros 
materiais radioativos além do urânio e, nas suas pesquisas e experimentos, 
encontrou propriedades semelhantes no tório, no rádio e no polônio. Em 1903, 
Becquerel, Pierre e Marie Curie dividiram o Prêmio Nobel de Física pelas 
descobertas e contribuições no estudo da radioatividade.
2 OS PRIMEIROS EXPERIMENTOS COM A 
RADIOATIVIDADE
Becquerel foi o precursor da descoberta da emissão de radiação originada do 
interior do núcleo de um átomo, o que chamamos hoje de radioatividade. Ele veio 
de uma família de cientistas. Seu avô era pesquisador da eletricidade e magnetismo, 
já seu pai, pesquisador da radiação ultravioleta e da fluorescência. Então, pode-se 
dizer que Becquerel vem de uma família na qual a “radiação corria na veia”, pois 
havia um legado nos estudos com as radiações. Além disso, possuía um laboratório 
com estrutura e base científica muito boa para suas pesquisas e experimentos.
Segundo Mourão e Oliveira (2009), Becquerel percebeu que, após 
a exposição dos sais de urânio diante dos raios solares, estes se tornavam 
fluorescentes. Como Roentgen já havia descrito um fenômeno com a fluorescência 
em seus experimentos, Becquerel resolveu replicar o experimento de Roentgen. 
Envolveu os sais com um papel escuro, colocando-os próximos a uma placa 
fotográfica, tendo, como resultado, a mesma observação feita por Roentgen com 
o uso dos raios catódicos: as imagens dos cristais ficaram impressas no filme 
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UNIDADE 1 | TÓPICOS DE FÍSICA NUCLEAR
fotográfico da placa. Becquerel conclui que, depois de expor o urânio aos raios 
solares, estes começavam a emitir raios x.
Mais adiante, em outros experimentos, Becquerel percebeu que o urânio 
sensibilizava as placas fotográficas mesmo quando não havia sido exposto 
aos raios solares. Então, concluiu que havia emissão de uma energia, que era, 
naturalmente, originada da matéria do urânio.
Ao estudar as características dessa energia, Becquerel pôde perceber que 
era mais atenuante que os raios x, ou seja, mais penetrante. Também era desviada 
por campos magnéticos, concluindo que a energia possuía carga elétrica.
 
Segundo Nobrega (2006), ficou claro para Becquerel que ele havia 
descoberto uma energia diferente dos raios x e que, ainda, não havia sido descrita 
por ninguém. Então, em 1º de março de 1896, comunicou a descoberta à Academia 
de Ciências da França. O que, inicialmente, era chamado de “raios U” ou “Raios 
de Becquerel”, logo depois passou a ser denominado de “radioatividade”, uma 
proposta feita por Marie Curie.
3 O PAPEL DO CASAL CURIE NA HISTÓRIA DA RADIOATIVIDADE
Segundo Nobrega (2006), Marie Curie começou seus estudos sobre a 
radioatividade quando fazia sua tese de doutorado sobre os raios descobertos 
por Becquerel. Ela queria provar que o fenômeno observado no urânio poderia 
ser observado também em outros materiais.
As pesquisas tinham fundamento e, então, começou a observar a mesma 
emissão de energia no tório, e de forma espontânea. Em suas pesquisas, descobriu 
dois fundamentos importantes no estudo da radioatividade: 1) A energia da 
radiação não dependia do tipo do material estudado, mas sim da quantidade do 
material envolvida no experimento; 2) A atividade radioativa não dependia do 
arranjo dos átomos em uma molécula, mas sim das interações e equilíbrio dentro 
do próprio átomo de cada material.
 
Marie Curie quer dizer, no primeiro fundamento, que quanto maior for a 
quantidade de tório ou urânio, mais radiação haverá. No segundo fundamento, 
descobriu que eram interações entre as partículas elementares (prótons + nêutrons) 
dentro do núcleo do átomo as responsáveis por causar a atividade no núcleo e a 
emissão de radioatividade, ou seja, radiação. Ficou mais claro agora? Esperamos 
que sim! Vamos adiante!
Na etapa avançada em que se encontravam as pesquisas de Marie Curie, 
seu marido Pierre resolveu dedicar seus esforços para corroborar com as pesquisas 
da esposa. Juntos, começaram a pesquisar um mineral de óxido de urânio, 
chamado “pechblenda”, uma variação da uraninita. Segundo Nobrega (2006), o 
casal Curie observou que, no mineral, a radioatividade era quatro a cinco vezes 
maior que o urânio que utilizava em suas pesquisas.
TÓPICO 3 | RADIOATIVIDADE
31
No fim de junho de 1898, obtiveram uma substância, aproximadamente, 
300 vezes mais ativa que o urânio. Então, sugeriram o nome de polônio, 
em homenagem ao país de origem de Marie. Foi neste trabalho 
que usaram o termo radioatividade. Em dezembro do mesmo ano, 
anunciaram a existência de mais um elemento, com o nome de rádio, 
cerca de 400 vezes mais ativo que o urânio (NOBREGA, 2006, p. 41).
Pierre fez experimentos com o uso do rádio em sua pele e percebeu que, 
após um tempo, apareceu uma ferida semelhante a uma queimadura. Logo, 
focaram suas pesquisas nessa observação e, segundo Mourão e Oliveira (2009), 
essa radioatividade passou a ser útil para a medicina no tratamento de tumores 
malignos, sendo chamada de curieterapia, que logo se tornaria a radioterapia.
Obviamente, o casal apresentou vários problemas de saúde em função 
das pesquisas manipulando os materiais radioativos. Assim como há o museu 
de Roentgen, aberto para visitação em Würzburg/Alemanha, contando a história 
dos raios x, a história da radioatividade está exposta na Biblioteca Nacional 
de Paris, onde encontram-se os materiais da casa e laboratório do casal Curie, 
porém, são utensílios que são radioativos. Segundo Nobrega (2006), a visitação é 
permitida mediante assinatura de um termo de responsabilidade sobre os riscos, 
pois estima-se que a atividade do rádio, ali presente, ultrapasse os próximos dois 
mil anos.
FIGURA 8 – BECQUEREL E O CASAL CURIE: PIERRE E MARIE CURIE
FONTE: <http://osfundamentosdafisica.blogspot.com/2015/07/especial-de-sabado.
html>. Acesso em: 18 jun. 2019.
4 ENTENDENDO A RADIOATIVIDADE
O conceito de radioatividade pode ser definido como o processo que en-
volve eventos no interior do núcleo de um átomo instável,tendo, como consequ-
ência, a emissão de energia na forma de partículas e/ou radiação eletromagnética, 
com o objetivo de buscar a estabilidade atômica.
32
UNIDADE 1 | TÓPICOS DE FÍSICA NUCLEAR
Segundo Bushong (2010), qualquer arranjo nuclear pode ser denominado 
de nuclídeo. Então, um isótopo é um nuclídeo. Além disso, somente os núcleos 
instáveis, que sofrem decaimento radioativo, serão considerados radionuclídeos. 
Esses radionuclídeos, também conhecidos como radioisótopos, são os elementos 
que estão munidos de radioatividade.
ATENCAO
Caro acadêmico, lembre-se: os isótopos são elementos que possuem o mesmo 
número de prótons, mas diferente número de nêutrons. Possuem o mesmo número atômico 
(não muda o elemento), mas variam o número de massa. Como exemplos, podemos citar 
o urânio e o hidrogênio, que possuem três isótopos: U-234, U-235 e U-238; H-1 (hidrogênio 
propriamente dito), H-2 (deutério) e o H-3 (trítio).
4.1 RADIOATIVIDADE NATURAL
Na natureza, é possível encontrar elementos com núcleos instáveis 
emissores de radiação, fato que existe desde a formação do planeta Terra. 
Segundo Mourão e Oliveira (2009), existem radioisótopos naturais que geram 
uma radiação de fundo que se soma à radiação que vem do espaço, atingindo 
por meio da atmosfera terrestre. No nosso solo terrestre, podemos encontrar o 
Urânio-235, o Tório-232 e o Potássio-40. São elementos que vão se desintegrando com 
o passar dos anos, buscando a estabilidade.
Considerando que a Terra existe há bilhões de anos, é possível encontrarmos 
na natureza o Urânio exaurido, ou seja, aquele urânio que não possui mais uma 
emissão de radiação significativa, que já alcançou a estabilidade dos seus núcleos 
atômicos. O urânio exaurido tem aplicabilidade na área industrial.
Com relação aos raios cósmicos, segundo Tahuata et al. (2014), essa 
radiação é oriunda do espaço sideral. São emitidas, em direção ao planeta, 
partículas como: prótons, elétrons, nêutrons, mésons, neutrinos, núcleos leves e 
radiação gama. São partículas com energia muito alta, centenas de megaelétron-
volts (MeV), podendo chegar a gigaelétron-volts (GeV). Estamos tratando de 
centenas de milhões ou bilhões dessas partículas, respectivamente.
A população terrestre conta com uma blindagem importante chamada de 
atmosfera. Conforme descreve Tahuata et al. (2014), a atmosfera terrestre atenua 
e absorve muitas dessas radiações cósmicas naturais, pois muitas partículas são 
freadas na atmosfera ou desviadas pelo cinturão magnético de Van Allen. Com 
isso, a radiação que os seres humanos têm contato aqui, na superfície terrestre, 
é originada de partículas secundárias, resultantes das interações das partículas 
primárias com as camadas da atmosfera terrestre.
TÓPICO 3 | RADIOATIVIDADE
33
NOTA
O cinturão magnético de Van Allen é uma espécie de campo magnético 
criado pelo próprio magnetismo terrestre, sendo mais intenso e espesso na altura da linha do 
Equador, e menos intenso e espesso nos polos Norte e Sul. A função desse cinturão é repelir 
os prótons de alta energia que vêm do Universo, principalmente do Sol, evitando que essas 
partículas cheguem à superfície terrestre. Inclusive, alguns céticos acreditam que o cinturão 
seja um dos empecilhos que não permite que o homem possa ter chegado até a Lua, pois 
o ser humano não suportaria a exposição à quantidade de radiação. É um fato que já foi 
desmistificado pela NASA e por outros cientistas.
Uma curiosidade interessante abordada por Tahuata et al. (2014) é que 
pessoas que habitam regiões de maior altitude e/ou mais próximas aos polos 
Norte e Sul estão mais expostas às radiações naturais da atmosfera, fato que 
corrobora com a descrição anterior do cinturão de Van Allen.
 
Considerando a dose das emissões atmosféricas com as do solo terrestre, 
a dose não ultrapassa um milisievert (mSv) por ano, salvo se você encontrar 
uma mina com minerais ricos em urânio e radônio. No caso, sua dose média/ano 
aumentará significativamente.
Agora, preste atenção, afinal, você já é um conhecedor das radiações! 
Precisamos ficar atentos com relação ao cuidado com as camadas atmosféricas. 
Essa atmosfera, que tanto falamos até agora, é a camada gasosa da biosfera, ou 
seja, sem ela, a vida terrestre de seres humanos, animais e plantas é insustentável. 
Localizada com uma altura de cerca de 800 Km de altitude, é a principal blindagem 
que temos contra as radiações oriundas do espaço. A camada de Ozônio, por 
exemplo, atenua as emissões de radiação ultravioleta emitidas pelo Sol. Temos 
acompanhado em pesquisas e noticiários como a poluição global está afetando 
essas camadas atmosféricas.
Conforme descreve Tahuata et al. (2014), o Comitê Científico das Nações 
Unidas sobre os Efeitos da Radiação Atômica (UNSCEAR) fez um comparativo da 
quantidade das radiações naturais que os seres humanos estão expostos, usando 
como referência dados do ano de 1982, confrontando com dados do de 2008. 
No gráfico, é possível observar como aumentou a exposição às radiações 
naturais dos seres humanos ao longo desses 26 anos. Ainda, como diminuíram 
as exposições médicas e ocupacionais, mais relacionadas com a exposição às 
radiações artificiais.
Considerando não haver alteração no espaço sideral, nem no Sol ou no 
posicionamento do planeta Terra que justifique um aumento da emissão dessas 
partículas radioativas naturais, esse aumento da exposição só pode estar relacionado 
a uma redução da eficiência das camadas atmosféricas, mas é apenas uma suposição.
34
UNIDADE 1 | TÓPICOS DE FÍSICA NUCLEAR
GRÁFICO 1 – DADOS DEMONSTRANDO O AUMENTO DAS EXPOSIÇÕES ÀS 
RADIAÇÕES NATURAIS E DEMAIS EXPOSIÇÕES
FONTE: Adaptado de Tahuata et al. (2014, p. 44)
Foi essa radioatividade natural que chamou a atenção de pesquisadores e 
cientistas, destacando-se Becquerel e Marie Curie.
IMPORTANT
E
A filha de Marie Curie seguiu o mesmo caminho dos pais e, segundo Nobrega 
(2006), em 1934, Irene Curie e seu marido Joliot produziram o primeiro elemento radioativo 
de forma artificial, dando início a uma nova página na história da radioatividade.
4.2 RADIOATIVIDADE ARTIFICIAL
Irene Curie e seu esposo fizeram experimentos e conseguiram tornar 
radioativos os átomos de fósforo (P-30) e nitrogênio (N-13). Desde então, os 
estudos avançaram e, atualmente, temos uma variedade de radioisótopos sendo 
produzidos artificialmente com aplicações na área da medicina, na área industrial 
e na conservação de alimentos.
Para você compreender um pouco da importância desse processo de 
radioatividade artificial, vamos voltar para 1868. Segundo Okuno e Yoshimura 
(2010), na época, o russo Dmitri Ivanovich Mendeléev começou a organizar os 
TÓPICO 3 | RADIOATIVIDADE
35
elementos químicos de acordo com as suas propriedades químicas, alterando a 
posição de alguns elementos, já definida por outros cientistas, pois a tarefa de 
organizar os elementos químicos havia começado em 1789, com Lavoisier, que 
organizou 33 elementos. Depois, outros cientistas vieram aprimorando o trabalho 
e acrescendo elementos.
 
Dentro da sua perspectiva, Mendeléev conseguiu organizar 63 elementos, 
apresentando, em 1869, o esboço da Tabela Periódica atual, deixando espaços 
vazios para novos elementos. Ele previa a existência de novos elementos, que 
ainda virão a ser descobertos.
Mendeléev descobriu, ao longo dos 17 anos seguintes, três novos 
elementos: o gálio (Ga), o escândio (Sc) e o germânio (Ge). Depois, em 1898, o 
casal Curie descobriu o polônio (Po) e o rádio (Ra). Assim, com o passar dos anos, 
foram preenchendo-se as lacunas da Tabela Periódica.
Em 1913, Henry Moseley, considerando como grandeza fundamental a 
quantidade de prótons no núcleo de um átomo, sugeriu que a Tabela Periódica de 
Mendeléev fosse adequada para que a sequência dos elementos químicos seguisse 
uma ordem crescente, de acordo com o número atômico (Z) de cada elemento.
IMPORTANT
E
“Todos os elementos com Z maior do que 82, naturais ou artificiais, são 
radioativos e desintegram-se, passando