FÍSICA DAS RADIAÇÕES

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Letícia Kariny Teles Deusdará / Odontologia UFPE
FÍSICA DAS RADIAÇÕES
ÁTOMOS:
Estruturas básicas constituintes da matéria - Partículas elementares ou
fundamentais
Núcleo central com prótons (carga positiva) e nêutrons (carga nula - mantém o
núcleo unido / impede que os prótons sejam repelidos entre si)
Núcleo circundado por uma eletrosfera (elétrons - carga negativa) em trajetória
circular ou elíptica em diferentes camadas / níveis de energia (com quantidades
específicas de elétrons que essa camada suporta)
Elétrons mais próximos ao núcleo tem um nível de energia maior (a força de
união dos elétrons ao núcleo é maior) - O nível de energia necessária para deslocar
um elétrons de uma camada mais interna (K) para uma mais externa ao núcleo é
maior.
Número atômico (Z): Quantidade total de prótons
Número de nêutrons (N)
Massa atômica (A=Z+N)
ISÓTOPOS:
Átomos como o mesmo número atômico (Z), é isso que determina a sua natureza
química - na tabela periódica há diferentes elementos com diferentes números
atômicos
RADIOISÓTOPOS:
Isótopos com núcleos instáveis e que sofrem desintegração radioativa (pode
desintegrar e liberar partículas do núcleo).
Natureza da radiação: Corpuscular e eletromagnética
Radiação é a transmissão de energia através do espaço
● RADIAÇÃO CORPUSCULAR:
➔ Se comporta como partícula.
➔ Partículas atômicas/subatômicas
➔ Partículas alfa: Constituída de 2 prótons e 2 nêutrons. É liberada
quando o núcleo está instável
➔ Partículas beta: Elétron liberado
➔ Raios catódicos: Elétrons que se deslocam de forma artificial
No tubo/ampola produzem raios-x, raios catódicos que são elétrons que se
deslocam do cátodo ao ânodo de forma artificial. Os elétrons se deslocam em
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alta velocidade e colidem em um anteparo de tungstênio, a colisão libera raios-x. A
ampola é influenciada por um campo elétrico, que aquece o filamento de tungstênio
para gerar elétrons e deslocá-los
● RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA:
➔ Se comporta como energia.
➔ Movimento de energia através do espaço na forma de ondas,
decorrente de um campo elétrico e outro magnético.
➔ Esse tipo de radiação tem um poder de penetração maior nos tecidos
do que as radiações corpusculares.
➔ Raios gama
➔ Raios X: Fóton - pacote de energia
➔ Raios ultravioleta
➔ Ondas de rádio
➔ Luz visível
EXCITAÇÃO:
Quando um elétron de uma camada interna passa para uma camada externa. Isso
também ocorre com a liberação de energia.
IONIZAÇÃO:
Quando um átomo ganha ou perde elétrons
● kV / QUILOVOLTAGEM: DDP entre o cátodo e o ânodo
● mA / MILIAMPERAGEM: Quantidade de elétrons que estão sendo
acelerados (corrente de elétrons que passa do cátodo ao ânodo)
A ampola produz os raios-x
● Na ampola há um cátodo (parte negativa onde vão ser produzidos os
elétrons) e um ânodo (positivo).
● A ampola é conectada a uma corrente elétrica que vai aquecer o filamento de
tungstênio, o que produz uma nuvem de elétrons.
● Os elétrons sofrem uma DDP entre o cátodo e o ânodo, o que faz com que
eles se desloquem em alta velocidade e energia do cátodo em direção ao
ânodo.
● Quando os elétrons incidentes colidem com o alvo (também de
tungstênio) interagem com os átomos do anteparo de tungstênio.
● A colisão faz com que os fótons de raios-x sejam produzidos.
● Os fótons de raios-x são direcionados para um filtro que é direcionado para o
paciente pelo cone localizador. A energia perdida pelos elétrons na colisão é
transformada em calor (99%) ou raios-x (1%).
COLISÃO COM PRODUÇÃO DE CALOR:
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● O elétron incidente se desloca em alta velocidade, se choca com a
eletrosfera dos átomos presentes no anteparo de tungstênio e é desviado.
➔ Com o desvio, o elétron perde parte de sua energia que é
convertida em calor.
COLISÃO COM PRODUÇÃO DE RAIOS-X:
● Os elétrons incidentes passam pela eletrosfera de tungstênio e, a medida que
se aproximam do núcleo do átomo, perdem força e velocidade, isso faz com
que os elétrons incidentes sejam desviados em outras direções.
➔ Parte da energia é perdida e o desvio de rota provocado pelo
desaceleração/freamento emite fótons de raios-x (pacote de
energia).
● Uma outra forma ocorre quando o elétrons incidente se choca contra a
camada interna do átomo de tungstênio, com elétron na parte mais interna e
fortemente ligada ao núcleo desviando esse elétrons da camada K.
➔ A vacância deixada pelo deslocamento do elétron faz com que outro
átomo de uma camada mais externa passe para o nível mais
interno de energia para ocupar o local que ficou vazio pela saída
do átomo, provocando a emissão de fóton de raio-x (pacote de
energia)
ESPECTRO CONTÍNUO DE RAIOS-X:
● Os fótons de raios-x emitidos pela rápida desaceleração dos elétrons
que passam próximos ao núcleo do átomo de tungstênio (camada mais
interna - K) são, algumas vezes, designados como radiação
Bremsstrahlung ou de freamento.
ESPECTRO CARACTERÍSTICO DE RAIOS-X:
● Os fótons de raios-x emitidos diretamente a partir da colisão com os
elétrons do alvo (anteparo de tungstênio) transformam o espectro
característico ou linear.
CARACTERÍSTICAS DOS FEIXES DE RAIOS-X:
● Os raios-x são descritos como sendo constituídos de pacotes de ondas de
energia.
● Cada pacote é denominado fóton e equivale a um quantum de energia.
● O feixe de raios-x é composto por milhões de fótons distintos.
● Os feixes de raios-x podem variar em intensidade e qualidade, a depender do
tipo de aparelho, da quilovoltagem e miliamperagem.
➔ Intensidade: Quantidade de fótons de raios-x no feixe.
➔ Qualidade: Energia carregada pelos fótons (poder de penetração).
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● Os aparelhos de raios-x odontológico normalmente operam entre 50 e 90
kVp.
● A energia necessária para deslocar um elétron da camada mais interna da
eletrosfera do átomo de tungstênio é de aproximadamente 69,5 kV
INTERAÇÃO DOS RAIOS-X COM A MATÉRIA:
● Os raios-x formados no interior da ampola são filtrados e interagem com a
matéria, ou seja, com o paciente.
● A energia atravessa o paciente, uma parte é absorvida e outra parte
sensibiliza os filmes radiográficos ou sensores.
OS FÓTONS DE RAIOS-X PODEM SER:
● Completamente espalhados (sem perda de energia)
● Absorvidos (com perda total de energia)
● Espalhados com alguma absorção de energia (parte absorvida e parte
dissipada/foto espalhada)
● Propagados sem alteração
EFEITOS DE INTERESSE CLÍNICO:
EFEITO COMPTOM:
● Ocorre na maioria das vezes. É a colisão do fóton de raio-x com algum
elétron da camada mais externa da matéria.
● O elétron é desviado pela colisão e também parte da energia é dissipada/foto
espalhada
EFEITO FOTOELÉTRICO:
● Quando o fóton de raio-x incidente, ao interagir com a matéria, vai se
deslocar com alta velocidade através da eletrosfera e interagir com elétron da
camada mais interna, este será desviado (fotoelétron) originando uma reação
em cadeia.
● Parte da energia é absorvida pela matéria e outra parte é utilizada para
deslocar o elétron.
● O elétron desviado vai ficar livre para interagir com a matéria e colidir com
outros átomos, podendo deslocar mais elétrons.
● O raio-x é um tipo de radiação ionizante, pois tem o poder de deslocar
elétrons do átomo da matéria (radiação ionizante).
● Por ser ionizante, causa efeitos biológicos.