Radioatividade e suas propriedades

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(
Radioatividade
)
 (
Ionização e radiação
Importante: número de prótons = número de elétrons → o átomo é um sistema eletricamente nulo.
E quando no elemento não aparece carga: número de prótons = número de elétrons. 
 
Átomo: ao perder ou ganhar elétrons durante uma ligação química, transforma-se em um íon positivo ou negativo → IONIZAÇÃO. 
Íon positivo
: Cátion (número de elétrons inferior ao número de prótons). 
Íon negativo
: Ânion (número de elétrons superior ao número de prótons). 
Quando radiação incidir em algo e nesta colisão arrancar um ou mais de seus elétrons → ionização causada por radiação.
 
Isótopos
: átomos de um mesmo elemento químico → mesmo número atômico, mas com número diferente de nêutrons. 
 
Radioisótopos
: isótopos de elementos químicos capazes de emitir partículas e ondas eletromagnéticas. Possuem usos na agricultura, engenharia, medicina. Tem alto grau de periculosidade. 
Hidrogênio 
Hidrogênio 
1
: mais abundante e não é radioativo; 
Hidrogênio 
2
: radioativo → bombas de hidrogênio; 
Hidrogênio 
3
: radioativo porém em quantidades menores. 
 
Urânio 
Urânio 238: mais abundante não é radioativo; 
Urânio 235: 
radioativo → reatores
 nucleares e bombas atômicas;
Enriquecimento de Urânio: Urânio enriquecido
 é o aquele cujo teor (Urânio-235) foi aumentado, através de um processo de separação de isótopos mediante a retirada do minério da natureza. 
 
) (
1896 - Henri Becquerel
 → radioatividade → observação de sais de urânio que emitiam radiações parecidas com as dos raios X, capazes de impressionar chapas fotográficas. 
 
1898 - Pierre e Marie Curie
 → 
nomeou
 esse fenômeno de radioatividade. Descoberta dos elementos Rádio e Polônio. 
 
1899 - Ernest Rutherford
 → radiação emitida era característica de cada elemento. Estudou que existiam pelo menos três tipos de emissões → radiação decorre da desintegração espontânea do núcleo de um átomo radioativo, devido ao seu estado energético muito intenso, o qual tende a estabilizar-se pela liberação de energia.
)
	
 (
Composição da m
atéria
Átomo
: 
apresenta
 duas partes, o núcleo e a eletrosfera.
Núcleo
: prótons (partículas positivas) e os nêutrons (partículas sem carga elétrica); 
Eletrosfera
: elétrons (partículas com cargas negativas).
 
Elemento químico
: conjunto formado por átomos de mesmo número atômico.
Numero atômico (Z)
: número de prótons existentes no núcleo de um átomo (Z = p). 
Representação:
Átomo e elemento químico 
Número de massa (A)
: soma do número de prótons (Z) e de nêutrons (N) existente num átomo: 
(A = Z + N)
Ex: o átomo de sódio tem 11 prótons, 12 nêutrons e 11 elétrons. O número atômico é 11 e o número de massa é 23.
A = Z + N → 23 = 11 + N → N = 12 nêutrons
)
 (
Ionizante
: tem capacidade de ionização e são bastante penetrantes;
- 
Produzida por transformação de energias (energia elétrica em térmica e por último em luminosa); 
 - 
Dessas transformações têm-se as ondas eletromagnéticas, compostas por fótons (pequenos pacotes de energia luminosa); 
- 
Raios X, a radiação ionizante é a transformação da energia cinética (elétrons em movimento dentro da ampola de raios X) em ondas eletromagnéticas (feixes de raios X), sendo um resultado de um bombardeio de elétrons do cátodo para o ânodo produzindo fótons.
 
Emissões Radioativas 
Radioatividade
: núcleo instável (radionuclídeo) emite, espontaneamente, 
determinada
 entidade (partículas e ondas), as radiações, transformando-se em um núcleo mais estável. 
 
1.
 
 
Emissão alfa 
- Partícula alfa: núcleo do gás hélio (
2
 prótons e 2 nêutrons); 
- 
Alfa é a mais pesada 
→
 altamente ionizante
; 
- Tem mínima penetração → não atravessando mais que alguns centímetros de ar e sendo detida por uma folha de papel; 
- Uso proibido em humanos. 
2. E
missão
 beta 
- Emissão beta: representada por um elétron; 
- Capaz de atravessar vários centímetros de uma camada de ar;
-
 
Partículas beta
 ionizam menos do que a alfa
. 
3.
 
Emissão gama 
- Radiação gama: energia eletromagnética → não apresenta carga elétrica; 
- 
Altamente penetrantes
 → atravessam paredes de chumbo de vários centímetros de espessura; 
- 
São as menos ionizantes das radiações
 → 
perigo devido 
a
 dificuldade de proteção. 
) (
Cobalto 
Cobalto 59: isótopo natural; 
Cobalto 60: fabricado de modo artificial → bombardeamento do isótopo 59 com nêutrons. É aplicado no tratamento de tumores.  
 
Bombardeamento do átomo de Cobalto
Radiação
: propagação de energia através de partículas ou ondas;
Classificação: ionizantes ou não ionizantes, corpuscular ou eletromagnética. 
Radioatividade
: propriedade de certos elementos químicos (urânio, tório, rádio, césio) de emitir, espontaneamente, energia e partículas subatômicas.
Radiação Não Ionizante e Ionizante 
Não Ionizante
: equipamentos como televisores, rádios e telefones celulares → energia emitida por estes equipamentos não é suficiente para “arrancar” elétrons dos átomos ou moléculas durante sua passagem pela matéria; 
Principal efeito biológico das radiações não ionizantes
: térmico, causando aquecimento devido à energia eletromagnética.
)
 (
Desintegração radioativa 
Atividade: número de desintegrações de uma amostra radioativa por unidade de tempo. 
Unidade: Becquerel (Bq
) → 
1
 desintegração por segundo. 
Radioatividade de um material → diminui com o passar do tempo → decaimento. 
Tempo de decaimento (meia vida) é o tempo que decorre para a atividade de um radionuclídeo decair à metade da atividade inicial. 
Ex: Urânio-235 → meia vida 713 milhões de anos; 
Urânio-238 → 4,5 bilhões de anos.
 
Usos das radiações 
Raios X
 - Baseado na absorção diferencial dos tecidos → absorção de radiação é proporcional à densidade estrutural dos tecidos; 
- Ossos e cartilagem absorvem mais que músculos, tecido adiposo, vísceras, e dão uma sombra na imagem. Na chapa negativa, eles aparecem mais claros, porque absorvem mais a radiação. 
 
Tomografia computadorizada (TC)
: projeções através de feixes de raios X que criam imagens clínicas de elevada qualidade → atenuação do feixe varia conforme a densidade dos tecidos → TC permite diferenciação entre as diversas densidades. 
 
Radioterapia
 (partículas beta negativas, raios X e radiação gama) → fins terapêuticos. – Equipamento (simulador ou tomógrafo) → emite radiação de maneira dosedependente em região tumoral previamente localizada e assinalada. – Braquiterapia (radioterapia localizada) → injeções das substâncias radioativas diretamente sobre tipos específicos de tumores e em locais específicos do corpo humano.
 
Exames diagnósticos (cintilografias)
 → radiação gama. Materiais radioativos (radiofármacos), acoplados a moléculas biologicamente ativas são 
administrados por via endovenosa, oral
 ou inalatória → distribuição dos radiofármacos demostram a atividade de um órgão específico ou sua função. 
 
Teleterapia 
- I
mplantação de agulhas de rádio
 
 
(
Ra-226) ou cobalto ( Co-60) em tumores; 
- Administração de radionuclídeos, por injeção ou ingestão → tratamento do hipertireoidismo e o de câncer da tireoide → altas doses de Iodo-131 radioativo. Paciente ingere o Iodo-131, que se concentra na tireoide e destrói o tecido hiperplástico
.
) (
Desintegração radioativa 
Atividade: número de desintegrações de uma amostra radioativa por unidade de tempo. 
Unidade: Becquerel (Bq
) → 
1
 desintegração por segundo. 
Radioatividade de um material → diminui com o passar do tempo → decaimento. 
Tempo de decaimento (meia vida) é o tempo que decorre para a atividade de um radionuclídeo decair à metade da atividade inicial. 
Ex: Urânio-235 → meia vida 713 milhões de anos; 
Urânio-238 → 4,5 bilhões de anos.
 
Usos das radiações 
Raios X
 - Baseado na absorção diferencial dos tecidos → absorção de radiação é proporcional à densidade estrutural dos tecidos; 
- Ossos e cartilagem absorvem mais que músculos, tecido adiposo, vísceras, e dão uma sombra na imagem. Na chapa negativa, eles aparecem mais claros, porque absorvem mais a radiação. 
 
) (
Representação da emissão alfa:
Representação da emissão beta:
Representação da emissãogama: 
Poder de penetração das emissões 
)
 (
Radioproteção 
Radiações somente devem ser utilizadas em condições padronizadas de estrita e eficiente proteção dos usuários. 
 
Deve-se controlar
: 
- Distância da fonte
: deve-se manter a maior distância possível. 
- Tempo de exposição
: deve ser o mínimo possível, porque as doses são cumulativas com o tempo. 
-
 Diminuição da exposição (blindagem):
 uso de barreiras absorventes (aventais), geralmente de chumbo, entre as fontes de radiação e os sistemas biológicos.
) (
Efeitos das Radiações 
Ação direta
 - Radiação choca-se e age diretamente sobre moléculas biológicas (DNA, proteínas e lipídios) → inativação de enzimas, quebra de ligações, formação de radicais complexos, que impedem o funcionamento natural dessas moléculas → danos para o sistema biológico (20% do efeito total).
 
Ação indireta
 - Radiação absorvida pela água → forma radicais muito reativos → radicais agem sobre as biomoléculas, lesando-as (80% do efeito total).
 
 
 
 
 
 
)