Radiações-Aula 1 (1)

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Radiações e suas Fontes
Profa. Dra. Daniela Priscila Marchi Salvador
Radiação: Energia em transito
 Qualquer entidade capaz de transferir (emitir e propagar) 
energia de um sistema a outro independente do meio 
material por intermédio de:
• Partículas dotadas de energia cinética: Corpuscular
• Fenômenos ondulatórios: Eletromagnética
 São produzidas por processos de ajustes nucleares ou 
eletrônicos ou por interações com os átomos
 Átomos instáveis
Radioatividade
Radiação Corpuscular
 Partícula: possui massa, carga elétrica e velocidade 
(dependente do valor de sua energia); pode ser carregada 
ou neutra, leve ou pesada, lenta ou rápida
• Partícula  (2p/2n)
• Partícula - (1/1840 n)
• Partícula + (1/1840 p)
Energia cinética
Radiação Eletromagnética
 Onda Eletromagnética: constituída por campos elétricos e 
magnéticos variando no espaço e tempo
 Caracterização: amplitude (tamanho) e frequência 
(alternativamente pelo ) da oscilação
 Não possui massa e se propagam com a velocidade de 
300.000 km/s, para qualquer valor de sua energia
Radiação Eletromagnética
 1901: Max Karl Ludwig Plank e 1905: Albert Einstein
• Teoria dos quanta: radiação eletromagnética (energia) é emitida e se 
propaga em forma de pequenos pulsos de energia – fótons (partícula)
Radiação Eletromagnética
 Fóton: partícula elementar móvel, sem carga e sem massa 
de repouso q se propagam com a velocidade da luz
 1924: Louis-Victor de Broglie
• Teoria da dualidade onda-partícula: a toda partícula está associada 
uma onda e a toda onda está associada uma partícula
 Radiação interage com corpos depositando neles sua 
energia
LUZ / FÓTON
Fontes de Radiação
 Corpo ou ponto material capaz de emitir ao menos 
uma radiação
• Radiação Ambiental
• Extraterrestres / Cosmogênio - Sol
• Raios cósmicos primários
• Raios cósmicos secundários
Raios Cósmicos Primários
 Partículas cósmicas que 
interagem com a camada externa 
da atmosfera
 Prótons de energia elevada 
(maioria)
 As partículas são aceleradas 
atingindo energias altíssimas e 
são espalhadas em todas as 
direções do espaço
Raios Cósmicos Secundários
 Partículas cósmicas que 
atravessam a camada externa da 
atmosfera
 Colidem com moléculas do ar e, 
da interação com os seus átomos, 
formam-se chuveiros de novas 
partículas e anti-partículas
Fontes de Radiação
 Corpo ou ponto material capaz de emitir ao menos 
uma radiação
• Terrestres
• Natural
• Radioisótopos
• Artificial / Antropogênio
• Lâmpadas: luz visível e ultravioleta
• Raios X
• Radionuclídeos: pilhas, reatores e aceleradores nucleares
Radionuclídeos ou 
Radioisótopos ou 
Radioelementos
Profa. Dra. Daniela Priscila Marchi Salvador
 Elementos químicos radioativos
• Fenômeno radioativo nuclear e eletrônico
 Termodinâmica: estado mínimo de energia
• 127I: não-radioativo
• 125I: “excesso” de prótons
• 131I: “excesso” de nêutrons
Radionuclídeos
Radioatividade
Espectro eletromagnético
http://www.sobiologia.com.br/figuras/oitava_serie/ondas5.gif
 Matéria: radiação corpuscular (Partículas , + e -)
 Energia: radiação eletromagnética (Radiação  e 
raios X)
• Naturais
• Artificiais
• Reatores nucleares
• Fissão e fusão nucleares
• Aceleradores de partículas
• Ciclotron e lineares
Radionuclídeos - Fontes
• Fissão nuclear
Fontes – reatores nucleares
• Fusão nuclear
Fontes – reatores nucleares
Fontes – Acelerador de Partículas
• Ciclotron: as partículas viajam ao redor de um círculo até 
colidirem com o alvo
Fontes – Acelerador de Partículas
• Lineares: partículas viajam por um caminho longo e 
retilíneo e colidem com o alvo
Fontes – Acelerador de Partículas
• Large Hadron Collider (LHC): maior construído até hoje, 
localizado no CERN, Genebra, Suíça.
Histórico
 1896: Antonie-Renri Becquerel
Histórico
 1898: Pierre e Marie Curie
1859 - 1906
Histórico
 1899: Rutherford
 Partículas  e  (Urânio)
diferentes desvios que as radiações sofriam
Histórico
 1900: Marie Curie e Paul Ulrich Villard
 Radiação 
1860 - 1934
Histórico
 1926: Hermann Blumgart
 1929: Ernest Lawrence
1895 - 1977
Histórico
 1936: Emílio Segre
 1949: Samuel M. Seidlin
1895 - 1955
Histórico
 1957: Hal Anger – câmara de cintilação
 1962: Radiofarmácia – gerador do Tecnécio
 1949: Benedict Cassean – 1º protótipo de scanner linear
1902 - 1973
Modelos Atômicos
 1896 – Thompson: “pudim de passas”
• Esfera + com partículas – encrustadas
 1909 – Rutherford: “sistema solar”
• Núcleo denso q atrai eletronicamente e- dispostos em eletrosfera 
com orbita circular
 1913 – Bohr: movimento dos e- elíptico
• Baseado no postulado de L. de Broglie (dualidade onda/partícula)
Estrutura Atômica
 Átomo
• Núcleo: Prótons + Nêutrons
• Camada Eletrônica: Elétrons
http://papeisavulsos.blog.terra.com.br/files/2008/04/post-0242.jpg
Isótopo
 Mesmo número atômico (prótons) - Z
http://www.sprawls.org/ppmi2/MATTER/4MATTER04.gif
Isótopos
http://paxprofundis.org/livros/agua/isotopos.gif
125
53I ; 
127
53I ; 
131
53I
http://sites.google.com/site/geologiaebiologia/_/rsrc/1223391575452/biologia-e-geologia-10%C2%BA/a-medida-do-tempo-e-a-idade-da-terra/vcddd.jpg
Isóbaro
 Mesmo número de massa (A)
http://www.sprawls.org/ppmi2/MATTER/4MATTER05.gif
Isômero
 Mesmo número atômico (Z) e mesmo número 
de massa (A)
http://www.sprawls.org/ppmi2/MATTER/4MATTER06.gif
Nomenclatura Nuclear

A
ZXA-Z

AX- Radionuclídeo em estado ionizado

AX* Radionuclídeo com núcleo em estado excitado

AX0 ou AX ou X-A Radionuclídeo em estado 
fundamental
Emissões Radioativas
 Emissões primárias
• Emissão 
• Emissão +e -
• Radiação 
 Emissões secundárias
• Captura de Elétron
• Transição Isomérica
• Captura Isomérica
Quando um radionuclídeo emite uma partícula , seu número de 
massa (A) diminui 4 unidades e o seu nº atômico diminui 2 unidades
 Emissão 
Emissões Primárias
 Emissão 
• Emitem 2 prótons e 2 nêutrons
Emissões Primárias
Plutônio - 240
Urânio - 236
transmutação
http://www.mwit.ac.th/~Physicslab/applet_04/atom2/Betame.gif
Emissões Primárias
 Emissão - - Négatron
transmutação
 Radio-228
 Actínio-228
Emissões Primárias
 Emissão - - Négatron
http://www.mwit.ac.th/~Physicslab/applet_04/atom2/Betape.gif
Emissões Primárias
 Emissão + - Pósitron
transmutação
 Protactínio-230
 Tório-230
Emissões Primárias
 Emissão + - Pósitron
Emissões Primárias
Emissões Primárias
 Emissão 
 Plutônio-240
http://www.mwit.ac.th/~Physicslab/applet_04/atom2/Gammae.gif
Emissões Primárias
 Emissão 
 Emissão eletromagnética de altíssima frequência do núcleo 
porém mantem sua configuração e perde energia 
Emissões Primárias
Emissões Secundárias
 Captura de elétron da camada K
• Núcleo deficiente em energia negativa  captura um e- da 
camada mais próxima do núcleo e libera um neutrino
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/47/Electron_capture_NT.PNG
Radiação 
Raio X de energia L-K
Emissões Secundárias
 Transição Isomérica
• Rearranjo de partículas intramoleculares, sem emissão previa 
de partículas pelo núcleo
Emissões Secundárias
 Captura isomérica: Radiação  e Raio X orbital
A: Radiação  transfere sua 
energia para e- orbital
B: e- orbital ejetado
C: Preenchimento do espaço 
orbital com emissão de radiação 
ou raio X orbital
Geralmente associada a transição isomérica 
Estrutura Atômica
Bibliografia Recomendada
• Okuno, E.; Yoshimura, E.M. Física das Radiações. 1ª Ed. São 
Paulo: Oficina de Textos, 2010. 296p.
• Okuno, E.; Caldas, I.L.; Chow, C. Física para Ciências 
Biológicas e Biomédicas. 1ª Ed. São Paulo: Harbra, 1982. 490p.
• Garcia, E.A.C. Biofísica. 1ª Ed. São Paulo: Sarvier, 1998. 387p.
• Heneine, I.F. Biofísica Básica. 6ª Ed. Rio de Janeiro: Atheneu, 
1996. 400p.
• Leão, M.A.C. Princípios de Biofísica. 2ª Ed. Rio de Janeiro: 
Guanabara Koogan, 1983. 510p.