Estrutura Atômica e Radiação

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Théo Martins Guimarães F1889I5 
Aula 1 e 2: 07/02/2023 
O átomo é indivisível; a base de toda a matéria existente. 
A última teoria atômica aceita foi o modelo atômico de Schrodinger, que propõe que o átomo é 
composto por um núcleo, onde se encontram os prótons (partículas positivas) e os nêutrons (partículas sem 
carga), rodeados por uma nuvem de elétrons (partículas negativas) chamada eletrosfera, que se mantém 
conectada ao núcleo por força eletromagnética. Uma exceção a essa estrutura são os hidrogênios, que não 
têm nêutrons, e os cátions desse elemento não possuem elétrons. Existem ainda as partículas fundamentais 
chamadas quarks, que compõem os prótons e nêutrons. Essas partículas fundamentais organizam-se 
formando outras partículas maiores. O próton é formado por dois quarks up e um quark down, além dos 
glúons, que é outro de tipo de partícula subatômica e mediador das forças que unem os quarks. O nêutron, 
por sua vez, é formado por um quark up e dois quarks down mais os glúons. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando: 
Para que o átomo seja eletricamente neutro, é necessário que ele tenha o mesmo número de elétrons 
e prótons, de forma com que suas cargas se anulem. Contudo, toda e qualquer transformação sofrida pelo 
átomo, o núcleo atômico permanece inalterado (exceto em reações nucleares), modifica apenas sua 
eletrosfera, levando o átomo a ganhar ou perder elétrons, logo a razão entre prótons e elétrons diferentes, 
podendo vir a ter sua carga elétrica positiva ou negativa, íons. 
Caso o átomo perca elétrons, seu número de prótons será significativamente maior, se tornando 
positivo, cátion. 
Caso o átomo ganhe elétrons, seu número de prótons será significativamente menor, se tornando 
negativo, ânion. 
Essa relação de doar, receber ou compartilhar elétrons é chamada de Valência. Podendo ser: 
• Monovalentes: ganham ou perdem apenas 1 elétron 
• Bivalentes: ganham ou perdem apenas 2 elétrons 
• Trivalentes: ... 
• Tetravalentes: ... 
 
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Na eletrosfera, os elétrons não são distribuídos aleatoriamente, mas sim em níveis de energia 
específicos, os subníveis e as camadas de energia (Modelo de Rutheford-Borh). 
A estrutura eletrônica determina as propriedades químicas do átomo, enquanto a estrutura nuclear 
define a estabilidade e transformação radioativa do átomo. Os elétrons que estão na última camada de 
valência, São os responsáveis pelas ligações químicas. No caso dos metais, a última camada é a que 
permite a condução elétrica através de elétrons livres. A força de atração entre o núcleo e os elétrons da 
última camada é muito fraca, deixando-os suscetíveis a saírem do átomo caso recebam energia externa. 
Em alguns casos, a própria energia térmica é suficiente para liberar elétrons. 
 
Diagrama de Pauling 
 
 
No Diagrama de Pauling, utilizado para estudar a configuração eletrônica dos elementos, a energia 
dos subníveis irá aumentar seguindo a ordem diagonal do diagrama, os elétrons de um átomo em estado 
fundamental irão sempre se distribuir nos subníveis de menor energia. 
Exercícios 
• (Mack-2003) Uma distribuição eletrônica possível para um elemento X, que pertence à mesma família 
do elemento bromo, cujo número atômico é igual a 35, é: 
a) 1s2, 2s2, 2p5 
b) 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p1 
c) 1s2, 2s2, 2p2 
d) 1s2, 2s2, 2p6, 3s1 
e) 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d5 
• O ferro é um elemento químico de número atômico 26. Na distribuição eletrônica do átomo de ferro 
no estado fundamental, qual o subnível mais energético e o subnível mais externo, respectivamente? 
a) 4s2 e 4s2 
b) 3d6 e 4s2 
c) 3p6 e 4s2 
d) 3d6 e 3p6 
 
 
 
 
2 6 10 14 
s p d f 
K 1 1s2 
L 2 2s2 2p6 
M 3 3s2 3p6 3d10 
N 4 4s2 4p6 4d10 4f14 
O 5 5s2 5p6 5d10 5f14 
P 6 6s2 6p6 6d10 6f14 
Q 7 7s2 7p6 7d10 7f14 
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Radiação 
 A radiação são ondas eletromagnéticas ou partículas que se propagam com uma determinada 
velocidade. Contêm energia, carga eléctrica e magnética. Podem ser geradas por fontes naturais ou por 
dispositivos construídos pelo homem. Possuem energia variável desde valores pequenos até muito 
elevados. Podendo ser dividida entre radiação ionizante e não ionizante. 
Radiação ionizante 
Radiação ionizante é toda forma de radiação que carrega energia suficiente para arrancar os elétrons 
dos átomos. Ela pode ser produzida de forma natural ou artificial, bem como pode ter natureza 
eletromagnética ou corpuscular, ou seja, ser formada por partículas como elétrons, núcleos atômicos etc. 
A radiação ionizante possuí alto poder de penetração no tecido podendo causar danos celulares, 
devido a quebra de cadeias do DNA. Possui um curto comprimento de ondas e maiores frequências. 
Radiação não ionizante 
Radiação não ionizante é a forma de radiação que não carrega com si, energia suficiente para 
arrancar elétrons. Logo, não penetra o tecido. Possui maior comprimento de onda e menores frequências. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Relembrando: 
• Plano coronal: anterior/posterior 
• Plano sagital: direito/esquerdo 
• Plano axial: repartições 
• Cintura: cranial/cefálico 
• Cintura: caudal/podálico 
• Ventral 
• Dorsal 
• Decúbito dorsal 
• Decúbito lateral 
• Decúbito ventral 
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Tipos de Radiação Ionizante 
As radiações ionizantes podem ser classificadas como diretamente ou indiretamente 
ionizantes, dependendo do mecanismo de ionização a elas associados. 
Entre as radiações diretamente ionizantes, que têm carga elétrica, se destacam as: 
• Partículas Alfa: Cada Partícula Alfa é formada por dois prótons e dois nêutrons. Quando a fonte 
está fora do corpo, as partículas alfa não representam risco, porque elas não atravessam a espessura 
da pele. 
• Partículas Beta: As Partículas Beta, por sua vez, são emitidas pelo núcleo quando este 
tem excesso de nêutrons. O nêutron, grosso modo, se desintegra em um próton e um elétron, e este 
é expulso do núcleo. Como as Partículas Beta têm menos carga e mais velocidade, são mais 
penetrantes (e, portanto, mais perigosas) do que as partículas alfas. Nesse caso, a pele não é 
blindagem suficiente. 
 
 A radiação gama é indiretamente ionizante, ela não possui massa e nem cargas. É composta por 
um campo elétrico e outro magnético de origem nuclear de elementos classificados como radioativos (TC 
99M; I 131). Possui muita energia e alcance; baixo LET (transferência linear de energia) 
 
RAIO X 
 
 O Raio X, é uma radiação indiretamente ionizante, é uma radiação resultado da desaceleração 
de elétrons em alta velocidade quando entram em choque com um “alvo”. No processo de produção do Raio 
X, ocorre uma transformação de energia cinética em radiação eletromagnética. 
Os elétrons que estão no filamento, estão sendo acelerados através de uma tensão elétrica, que gera 
consequentemente uma diferença de potencial – Kv – essa diferença de potencial (entre o catodo e anodo) 
gera a energia cinética. Após a aceleração desses elétrons, eles são disparados em direção ao alvo metálico 
de tungstênio. Quando entram em contato com o tungstênio, a energia cinética é convertida em raio x de 
freamento gerando também muito calor devido a colisão, sendo 99% calor 1% de raio X. 
A partir da liberação dos raios pelo colimador, eles se incidem ao alvo (paciente), onde irão colidir 
diretamente com tecidos ósseos e partes moles, seguindo a seguinte classificação: 
• Hiperdenso: Radiopaco 
• Hipodenso: Radiotransparente 
• Isodensidade 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Radioproteção 
A Radioproteção é o conjunto de medidas que visa propor diretrizes que protegem e asseguram os 
pacientes, acompanhantes e profissionais da radiação ionizante. 
NoBrasil, o CENEN, Comissão Nacional de Energia Nuclear, controla e propõe essas diretrizes 
juntamente com o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares. Onde fundamenta-se que qualquer dose, 
por menor que seja, está associada com a probabilidade de efeitos estocásticos. 
A Radioproteção segue a seguinte tríade: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conceitos importantes dentro de OTIMIZAÇÃO: 
• O tempo é diretamente proporcional á dose: quanto < tempo < dose de exposição 
• A dose é inversamente proporcional ao quadrado de distância entre o indivíduo e a fonte. 
Efeitos Biológicos 
 Qualquer tipo de radiação interage com a matéria, inclusive o corpo humano, depositando assim 
energia. A forma de interação vai depender do tipo de energia da radiação e do meio absorvido. 
Dividimos os efeitos biológicos em: 
• Irradiação: ocorre quando um material ou pessoa é exposta à radiação de maneira desejável e 
seguindo a tríade de proteção radiológica. A mesma pode vir de fontes naturais, como o sol por 
exemplo. 
• Contaminação: ocorre de maneira indesejável, onde o material radioativo se faz presente em locais 
onde não deveria estar, podendo ser absorvido, inalados ou impregnados. 
IRRADIAÇÃO NÃO CONTAMINA, MAS A CONTAMINAÇÃO IRRADIA. 
JUSTIFICATIVA 
Relação baseada entre Risco x Benefício 
Justificado. 
As exposições médicas de pacientes devem ser 
justificadas, ponderando-se os benefícios 
diagnósticos ou terapêuticos que elas venham a 
produzir em relação ao detrimento 
correspondente. 
OTIMIZAÇÃO 
• Planejamento do exame (tempo + dose 
+ distância + posição + blindagem) 
• Seguir ALARA 
LIMITAÇÃO DE DOSE 
ALARA: Dozes tão baixas quanto 
razoavelmente ezequíveis. As Low As 
Resonably Achievable 
PROTEÇÃO 
RADIOLOGICA 
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Ao entrar em contato com o corpo, as células expostas à radiação sofrem ação de fenômenos físicos, 
químicos e biológicos. A radiação causa ionização dos átomos, que afeta as moléculas, que poderão afetar 
células, logo tecidos, órgãos, e o todo o corpo. Podendo levar o indivíduo exposto à: alterações morfológicas, 
perda da capacidade reprodutiva, alterações funcionais e diminuição nos processos metabólicos. 
No âmbito químico, a radiação irá realizar a produção de radicais livres, causando toxicidade, levando 
assim a ruptura de ligações químicas na molécula do DNA (comprometendo a integridade física do material 
genético). Quebra esta, que pode resultar em mutação genética - transformações introduzidas na molécula 
de DNA que resultam na perda ou transformação de informações codificadas pelo na forma de genes. 
Nem todas as células respondem de maneira igual à exposição por radiação, isto é, quanto maior for o 
grau de especialização da célula, mais lentamente ela se reproduzirá pós a exposição. Isso se dá devido ao 
fato de as células possuírem diferentes radiossensibilidades (Lei Bergonie e Tribondeau). 
Os danos biológicos podem ser classificados em conceitos de: 
• Reversibilidade: Dependerá do tipo de célula afetada e da possibilidade de restauração desta 
célula. 
• Transmissibilidade: Danos que podem ser transmitidos para outras células ou tecidos. 
• Efeitos determinísticos: Aquele em que a exposição adicional á radiação causará dano e efeito 
imediato, como queimaduras; queda de pelos; bolhas na pele; náuseas; hemorragia; diarreia; 
queda de cabelos; 
• Efeitos Estocásticos: Independem da dose cumulativa, uma única dose poderá levar a mutação 
genética e se não eliminada pelo corpo, poderá a vir um câncer. 
• Efeitos Somáticos: Se manifestam no individuo irradiado. 
• Efeitos Hereditários: São decorrentes da irradiação das gônadas, que levam a alterações no 
material hereditário contido nos óvulos ou espermatozóides. São transmitidos aos 
descendentes do indivíduo irradiado 
• Dose liminar: Dose necessária para um dano biológico. 
• Tempo de Latência: Tempo que decorre entre o momento da irradiação e o aparecimento do 
dano biológico. 
 
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Questionário 
1. Como é formado o Raio X? 
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2. Quais as estruturas em um exame de radiografia podem apresentar uma hipersensibilidade? 
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3. Como um átomo pode se tornar instável? 
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4. Qual a função do tungstênio na ampola de Raio X? 
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5. Como ocorre o resfriamento da ampola de Raio X? 
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6. Quais são os componentes da sala de Raio X? 
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