Estrutura Atômica e Radiações

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<p>Professor:</p><p>Edmilson Lima de Assis</p><p>FÍSICA DAS RADIAÇÕES E</p><p>TUBOS DE RAIOS-X</p><p>ESTRUTURA ATÔMICA</p><p>“O mundo é composto de matéria eenergia”</p><p>◼ Matéria: é tudo que ocupa lugar no</p><p>espaço, tem massa e inércia, exerce força</p><p>e tem forma</p><p>◼ ÁTOMO → Unidade fundamentalda</p><p>matéria</p><p>COMPOSIÇÃO DO ÁTOMO</p><p>◼ O átomo é composto</p><p>de 2 partes: núcleo e</p><p>os elétrons orbitais</p><p>◼ NÚCLEO: PRÓTONS</p><p>(carga positiva) +</p><p>NEUTRONS (sem</p><p>carga)</p><p>◼ ELÉTRONS: carga</p><p>negativa</p><p>ÓRBITAS DOS ELÉTRONS</p><p>▪ Órbitas circulares</p><p>▪ Sete níveis orbitais ou</p><p>camadas (K, L, M, N, O,</p><p>P, Q)</p><p>▪ Cada camada com um</p><p>número máximo de</p><p>elétrons:</p><p>2, 8, 18, 32, 32, 18, 8</p><p>ENERGIA DE LIGAÇÃO</p><p>◼ Energia que os elétrons possuem</p><p>através da ação atrativa do núcleo</p><p>◼ Energia de ligação é maior nas</p><p>camadas mais internas</p><p>◼ Átomos com maior nº atômico (Z),</p><p>possuem maior energia de ligação</p><p>◼ Medida em eletronvolt (eV)</p><p>IONIZAÇÃO</p><p>Conversão de átomos em íons</p><p>ION: átomo que não está eletricamente</p><p>equilibrado</p><p>◼ Íon positivo: perde elétron</p><p>◼ Íon negativo: ganha elétron</p><p>IONIZAÇÃO</p><p>Conversão de átomos em íons</p><p>ION: átomo que não está eletricamente</p><p>equilibrado</p><p>◼Íon positivo:</p><p>perde elétron</p><p>IONIZAÇÃO</p><p>Conversão de átomos em íons</p><p>ION: átomo que não está eletricamente</p><p>equilibrado</p><p>◼Íon negativo:</p><p>ganha elétron</p><p>NATUREZA DAS RADIAÇÕES</p><p>“Radiação é a emissão e transmissão de</p><p>energia através do espaço e da matéria”</p><p>NATUREZA DAS RADIAÇÕES</p><p>Tipos de Radiação:</p><p>◼ Radiações Corpusculares</p><p>◼ Radiações Eletromagnéticas</p><p>RADIAÇÃO CORPUSCULAR</p><p>◼ Propagação de energia sob a formade</p><p>corpúsculos ou partículas (massa)</p><p>◼ Carregadas eletricamente</p><p>◼ Exemplos: Elétrons (raios catódicos e raios</p><p>beta), prótons, partículas alfa</p><p>RADIAÇÕES CORPUSCULARES</p><p>◼ Radiação Alfa (α): átomo de hélio</p><p>(carga positiva)</p><p>◼ Radiação Beta (β): carga negativa</p><p>◼ Raios catódicos: feixe de partículas</p><p>produzidas pelo cátodo (eletrodo</p><p>negativo)</p><p>RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA</p><p>▪Emissão e transmissão de energia através do</p><p>espaço ou da matéria, não possuindomassa;</p><p>▪ Velocidade da luz (300.000 Km/seg);</p><p>▪ Radiação eletromagnética: combinaçãode</p><p>campo elétrico e campo magnético.</p><p>◼ Campo elétrico: oscila no sentido vertical</p><p>◼ Campo magnético: oscila no sentido horizontal</p><p>◼ Ambos com movimentos sincronizados</p><p>◼ Campo elétrico: oscila no sentido vertical</p><p>◼ Campo magnético: oscila no sentido horizontal</p><p>◼ Ambos com movimentos sincronizados</p><p>EXEMPLOS</p><p>TIPOS DE RADIAÇÕES</p><p>ELETROMAGNÉTICAS</p><p>◼ Ondas de radar, TV e rádio</p><p>◼ Microondas</p><p>◼ Raios infravermelhos</p><p>◼ Luz visível</p><p>◼ Raios ultravioleta</p><p>◼ Raios X</p><p>◼ Raios gama</p><p>◼ Raios cósmicos</p><p>EXEMPLOS</p><p>PROPRIEDADES DAS RADIAÇÕES</p><p>ELETROMAGNÉTICAS</p><p>◼ Propagam-se a velocidade da luz</p><p>(300.000 km/seg)</p><p>◼ Propagam-se em linha reta</p><p>◼ Quando interagem com a matéria são</p><p>absorvidos ou espalhados</p><p>◼ Não são afetados por campos</p><p>elétricos ou magnéticos</p><p>PROPRIEDADES DAS RADIAÇÕES</p><p>ELETROMAGNÉTICAS</p><p>Comprimento de onda</p><p>◼ Quanto menor</p><p>comprimento de</p><p>onda, maior a</p><p>frequência e</p><p>maior o poder</p><p>de penetração</p><p>através da</p><p>matéria</p><p>PRODUÇÃO DOS RAIOS X</p><p>Os Raios-X são produzidos pela energia deconversão</p><p>quando um elétron com alta energia cinética</p><p>proveniente do filamento colide com ânodo(alvo).</p><p>Um fóton de Raio-X é produzido quandoum élétron</p><p>de alta energia perde energia.</p><p>PRODUÇÃO DOS RAIOS X</p><p>São necessários 3 requisitos</p><p>básicos:</p><p>◼ Elétrons</p><p>◼ Aceleração destes</p><p>elétrons</p><p>◼ Anteparo para detê-los</p><p>GERAÇÃO DE ELÉTRONS</p><p>> mA >To (2.200oC) > nuvem de elétrons para oanodo</p><p>O no e a quantidade de raios X dependem do no de elétrons que fluem</p><p>do filamento para o alvo (anodo) dotubo.</p><p>ACELERAÇÃO DE ELÉTRONS</p><p>> KVP > velocidade dos elétrons ao atingirem o alvo</p><p>PRODUÇÃO DOS RAIOS X</p><p>Parada brusca de elétrons</p><p>Quando os elétrons catódicos penetram o alvo de</p><p>tungstênio, sua energia cinética (energia em movimento)</p><p>transforma-se em outras formas de energia</p><p>0,6% raios X e 99,4% em calor</p><p>PRODUÇÃO DOS RAIOS X</p><p>PARADA DOS ELÉTRONS EM ALTA</p><p>VELOCIDADE NO ALVO</p><p>PRODUÇÃO DOS RAIOS X</p><p>PRODUÇÃO DOS RAIOS X</p><p>Tubo de Raio X</p><p>PRODUÇÃO DA RADIAÇÃO X</p><p>◼ Radiação Geral,</p><p>Bremsstrahlung ou</p><p>Freniamento</p><p>(Bremsen = frear;</p><p>Strahlung = radiação)</p><p>◼ Radiação Característica</p><p>RADIAÇÃO DE FRENAMENTO</p><p>A - Elétron sofre</p><p>frenamento por</p><p>deflexão</p><p>B – Elétron sofre</p><p>frenamento por colisão</p><p>com o núcleo</p><p>RADIAÇÃO CARACTERÍSTICA</p><p>Ocorre quando um elétron acelerado da</p><p>corrente do tubo remove um elétron das</p><p>camadas do átomo que constitui o alvo,</p><p>consequentemente, ionizando este</p><p>átomo.</p><p>REMOÇÃO DOELÉTRON</p><p>SALTO DO ELÉTRON</p><p>FORMAÇÃO DORAIO X</p><p>RADIAÇÃO CARACTERÍSTICA</p><p>PROPRIEDADES DOS RAIOS X</p><p>◼ Caminham em linha reta</p><p>◼ Possuem a velocidade da luz no</p><p>vácuo</p><p>◼ São divergentes</p><p>PROPRIEDADES DOS RAIOS X</p><p>◼ Não são desviados porcampos</p><p>eletromagnéticos</p><p>◼ Podem sensibilizar filmes</p><p>fotográficos/radiográficos</p><p>PROPRIEDADES DOS RAIOS X</p><p>◼ São invisíveis e inodoros</p><p>◼ Podem penetrar corpos opacos à luz</p><p>◼ Não sofrem reflexão e refração (em</p><p>condições normais)</p><p>PROPRIEDADES DOS RAIOS X</p><p>◼ Produzem</p><p>ionizações nos</p><p>sistemas biológicos,</p><p>alterando o</p><p>metabolismo celular</p><p>PROPRIEDADES DOS RAIOS X</p><p>◼ Produzem fluorescência e</p><p>fosforescência</p>