Aula_Radioatividade

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Biofísica dos Radionuclídeos
George Kluck
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
Departamento de Ciências Fisiológicas
Área de Biofísica
Primeiras evidências
Niepce de Saint-Victor (1867)
Becquerel (1896)
Pierre e Marie Curie (1898)
O fenômeno da radioatividade consiste na emissão espontânea 
de partículas ou energia pelo núcleo de um átomo. 
Os átomos que se comportam dessa maneira são chamados 
de radioisótopos ou radionuclídeos.
Radioatividade
 Fundamental
Diz-se que o átomo está no estado fundamental quando possui a menor energia possível.
 Excitado
É uma elevação no nível de energia acima de um estado energético arbitrário basal. 
 Ionizado
Quando em seu estado fundamental, o átomo aborve energia suficiente para que um 
elétron seja removido do orbital, geralmente o que está mais afastado do núcleo e de mais 
alta energia.
 Metaestável
Estado de energia nuclear mais elevado; o excedente de energia agora não é mais 
fornecido à eletrosfera, mas sim, ao núcleo.
Diferentes estados de um átomo
Radioatividade
Linha de estabilidade nuclear
Forças que atuam na 
estabilidade nuclear
Força Forte - Força Nuclear
Força Fraca - Força Elétrica
Possuem o mesmo número de prótons e diferentes número de nêutrons
Estáveis:
Não se modificam espontaneamente, isto é, não são radioativos. 
Exemplos: 12C, 14N, 16O, 31S
Instáveis:
Emitem espontaneamente partículas ou energia pelo núcleo, denominando-
se Radioisótopos ou Radionuclídeos. 
Exemplos: 3H, 13C, 22Na, 32S. 
Isótopos
Transmutação radioativa
Ocorre quando há o bombardeamento de núcleos estáveis com partículas alfa, prótons, nêutrons 
ou outras partículas, originando novos elementos. 
 
Decaimento Radioativo 
Transformação espontânea de um nuclídeo em outro diferente ou do mesmo nuclídeo, tornando-se 
mais estável. Deste processo resulta a emissão de radiação e 
a diminuição, ao longo do tempo, do número de átomos radioativos originais de uma amostra. 
Radioatividade
Emissão Alfa
É um núcleo de gás Hélio, com dois prótons e dois nêutrons. 
Tem massa igual a 4 e carga +2. 
Emissões radioativas
“Straggling”
Transferência de 
energia 
conforme a interação 
com o meio
Formação dos raios delta
Emissão Alfa
Curva de Bragg
 Menor poder de penetração
 Alta taxa de ionização
 Exposição externa é inofensiva, pois não atravessa as primeiras camadas 
epiteliais da pele
 É barrada por uma folha de papel
Contaminação por ingestão de grande quantidade de radiação alfa é altamente perigoso, 
causando danos na mucosa que protege os sistemas 
respiratórios e gastrointestinais.
Emissão Alfa
Emissão Beta
Emissão Beta
A partícula Beta tem a massa do elétron e pode ser negativa (négatron) ou 
positiva (positron)
Emissão beta 
negativa
Emitida por núcleos instáveis devido ao excesso de nêutrons em relação ao 
número de prótons. Semelhante ao elétron, com as diferenças de apresentar uma 
elevada energia cinética e ser proveniente do núcleo!!
Interação da partícula Beta negativa
 Pode ser com os núcleos ou com os elétrons dos átomos do meio;
Quando ocorre com os núcleos, pode ser elástica ou inelástica;
 Elástica: Ocorre conservação da energia cinética, mas a trajetória da 
partícula sofre alteração.
 Inelástica: Ocorre redução da energia cinética.
“Bremsstrahlung”: É uma radiação eletromagnética produzida pela desaceleração de uma 
partícula carregada quando esta é freada por outra também carregada, geralmente a 
atração entre o elétron e o núcleo atômico. 
Emissão Beta
Emissão beta positiva
Emissão Beta
Diminui o número atômico
Relação próton x nêutron desfavorável
Pode haver emissão de radiação gama
Interação da partícula Beta positiva
Aniquilação
É o fenômeno que se caracteriza pela transformação da matéria e da 
antimatéria em energia eletromagnética. 
Captura de Elétrons
O núcleo absorve um dos elétrons orbitais e este reage com um próton 
para formar um nêutron. Como a interação do elétron é sempre feita 
com um próton, haverá redução do número atômico, o que se 
assemelha ao mecanismo de emissão beta positivo. 
Emissão Beta
 Maior poder de penetração
 Menor taxa de ionização
 Pode ser detida com uma folha de alumínio
 Atravessa alguns milímetros da pele
Emissão Beta
Características da radiação Beta
Emissão Gama
A radiação gama é uma energia eletromagnética, e portanto, sem carga 
elétrica. Ela ocorre quase sempre depois da emissão de partículas alfa, e 
em muitos casos de emissão beta. 
Emissão Gama
Emissão Gama
 Altamente penetrantes
 Dependendo da energia, pode atravessar paredes de chumbo de vários 
centrímetros
 menos ionizantes
 Dificuldade de proteção
Características da radiação Beta
Resumindo...
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