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R A D I O M E T R I A
RADIOATIVIDADE: Desintegração dos núcleos dos átomos.
ELEMENTOS RADIOATIVOS importantes para prospecção: K, Th e U.
ESTRUTURA DO ÁTOMO: O átomo é constituído de um núcleo central envolvido por uma nuvem de ELÉTRONS.
O NÚCLEO DO ÁTOMO contém diversas partículas elementares, dentre as quais destacam-se os PRÓTONS e os NÊUTRONS. Em volta do núcleo deslocam-se os elétrons, segundo níveis de energia bem definidos.
A RADIOATIVIDADE é uma propriedade associada ao núcleo dos átomos.
Quando comparadas às MASSAS DO PRÓTON E DO NÊUTRON, as massas das outras partículas do átomo podem ser consideradas desprezíveis: A massa de um átomo - massa dos prótons + massa dos nêutrons = nº de massa do átomo (A). O nº de prótons é igual ao no de elétrons em um átomo.
RADIOATIVIDADE:
-A maioria dos núcleos dos isótopos é estável (as forças nucleares mantêm as partículas nucleares agregadas dentro do núcleo).
-Em alguns núcleos a razão nº de nêutrons/ nº de prótons é tal que as forças nucleares não conseguem manter as partículas agregadas. Esses núcleos passam a emitir partículas e radiação eletromagnéticas, numa tentativa de se estabilizar. Este é o fenômeno da desintegração radioativa ou radioatividade.
REGRAS GERAIS: Núcleos com no par de prótons e no par de nêutrons são mais estáveis do que aqueles com no ímpar de prótons e no ímpar de nêutrons.
-A estabilidade dos núcleos pode ser alcançada através dos seguintes PROCESSOS: 
EMISSÃO DE PARTÍCULAS α;
 TRANSFORMAÇÃO DE NÊUTRON EM PRÓTON; 
-Uma alteração no nº de elétrons do átomo causa um desequilíbrio elétrico. Formação de um íon do mesmo átomo.
-Uma alteração no nº de prótons do átomo de um elemento causa uma mudança tal que o elemento passa a ter um comportamento químico diferente. Formação de um novo elemento.
-Os elementos químicos são caracterizados pelo seu nº de prótons = nº de elétrons = no atômico (Z).
-Alguns átomos têm mesmo no atômico e no de massa diferentes. Esses são denominados ISÓTOPOS.
-Isótopos têm características químicas idênticas (pois possuem mesmo Z) e características nucleares diferentes. Uma dessas características é a desintegração espontânea, conhecida por radioatividade natural.
TRANSFORMAÇÃO DE PRÓTON EM NÊUTRON;
 CAPTURA DE ELÉTRON ORBITAL; 
FISSÃO NUCLEAR.
-Quebra do núcleo em dois ou mais fragmentos, com emissão de nêutrons.
- Desintegração radioativa: O momento exato da desintegração (ou decaimento) de um isótopo é questão do acaso.
- Um determinado isótopo radioativo (pai) ao desintegrar-se dá origem a um outro isótopo (filho) que pode ser estável ou instável.
-Se é instável, ele desintegrará, o processo continua até que produto da desintegração seja estável. Os isótopos assim formados são ditos pertencer a uma série de desintegração ou família radioativa.
- Os raios γ podem ser absorvidos pela matéria através de 3 tipos principais de interação: EFEITO FOTOELÉTRICO, EFEITO COMPTON E PRODUÇÃO DE PARES.
EFEITO FOTOELÉTRICO: Raios γ são totalmente absorvidos; Energia é transferida para um dos elétrons de órbitas mais internas; Característico de radiação de baixa energia; Elétron é expelido – β-.
EFEITO COMPTON: Radiação colide com elétron fracamente ligado (camadas mais externas); Parte da energia da radiação é transferida para o elétron, que é expelido; A radiação desvia da sua trajetória original e segue com menor energia.
PRODUÇÃO DE GASES: Radiação é afetada pelo campo elétrico do núcleo; A radiação é absorvida dando origem a um par elétron-pósitron; Característica de elevada energia. 
Se é instável, ele desintegrará, o processo continua até que o produto da desintegração seja estável. Os isótopos assim formados são ditos pertencer a uma série de desintegração ou família radioativa.
-No ambiente geológico é difícil encontrar-se a série total em equilíbrio, devido a grande solubilidade do U-234 (membro da série) que é facilmente levado pelas águas, para fora do
sistema.
-U é detectado através da radiação α emitida por Bi-214.
RADIOATIVIDADE DAS ROCHAS E MINERAIS:
-Dos elementos radioativos importantes para a prospecção, o mais abundante nas rochas é o K; Concentração média de U, Th, K nas rochas.
 ROCHAS ÍGNEAS
 Em intrusões geneticamente relacionadas, as rochas mais novas são mais radioativas por serem mais ácidas (resultado da diferenciação magmática).
Ex: Distribuição de U e Th em granitóides de diferentes idades.
ROCHAS SEDIMENTARES
Na primeira fase de formação das rochas sedimentares, as rochas têm os minerais desagregados; O Urânio devido sua elevada solubilidade, é facilmente incorporado às águas e disperso na bacia de sedimentação; Se a desagregação não foi suficiente para libertar o Urânio, ele é carregado com outros fragmentos da rocha, podendo concentrar-se nos sedimentos; O Tório, devido sua baixa solubilidade, tem pouca mobilidade e pode penetrar na estrutura de outros minerais (zircão, apatita) ou ser carregado na forma de colóide, acumulando-se em zonas de sedimentação profunda e de baixa energia, enriquecendo os
sedimentos argilosos.
ROCHAS METAMÓRFICAS
Radioatividade das rochas metamórficas depende da radioatividade da rocha original; Metamorfismo pouco afeta as características radioativas de
uma rocha.
MINERAIS RADIOATIVOS:
Os elementos U e Th podem combinar-se com outros elementos e formar minerais próprios ou podem penetrar na rede cristalina de outros minerais e ali se alojarem na forma de impurezas.
PRINCIPAIS MINERAIS DE URÂNIO:
-Uraninita; Ocorrência: Pegmatitos, granitos, arenitos, conglomerados.
-Carnotita; Ocorrência: Arenito
-Torbernita; Ocorrência: zonas de oxidação ricas em cobre; Em volta de 90% do Urânio provém de arenitos e conglomerados.
PRINCIPAIS MINERAIS DE TÓRIO:
-Monazita; Ocorrência: pegmatitos, granitos, gnaisses, “placers”.
-Torianita; Ocorrência: pegmatitos, granitos, gnaisses, “placers”.
-Torita ; Ocorrência: pegmatitos, granitos, gnaisses, “placers”; Th provém quase que exclusivamente de “placers”; Maiores produtores: Brasil (Rio de Janeiro, Vitória, Sul da
Bahia), Índia e EUA.
PRINCIPAIS MINERAIS DE POTÁSSIO:
-Silvita ; Ocorrência: Ambiente sedimentar restrito em associação
com depósitos de NaCl.
-Carnalita; Ocorrência: Mesmo da silvita. É um dos últimos sais a precipitar - encontra-se no topo dos depósitos.
-Feldspatos alcalinos; Ocorrência: Rochas ácidas
-Moscovita; Ocorrência: Rochas ácidas
-Alunita; Ocorrência: Alteração de rochas vulcânicas ácidas; Associação: caolinita; Potássio provém quase que exclusivamente dos depósitos salinos.
INSTRUMENTAL: As emissões a, b e g podem ser detectadas a partir da observação dos seguintes fenômenos provocados pela interação com a matéria: Formação de cargas livres em gases e sólidos (ionização); Excitação de átomos com a emissão de luz (cintilação).
TIPOS PRINCIPAIS DE DETECTORES: Contador Geiger- Müeller; Câmara de Ionização; Cintilômetro; Espectrômetro de Raios γ.
CONTADOR GEIGER- MÜELLER: Tubo cilíndrico metálico ou de vidro com interior revestido de
material condutor de eletricidade (cátodo) e um fio central de tungstênio (ânodo); Interior é preenchido com um gás (Hélio, Argônio ou Neônio) à baixa pressão (0,1 atm.); Uma diferença de potencial é aplicada entre os eletrodos (de 800 a 1500 V); Antes da chegada de uma emissão, nenhuma corrente flui do ânodo para o cátodo, pois o gás é isolante; Com a chegada de emissões, o gás é ionizado tornando-se condutor, e passa a haver um fluxo acelerado de elétrons em direção ao ânodo; A ionização inicial é multiplicada devido a colisões entre os
elétrons e os átomos do gás produzirem mais elétrons; Os Contadores Geiger-Müller são eficientes para as emissões com maior poder de ionização (a, b). Para a radiação g eles são pouco eficientes (~ 1%); Esse tipo de detector é pouco usado na prospecção.
CÂMARA DE IONIZAÇÃO: Similar ao Contador Geiger-Müller; Diferenças:Menor voltagem ( 50 a 200 V)e Gás a maior pressão (100 atm.); São mais eficientes para emissões α; Muito baixa eficiência para raios γ; Não são mais usados naprospecção.
CINTILÔMETRO: Consiste de um CRISTAL capaz de emitir luz quando atingido por emissões radioativas e de um TUBO FOTOMULTIPLICADOR; Cada emissão produz um pulso elétrico, número de pulsos é proporcional ao número de emissões; A amplitude dos pulsos é proporcional à energia das emissões se houver EFEITO FOTOELÉTRICO (Raios γ); Cintilômetros são altamente eficientes na detecção de radiação γ (60%-100%); Cintilômetro é o principal detector usado na prospecção.
ESPECTRÔMETRO DE RAIOS γ: É um cintilômetro especial que permite contar, separadamente, radiação γ de diferentes energias, permitindo o reconhecimento do elemento radioativo que a emitiu; Para máxima eficiência é necessário que a radiação seja TOTALMENTE ABSORVIDA ao incidir no cristal (Efeito Fotoelétrico), pois só assim a sua energia é totalmente transmitida para o FOTOMULTIPLICADOR; Os Espectrômetros contam a radiação em canais definidos por
faixas de energia.
TÉCNICAS DE LEVANTAMENTO: Medidas radiométricas podem ser feitas no ar, em terra e em poços perfurados; Reconhecimento - Levantamentos aéreos e terrestres (a pé ou com veículos); Detalhe- Levantamentos terrestres a pé.
LEVANTAMENTOS TERRESTRES: Podem ser feitos a pé ou com auxílio de um veículo.
LEVANTAMENTO A PÉ: São feitos ao longo de picadas (as mesmas utilizadas para medidas com outros métodos) ou ao longo de caminhos; As medidas são tomadas em cada piquete da linha de medidas e anotadas em cadernetas de campo. As medidas podem ser feitas a intervalos não constantes; É comum tomar-se de 3 a 5 medidas em volta do piquete (num raio de 1 a 2 m) e anotar-se a média dos valores obtidos; A distância do cristal ao solo deve ser mantida constante entre 10 a 20 cm. É mais simples encostar o cristal no solo. Porém, neste caso, o raio de detecção será menor; Ao caminhar-se de uma estação para outra, pode-se deixar o equipamento ligado, com o cristal apontado para o solo e com o dispositivo de alarme preparado para disparar tão logo a contagem de radiação supere um valor pré-fixado (2 vezes o background, por exemplo). Neste caso, tão logo ouça o alarme, o operador para e toma medidas; Um cintilômetro é usado em uma fase preliminar. Em uma fase posterior usar espectrômetro para investigar as anomalias de contagem total fornecidas pelo cintilômetro; Cada medida com um cintilômetro pode ser feita em menos de 5 segundos. Com um espectrômetro a medida pode demorar um pouco mais, podendo chegar até a ordem de minutos, quando se deseja maior precisão; 
LEVANTAMENTO COM VEÍCULO: O equipamento (Cintilômetro ou Espectrômetro) pode ser
instalado dentro ou fora do veículo; Instalação dentro- Deve haver um furo no assoalho do veículo a fim de que a radiação chegue ao detector; Instalação fora- sensor é colocado em um mastro a uma altura inferior a 3 m ou é colocado na lateral do veículo (raio de detecção mais reduzido).
REGISTRO CONTÍNUO EM FITA MAGNÉTICA OU PAPEL: Veículo move-se com velocidade entre 30 e 60 km/h; Em estradas pavimentadas o cristal detector é apontado para a lateral da estrada; O cristal tem cerca de 7 a 8 cm de diâmetro e espessura- volume 270 a 420 cm3.
LEVANTAMENTOS AÉREOS: Podem ser feitos com aviões ou helicópteros; O equipamento é sempre um espectrômetro, normalmente com 4 canais (contagem total, K, U, Th); Geralmente esse tipo de levantamento é feito concomitantemente com aeromagnetometria. Em alguns levantamentos são também feitas medidas eletromagnéticas; O registro é contínuo, no modo digital, em fita magnética; Os detectores devem ser protegidos nas partes superior e lateral por uma blindagem de chumbo, para evitar radiação cósmica vinda do alto; Uma estação base de monitoramento com 2 espectrômetros é montada em terra, com a finalidade de medir a radiação atmosférica e os efeitos da chuva; Um dos espectrômetros tem o seu sensor direcionado para cima a fim de medir a radiação atmosférica. O detector é protegido nas partes inferior e lateral por uma blindagem de chumbo, para bloquear a radiação do terreno; O outro espectrômetro, blindado com chumbo no topo e lateral, monitora os efeitos da chuva na radiação do terreno.
FATORES QUE AFETAM AS MEDIDAS:
 VOLUME DO CRISTAL DETECTOR; Quanto maior as dimensões do cristal, maior será a eficiência do detector- maior no de contagens de radiação; Dados de levantamentos realizados com cristais de diferentes dimensões não podem ser comparados.
EFEITO COMPTON:Degradação se dá na interação com as camadas geológicas, ar e no cristal detector; O Efeito Compton causa um aumento de contagem nos canais de energia mais baixa, devido a degradação da radiação de mais elevada energia; O efeito Compton da interação com as camadas geológicas e com o ar não pode ser corrigido. Existe correção para a interação no cristal detector.
PRESENÇA DE RADÔNIO NA ATMOSFERA: Sua quantidade na atmosfera é variável, com o tempo, pois o seu escape do solo para a atmosfera depende de condições meteorológicas (variação na pressão do ar, vento, temperatura, umidade do solo).
RADIAÇÃO CÓSMICA: Partículas carregadas de origem extraterrestre, com elevada
Energia; Radiação cósmica interage com a atmosfera e com aeronaves produzindo partículas secundárias que emitem raios g com energia similar à da radiação medida na atmosfera; A intensidade da radiação cósmica aumenta com a altitude e com a latitude; A radiação cósmica é uma das causas do “background” medido nos levantamentos; Usar blindagens de chumbo para proteger o cristal detector.
CHUVA: Limpa a atmosfera retirando os emissores de radiação que vem da superfície (a radiação de menor energia é mais rapidamente atenuada- contagens são feitas nos canais de maior energia); Dispersa diversos elementos radioativos quando forma um fluxo forte de água no terreno; Impede o escape de Radônio para a atmosfera interferindo no valor do “background” do canal do Urânio; Remédio ® Monitorar as condições de radiação antes e após as chuvas. Realizar os levantamentos somente quando voltarem as condições normais.
INVERSÃO DE TEMPERATURA: É o aumento da temperatura na atmosfera, com o aumento da
Altitude; Fenômeno freqüente nos vales; Quando há inversão de temperatura o Radônio que escapa da superfície acumula-se às proximidades da superfície do terreno;Os raios solares e o vento eliminam a inversão de temperatura.
ALTITUDE DA MEDIDA (TOPOGRAFIA): Pode causar erros nos aerolevantamentos; Quando a linha de vôo mantém uma altura constante em relação ao nível do mar, os altos topográficos produzirão maiores contagens de radiação, porque o detector estará mais próximo do terreno; Remédio - Voar a uma altura constante em relação ao terreno; Quando o vôo é feito a pequena altitude e mantendo uma altura constante em relação ao terreno há possibilidades das contagens serem elevadas tanto nos vales como nas elevações (maior raio de detecção ou volume amostrado).
CORREÇÕES: CORREÇÃO DE ALTITUDE: Aplicada para normalizar os dados para uma altura de voo constante em relação ao nível do terreno.
SUBTRAÇÃO DO “BACKGROUND”: Medir “background” e subtrair dos valores medidos (cada canal tem seu “background”);
 MEDINDO “BACKGROUND”: NOS AEROLEVANTAMENTOS: Medir à altura de 1000 m; Medir sobre um corpo de água (problema-Radônio pode ter diferente concentração sobre o corpo de água e sobre o terreno); Usar 2 detectores, um com blindagem e outro sem blindagem.
NOS LEVANTAMENTOS TERRESTRES: Medir sobre corpo de água; Medir com detector voltado para cima.
INTERPRETAÇÃO: A interpretação é quase que exclusivamente feita de modo qualitativo.
IMPORTÂNCIA DO USO DE EQUIVALENTES U, Th, K: Permitem que se correlacionem dados levantados com cristais de volumes diferentes; Concentrações (ppm ou %) de um elemento têm maior significado quantitativo e são mais facilmente entendidas por profissionais de outras áreas do conhecimento, pouco familiarizadas com os levantamentos geofísicos.
O INTÉRPRETE DOS DADOS DE RADIOMETRIA DEVE SEMPRE LEMBRAR QUE: 90% da radiação γ observada sobre rochas provêm dos primeiros 15 a 25 cm de profundidade; 90%da radiação γ observada sobre a camada de intemperismo ou sobre material inconsolidado provêm dos primeiros 30 a 45 cm, se há pouca umidade nesse material; Como a radiação provém de profundidade muito pequena, é necessário que a camada superficial seja representativa da rocha que se encontra em profundidade ® solo transportado produz erros de interpretação.
INDICADORES DE DEPÓSITOS DE URÂNIO: Radioatividade regional acima da média, distribuída por uma larga área (devido a facilidade de dispersão do Urânio); Elevadas razões U/Th, U/K.
APLICAÇÕES: Prospecção Mineral: Prospecção direta de Urânio -A prospecção desse elemento é responsável pelos avanços e importância do método radiométrico; Minerais de lítio, berílio, césio, tântalo, nióbio e terras raras (cério, lantânio, etc.) podem ser prospectados indiretamente por possuírem na sua estrutura cristalina quantidades variáveis de U e
Th; Prospecção de minerais que produzem fertilizantes- fosfatos, sais de potássio; Prospecção de cassiterita primária; Ocorre em granitos; Ocorre associada com zircão que contém Th na estrutura cristalina; Prospecção de kimberlitos- diamantes; Mais radioativa das ultrabásicas; Contém geralmente zircão, apatita e perowskita (minerais que contém U e Th).
PROSPECÇÃO DE PETRÓLEO: Medidas radiométricas têm demonstrado que numa grande parte dos depósitos de óleo e gás a intensidade da radiação γ decresce de 20% a 30% em relação à radiação da área adjacente. Observa-se ainda que na imediata periferia do depósito a atividade da radiação aumenta de 10% a 15%; Alguns depósitos de óleo e gás têm no entanto mostrado um aumento de radiação da ordem de 10% a 30%. Este aumento de radiação parece estar associado com estruturas geológicas (falhas, fraturas) que permitem a percolação de águas radioativas; A baixa radioatividade sobre o depósito pode ser devido a zona com óleo e gás impedir a migração de elementos radioativos até as camadas mais superficiais (migração de águas radioativas), empurrando-os para a periferia do depósito e produzindo aí um acúmulo; Medidas em poços (Perfilagem); Radioatividade natural- separação de zonas argilosas e arenosas; Radioatividade induzida ® determinação de densidade e porosidade das rochas.
MAPEAMENTO GEOLÓGICO / ESTRUTURAL: Se as rochas estão expostas ou a camada de cobertura é representativa da rocha subjacente, as medidas radiométricas podem ser relacionadas com as unidades geológicas de uma área e fornecer indicações sobre os contatos geológicos; Falhas e fraturas são estruturas que permitem a circulação de fluidos. Se esses fluidos são radioativos, anomalias sobre essas estruturas serão observadas.
OUTRAS APLICAÇÕES: Monitoramento da radioatividade ambiental às proximidades de usinas nucleares e sítios utilizados para a guarda de lixo atômico ou de explosões nucleares; Determinação da quantidade de água a ser fornecida por uma camada de neve. A atenuação da radiação γ por uma camada de neve permite estimativas da espessura de água que poderá ser produzida após o degelo.