FÍSICA

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Física 
das 
Radiações
Para
Técnicos em Radiologia
Profª: Maria do Carmo Berriel
Escola Técnica Evolução
Física das Radiações
Aula 1
Capítulo I 
O ESTUDO DO ÁTOMO E SEUS COMPONENTES
2015
1 – O ÁTOMO E SEUS COMPONENTES
 
O átomo é uma estrutura indivisível (menor partícula da matéria) na qual é mantida a estrutura do elemento que compõe a amostra. É composto por um núcleo com partículas positivas, os Prótons, simbolizados pela letra P, e partículas neutras, os Nêutrons, que têm carga elétrica nula (= a zero = 0) e são simbolizados pela letra N, e ao redor desse núcleo encontramos os Elétrons, representado pela letra “e”, cuja carga é negativa. 
Há três situações:
a) Quando o nº de P é maior que o nº de N = o núcleo está altamente radioativo;
b) Quando o nº de P é menor que o nº de N = núcleo não radioativo;
c) Quando o nº de P é igual ao nº de N = núcleo não radioativo.
“O átomo é a menor estrutura de um elemento MANTIDA, e quando quebrado deixa de ter a sua estrutura original – a densidade de um núcleo deve ser MANTIDA”.
Segundo o Modelo Atômico de Bohr (figura acima), os elétrons, partículas de carga elétrica negativa e massa insignificante (1840 vezes menor que a massa de um próton), movem-se em torno do núcleo (em trajetos denominados órbitas), numa região chamada de coroa, cujo raio é cerca de dez mil vezes maior que o raio do núcleo. Como a massa dos elétrons que orbitam a coroa de um átomo é extremamente pequena, é consenso considerar o núcleo como a parte do átomo onde está concentrada a sua massa (na realidade, aí estão mais de 9,9% da massa total do átomo!). 
Modelo Atômico atual
 - Conforme Rutherford: 
-O átomo de um elemento químico possui uma massa bem definida, cujo valor exato é determinado em relação à massa de um elemento tomado como padrão.
 Em 1961, por um acordo internacional entre físicos e químicos, foi estabelecida uma escala unificada – Tabela Periódica dos Elementos.
NÚMERO ATÔMICO (Z) E NÚMERO DE MASSA (A)
Raio Atômico é a distância entre o centro do núcleo ou núcleo do átomo até a camada eletrônica mais externa. Há fatores que alteram o tamanho do Raio atômico: 
- O nº de camadas eletrônicas é diretamente proporcional ao tamanho do Raio Atômico: quanto mais camadas eletrônicas o átomo possuir, maior será seu Raio Atômico, portanto – para produzir Raios X o átomo tem que ter maior Raio Atômico = maior potência = maior n° de Prótons e maior nº de Elétrons.
- O nº de cargas positivas e neutras que compõem o núcleo: quanto maior for essa quantidade, menor será o raio atômico – os Elétrons são atraídos para o núcleo arrastando as suas orbitais, reduzindo assim o raio atômico = os Elétrons estão mais coesos e há mais orbitais = estão inversamente proporcionais ao nº de massa atômica
Exemplo:
-O Kv (Kilovoltagem) é o responsável pela energia ou poder de penetração da radiação no material ou estrutura (quanto mais energia liberada para que os Elétrons absorvam e armazenem, há mais produção de Fótons). É necessário quantidades diferentes de Kv para cada camada de Elétron, portanto, o Kv é o responsável pela quantidade de Radiação produzida.Observe:
- Quanto + camadas eletrônicas = maior é o Raio Atômico;
- Quanto + Elétrons = maior é o Raio Atômico;
- Quanto + Prótons = maior nº de Elétrons = maior núcleo = menor o Raio.
X AZ - X é o elemento onde A é o seu nº de massa é Z o seu n° atômico, onde N=A–Z (o nº de Nêutrons é igual à massa menos o nº atômico ou nº de Prótons) e Z=nº de Prótons e A-Z=e (a massa menos o nº de Prótons = nº de Elétrons), exemplo: 
He42 ( O Hélio tem n° atômico=4=massa atômica e 2 é o seu nº de Prótons, portanto: tem 2 Prótons, 2 Elétrons e 2 Nêutrons). 
CLASSIFICAÇÕES DOS ÁTOMOS
a)Isótopos: são átomos do mesmo elemento com números de massa diferentes, portanto, suas propriedades químicas são iguais; exemplo:
 b) Isóbaros: são átomos de diferentes números de próton, mas que possuem o mesmo número de massa (
b) Isóbaros: são átomos de diferentes números de próton, mas que possuem o mesmo número de massa (A). 
c) Isótonos: são átomos de diferentes números de prótons e de massa, mas que possuem mesmo número de nêutrons.
d) Isômeros: são átomos que possuem o mesmo nº atômico e o mesmo nº de massa e diferentes estados de energia (em função de diferenças nos arranjos dos núcleos), exemplo: o Tecnécio – Tc99m quando decai para Tc99 com a emissão de Raios Gama de 140 KeV.
Radioisótopo: é um Isótopo Radioativo. 
Veja como eles se comportam na natureza:
 ELEMENTOS COM RELEVÂNCIA PARA A CIÊNCIA RADIOLÓGICA: São Isótopos mais abundantes e com considerável Energia de Ligação Eletrônica na Camada “K”:
Elemento: Símbolo: Nº Atômico: Nº de Massa:
 ( Z) ( A) 
CARBONO C 6 12
ALUMÍNIO Al 13 27
MOLIBIDÊNIO Mo 42 98
RÓDIO Rh 45 103
TUNGSTÊNIO W 74 184
CHUMBO Pb 82 208
URÂNIO U 92 238
Observe:
Exercícios de fixação:
1- Defina um átomo radiativo:
2 – Descreva a estrutura e os componentes atômicos: 
3 – O quê é um Fóton?
4 – Quais as características do Modelo Atômico de Bonr?
5 – Quais as diferenças entre as estruturas atômicas de Bonr e o Átomo de Rutherford?
6 – Cite as diferenças entre Átomo e Molécula?
7 – O Quê ocorre com um Átomo que tem o nº de Prótons maior que o nº de Nêutrons?
8 – E quando o nº de Prótons é menor que o nº de Nêutrons?
9 – E quando o nº de Prótons for igual ao nº de Nêutrons?
 Exercícios de fixação:
10 – O quê representa a Tabela Periódica dos Elementos?
11 - Como se calcula a massa (A) de um Átomo? 
12 – Qual é a equação utilizada para calcular no nº de Elétrons de um Átomo?
13 – Qual é o nível de energia da camada “K”?
14 – E o nível de energia da camada mais externa?
15 – Qual o componente do Átomo que representa o nº de camadas eletrônicas? 
16 – Descreva Força de Repulsão e Força de Atração de um Átomo e quando elas ocorrem?
17 – Defina nº atômico e nº de massa:
18 – Defina Raio Atômico e explique como ele é calculado:
19 – Um Átomo com muita energia, ele tem mais calor ou eletricidade? Explique:
Exercícios de fixação:
20 – Calcule a quantidade de Prótons existente nos elementos, tomando como exemplo:
a) He42 
b) 
21 – Calcule o nº de Prótons do elementos abaixo relacionados: 
Elemento: Símbolo: Nº Atômico: Nº de Massa:
 ( Z) ( A) 
CARBONO C 6 12
ALUMÍNIO Al 13 27
MOLIBIDÊNIO Mo 42 98
RÓDIO Rh 45 103
TUNGSTÊNIO W 74 184
CHUMBO Pb 82 208
URÂNIO U 92 238