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BIOFÍSICA
Aula 8 – Radiações Ionizantes
Prof. Carlos Sandro Carpenter
Aula 8: Radiações Ionizantes
BIOFÍSICA
Conteúdo Programático desta aula
1 – Radiações Ionizantes
➢ É a radiação que
possui energia
suficiente para
ionizar átomos e
moléculas.
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Conteúdo Programático desta aula
2 – Ionização da Matéria
➢ Tipos de Partículas;
➢ Raio x e Raios gama;
➢ Eletromagnética e Nuclear;
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Conteúdo Programático desta aula
3 – Dosimetria
➢ Determinar a taxa de exposição, ou
seja, dose-rate da radiação
considerada num ponto específico de
um meio, seja ele vivo ou não;
➢ Exposição e Absorção;
➢ Fissão nuclear
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4 – Decaimento de um Material 
Radioativo
➢ Prevê como o número nuclear não 
decaído de uma dada substância 
diminui com o passar do tempo;
➢ M = M0 · 2
-t/T
➢ Período de meia vida(T)
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Radioisótopos
➢ Natural ou Sintético;
➢ caracteriza-se por apresentar um núcleo atómico instável que
emite energia quando se transforma num isótopo mais estável;
➢ A energia libertada na transformação pode ser chamada de
Partícula alfa , beta ou gama e detectada por um contador
Geiger, com uma película fotográfica ou com uma câmara de
ionização;
➢ Aplicações na Medicina: cintilografia (tálio), datação de fósseis
(carbono-14)
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Frequência e Comprimento de onda
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Radioisótopos
➢ Partículas Alfa:
▪ Partícula pesada;
▪ Baixo poder de 
penetração;
▪ Constituída de 2 prótons e 
2 nêutrons;
▪ Massa igual a 4 e prótons 
igual a 2;
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Radioisótopos
➢ Partículas Alfa:
▪ Terá seu numero de prótons 
diminuído em duas unidades 
e massa atômica em 4;
▪ Tornar-se-á um outro 
elemento em função disto;
▪ 24195Am →
237
93Np + 
4
2He 
2+
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Radioisótopos
➢ Partículas Beta:
➢ Aproximadamente, 7000 
vezes mais leve que a 
partícula alfa;
➢ É mais rápida que a alfa;
➢ Maior poder de 
penetração e danificação 
que a alfa
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Radioisótopos
➢ Partículas Beta:
▪ Denominação dada ao elétron emitido pelo núcleo do átomo;
▪ Possui uma carga negativa;
▪ Perde energia rapidamente para o meio e baixo alcance (0,6
no alumínio);
▪ Velocidade de 70000 a 300.000 km/s;
▪ Tubo de televisão pode ser considerada uma fonte, a qual é
absorvida pelo fósforo recobrindo dentro do tubo para criar
luz.
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Radioisótopos
➢ Partículas Gama:
▪ Ondas eletromagnéticas;
▪ Velocidade próxima a da luz;
▪ É mais perigosa e ofensiva das 
três. Pode causar danos 
irreparáveis aos seres 
humanos;
▪ Não possui carga;
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Radioisótopos
➢ Partículas Gama:
▪ Os raios gama constituem um tipo de radiação ionizante
capaz de penetrar na matéria mais profundamente que
a radiação alfa ou beta;
▪ Devido à sua elevada energia, podem causar danos no
núcleo das células, por isso usados para esterilizar
equipamentos médicos e alimentos;
▪ Estão geralmente associados com a energia nuclear e
aos reatores nucleares;
▪ Penetra alguns centímetros no concreto;
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Interação da Radiação com a Matéria
➢ Radiação - Eletromagnética (raios X e g); Partículas
carregadas (e-, a, d, etc); Nêutrons
➢ Ionização: remoção completa de um ou mais elétrons de
valência
➢ Excitação: os elétrons são levados a níveis com energias
mais altas
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Interação da Radiação com a Matéria
➢ Classificação segundo a energia (MeV = Megaelétron-volts)
▪ lentos 0,03 eV < n < 100 eV
▪ intermediários 100 eV < n < 10 eV
▪ rápidos 10 keV < n < 10 keV
▪ alta energia n > 10 MeV
ou
▪ térmicos n  0,025 eV
▪ epitérmicos 1 eV <n < 100 keV
▪ rápidos n > 100 keV
▪ Interagem por colisão direta com o núcleo
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Raio X
➢ São emissões eletromagnéticas 
de natureza semelhante à luz 
visível. Seu comprimento de 
onda vai de 0,05 ângström (5 
pm) até dezenas de angstrons 
(1 nm);
➢ Quando acelerados os elétrons 
de alta energia são freados, e 
desta forma perdem energia;
➢ São radiações eletromagnéticas 
que acompanham transições 
eletrônicas
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Raio X
➢ Ao serem acelerados, os elétrons ganham energia e são direcionados
contra um alvo; ao atingi-lo, são bruscamente freados, perdendo uma
parte da energia adquirida durante a aceleração;
➢ O resultado das colisões e da frenagem é a energia transferida dos
elétrons para os átomos do elemento alvo. Este se aquece
bruscamente, pois em torno de 99% da energia do feixe eletrônico é
dissipada nele;
➢ A detecção dos raios X pode ser feita de diversas maneiras, a principal
é a impressão de chapas fotográficas que permite o uso medicinal e
industrial através das radiografias;
➢ Na medicina os raios X são utilizados nas análises das condições dos
órgãos internos, pesquisas de fraturas, tratamento de tumores, câncer
(ou cancro), doenças ósseas, etc;
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Fissão Nuclear 
➢ É a quebra do núcleo de um 
átomo instável em dois átomos 
menores pelo bombardeamento 
de partículas como nêutrons;
➢ Raramente ocorre na natureza 
de forma espontânea, mas por 
bombardeamento, tornado o 
núcleo instável;
➢ Formando dois pedações 
menores e de massa igual;
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Fissão Nuclear 
➢ O processo de fissão é uma reação exotérmica onde há
liberação violenta de energia, por isso pode ser comumente
observado em usinas nucleares e/ou bombas atômicas;
➢ A fissão é considerada uma forma de transmutação nuclear pois
os fragmentos gerados não são do mesmo elemento do que o
isótopo gerador;
➢ O 235U, ao ser bombardeado com um nêutron, fissiona em dois
pedaços menores, emitindo normalmente dois ou três nêutrons;
➢ Se houver um grande número disponível de núcleos de urânio-
235, a probabilidade de ocorrerem novas fissões será alta,
gerando novos nêutrons, que irão gerar novas fissões
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Meia Vida
➢ É a quantidade de tempo característica de um decaimento
exponencial;
➢ Se a quantidade que decai possui um valor no início do processo,
na meia-vida a quantidade terá metade deste valor;
➢ É o tempo necessário para desintegrar a metade da massa deste
isótopo, que pode ocorrer em segundos ou em bilhões de anos,
dependendo do grau de instabilidade do radioisótopo;
➢ Exemplo: se tivermos 100 kg de um material, cuja meia-vida é
de 100 anos; depois desses 100 anos, teremos 50 kg deste
material. Mais 100 anos e teremos 25 kg e assim sucessivamente;
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Meia Vida
➢ M = M0 · 2
-t/T
▪ M = massa final de uma amostra
▪ M0 = massa inicial
▪ t = tempo de 1 meia vida
▪ T = tempo total
➢ 7N
14 + 0n
1 → 6C
14 + 1H
1
➢ 6C
14 → 7N
14 + -1β
0
➢ 6C
14 = 5730 anos (tempo de meia vida)
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Aplicando:
Qual a vida média dos átomos de uma amostra radioativa,
sabendo que, em 63h de desintegração, 40g dessa amostra
se reduzem a 5g?
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Resumindo
1 – Radiações Ionizantes
➢ É a radiação quepossui energia 
suficiente para 
ionizar átomos e 
moléculas.
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Resumindo
2 – Ionização da Matéria
➢ Tipos de Partículas;
➢ Raio x e Raios gama;
➢ Eletromagnética e Nuclear;
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3 – Dosimetria
➢ Determinar a taxa de exposição, ou 
seja, dose-rate da radiação 
considerada num ponto específico de 
um meio, seja ele vivo ou não;
➢ Exposição e Absorção;
➢ Fissão nuclear
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Resumindo
4 – Decaimento de um Material 
Radioativo
➢ Prevê como o número nuclear não 
decaído de uma dada substância 
diminui com o passar do tempo;
➢ M = M0 · 2
-t/T
➢ Período de meia vida(T)