Aula 03 Radiação Natural

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Aula 03 – Fontes Naturais de Radiação Ionizante
Profº Gleidson Pinto
Origem dos Elementos
As teorias modernas indicam que todos os elementos químicos existente no universo (com exceção do hidrogênio) tem origem nas estrelas.
As estrelas, compostas inicialmente por hidrogênio, nos diversos estágios de sua evolução, conseguem formar muitos elementos químicos por meio de reações nucleares de fusão.
Esta formação é induzida por temperaturas na faixa de 107 a 1010 K provocadas por contrações gravitacionais de sua massa e pela energia liberada nas reações. 
Origem dos Elementos
Produção de larga escala – Supernova.
A supernova ocorre para estrelas com massa de 4 a 8 vezes a do Sol.
O processo dura 2 segundos.
A maioria dos núcleos conhecidos são sintetizados neste processo.
Origem dos Elementos
Os núcleos sintetizados são espalhados pelo espaço, e acabam se incorporando ou depositados em planetas, asteróides, proto-planetas e estrelas, por atração gravitacional.
Origem dos Elementos
Valores médio das concentrações dos elementos químicos componentes da crosta terrestre.
Composição Química do Homem
É preciso conhecer a composição química do homem devido a interação da radiação com os tecidos biológicos. 
Elementos Radioativos Naturais
Devido ao processo de captura rápida de nêutrons durante o processo de explosão da supernova, a maioria dos núcleos dos elementos sintetizados são instáveis.
A maioria dos elementos se tornam estáveis em pequenos intervalo de tempo por emissão de radiação.
Os núcleos de meia-vida longa permanecem instáveis durante logos períodos fazendo parte da constituição da crosta terrestre.
Elementos Radioativos Naturais
O 40K (potássio), o 238U (Urânio) e o 232Th (Tório) contribuem, juntamente com os radionuclídeos originados pelo seus decaimentos e os cosmogênicos, para a radioatividade natural da crosta terrestre.
Família Radioativa
Quando uma substância radioativa se desintegra, ela em geral se transforma em uma outra substância também radioativa (filha). Desta maneira, a filha radioativa, na tentativa de se estabilizar se transforma em um novo elemento (nova filha), e assim, sucessivamente, até chegar a um elemento estável.
Na natureza há três famílias radioativas:
Família do Tório;
Família do Urânio-Radio;
Família do Actínio.
Família Radioativa
Família Radioativa
O Radônio e o Torônio
Dentre os descendentes do 238U destaca-se o 226Ra (rádio).
Possui meia-vida de 1600 anos, e que por emissão alfa forma o 222Rn ( radônio).
Na série do 232Th ocorre um processo semelhante com o 220Rn , também chamada de torônio.
Na maioria das rochas, solos, sedimentos e minérios contêm concentrações significativas de urânio e tório.
Os elementos das famílias do urânio e tório também se encontram em abundancia.
O Radônio e o Torônio
Como o radônio e o torônio são gasosos, no ambientes construídos por materiais como cerâmicas, revestimentos de pedras, granito, argamassas, concretos, gessos, etc., vai ocorrer o fenômeno de emanação destes gases radioativos.
Devido ao peso atômico elevado, sua concentração é maior próximo ao solo.
Devido às meias-vidas curtas dos radionuclídeos filhos do radônio e do torônio, compatíveis com o tempo de metabolismo, a maioria dos radionuclídeos decaem no interior do organismo irradiando os órgãos e tecidos.
O Radônio e o Torônio
As doses internas contribuem em cerca de 80% para a dose total recebida pelo homem devido a radiação natural.
As dose internas representam 60 a 70% da exposição total à radiação ionizante.
Radiação Cósmica
Raios cósmicos são partículas altamente energéticas (prótons, elétrons, nêutrons, mésons, neutrinos, núcleos leves) e radiação gama proveniente do espaço sideral.
A energia destas radiações é muito altas, da ordem de centenas de MeV a GeV. 
A maioria é absorvida pela atmosfera ou desviada pelo cinturão magnético de Van Allen. 
A maioria das radiações detectadas na superfície da terra, são partículas secundarias, criadas nas interações das radiações com a matéria que forma a atmosfera.
Radiação Cósmica
Os habitantes da regiões próximas aos pólos são mais expostos que os da região equatorial.
Muito da radiação cósmica tem origem no Sol, devido aos distúrbios solares, tendo maior intensidade nos anos de alta atividade solar, que ocorre em 11 e 11 anos.
Um dos resultado do bombardeio a atmosfera superior pelos raios cósmicos, principalmente nêutrons, é a produção dos chamados radionuclídeos cosmogênicos: 3H, 7Be, 14C, e 85Kr.