radioatividade e dosimetria

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Radiatividade x Dosimetria 
Introdução 
• O homem sempre conviveu com a radioatividade: 
– Na superfície terrestre pode ser detectada energia 
proveniente de raios cósmicos e da radiação solar 
ultravioleta; 
– Nas rochas, encontramos elementos radioativos, como o 
urânio-238, urânio-235, tório-232, rádio-226 e rádio-228; 
– Até mesmo em vegetais pode ser detectada a 
radioatividade: as batatas, por exemplo, contêm potássio-
40. As plantas, o carbono-14; 
– No nosso sangue e ossos encontram-se potássio-40, 
carbono-14 e rádio-226. 
Exposições Atuais 
TIPOS DE RADIAÇÃO 
Alfa – Radiação Corpuscular, baixo poder de penetração 
Beta – Radiação Corpuscular, alcance 10 x maior que alfa 
Gama – Radiação Eletromagnética, alto poder de penetração 
Chumbo 
Partícula Alfa () 
• Um dos processos de estabilização de um núcleo 
com excesso de energia é o da emissão de um grupo 
de partículas positivas, constituídas por dois prótons 
e dois nêutrons (Hélio), e da energia a elas associada. 
 
energiaHeYX AZ
A
Z 


4
2
4
2
MeV,HeUPu 2542
235
92
239
94 
Partícula Beta (-) 
• Quando existe no núcleo um excesso de nêutrons em 
relação a prótons, a emissão de uma partícula 
negativa, um elétron, resulta da conversão de um 
nêutron em um próton. 
 
eNiCo 01
60
28
60
27 
eYX AZ
A
Z
0
11  
Pósitron (+) 
• Quando existe no núcleo um excesso de prótons em 
relação a nêutrons, a emissão de uma partícula 
positiva, um pósitron, resulta da conversão de um 
próton em um nêutron. 
 
eBC 01
11
5
11
6 
eYX AZ
A
Z
0
11  
Radiação Eletromagnética 
• Geralmente, após a emissão de uma partícula alfa 
() ou beta (), o núcleo resultante desse processo, 
ainda com excesso de energia, procura estabilizar-se, 
emitindo esse excesso em forma de onda 
eletromagnética, da mesma natureza da luz, 
denominada radiação gama. 
 
 
A
Z
A
ZX 1
0
1
00
Irradiação vs Contaminação 
Elementos com número atômico acima de 82 são instáveis 
(radioativos). 
 O núcleo instável procura alcançar a estabilidade alterando a 
relação nêutrons e protóns: 
•Emissão de partículas  , + , - 
 
MECANISMOS DE TRANSMUTAÇÃO RADIOATIVA 
As substâncias radioativas 
perdem a sua atividade por 
transmutação espontânea, ou 
seja, a atividade decresce em 
função do tempo com 
velocidade caracteristica de cada 
elemento. 
Nenhum processo físico ou 
quimico conhecido pode mudar 
este comportamento. 
 
Atividade de uma Amostra 
• A atividade é a denominação do número de 
desintegração de uma amostra por unidade de 
tempo. 
 
t
N
A



Revisão 
Unidades de 
medida 
valores 
M 10 6 
K 10 3 
m 10 -3 
μ 10-6 
η 10-9 
p 10-12 
LEI FUNDAMENTAL DA TRANSMUTAÇÃO 
 
A radioatividade de um material qualquer diminui com o passar 
do tempo = Decaimento () 
 
 
 = ln2 / t ½ onde ln2 = 0,693 
Tempo de Meia-Vida (T½) 
• É o tempo necessário para a atividade de um 
elemento radioativo em uma amostra ser 
reduzida à metade da atividade inicial. 
 
teNN  0


2
2
1
ln
T
Meia vida 
 
• As meias-vidas dos radioinuclideos varia 
de um segundo a muitos milhões de anos. 
• Ex: 131I53  8 dias 
• 15O82 minutos 
• 14C6  5.760 anos 
 
Exemplo de Meia-Vida (T½) 
• O iodo-131, utilizado em Medicina Nuclear para exames de 
tireóide, possui a meia-vida de oito dias. 
• Isso significa que, decorridos 8 dias, atividade ingerida pelo 
paciente será reduzida à metade. 
 
Dosimetria 
• UNIDADE NOVA DE ATIVIDADE DE AMOSTRA: 
 1Bq = 1 s-1 
 LOGO: 
 
 1 Ci = 3,7 x 1010 Bq 
 1 Bq = 2,7 x 10-11Ci 
Exposição X ou gama 
• É UMA MEDIDA DA QUANTIDADE DE RADAÇÃO ABSORVIDA 
PELO AR, DEFINIDA A PARTIR DA IONIZAÇÃO QUE OS FÓTONS 
PRODUZEM NO AR. (RAIOS X ou γ). 
 
 X = dq/dm 
Onde: 
dq – carga total de íons produzida no ar quando 
todos os e- liberados no ar 
dm – massa. São completamente freiados 
 
 
UNIDADES: 
• Coulomb por kilograma C. Kg-1 ou 
• Röntgen (R)* 1R = 2,5X10-4 
C.Kg-1 
 
 
 
• Taxa de exposição:X = dx/dt 
UNIDADE: 
 C x Kg x S- 
 
Dose absorvida 
• LIMITAÇÃO À RAIOS X E γ (ESPOSIÇÃO) 
• NÃO ERA UMA MEDIDA DE DOSE ABSORVIDA. 
• CRIAÇÃO PELA ICRP, 1953 DA DOSE ABSORVIDA 
 
 D = de/dm 
• D = dose absorvida de qualquer radiação 
ionizante. 
• de = quantidade de energia cedida a matéria 
pelas partículas ionizante. 
• dm = unidade de massa 
 
unidades 
ANTIGA 
 RAD 1RAD = 10-2 J.Kg-1 
 
JOULE POR KILOGRAMA J.Kg-1 = Gray 
• 1 Gy = 1j .Kg-1 ou 1 Gy =1J/Kg 
 ou 
 1 Gy = 100 Rad 
 
TAXA DE DOSE ABSORVIDA 
 
D = dD/dt 
 
UNIDADES: 
 
1Gy.s-1 = 1J Kg.s-1 
 
• Meia vida efetiva 
• T12ef =(T12 bio ) x(T12 fis) 
 (T12 bio )+(T12 fis) 
• Dose equivalente 
 
H = D.Q.N 
Q= fator de qualidade 
N= fator de peso (geometria de irradiação, 
distribuição no corpo do radioisotopo) 
 radiação Q 
 e  1 
 1 
Nêutrons térmicos 2,3 
Neutrons energeticos, 
prótons e partícula  
20 
Produtos de fissão 20 
• Unidade 
Antiga= rem 
Nova = Sievert (Sv)= Joule por kg 
 
 1 Sv = 1 JKg 
Relação: 
 1 Sv = 100 rem 
 
Obs: o N freqüentemente é igual a 1. 
 Ex. irradiação externa