Resumo Radio - 1ª prova

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BASES FÍSICAS DAS RADIAÇÕES 
Há um preconceito na sociedade com relação à radiação, de modo geral. Considerando-se alguns aspectos históricos 
da radiação, observa-se que os acontecimentos positivos sobressaem os negativos, apesar de os desastres ocorridos 
relacionados à radiação terem marcado a sociedade, como a bomba atômica. Se utilizada de forma correta, a radiação 
oferece diversos benefícios, como, de fato, trouxe para a sociedade, mudando conceitos formados nas áreas da 
química, física e biológica. 
A radiação é uma propriedade relacionada ao núcleo de um átomo. A teoria atômica mais lógica na Grécia antiga, 
antes de Cristo, era a hipótese atomística de Leucipo de Mileto e Demócrito de Abdera. Acreditava-se que toda 
matéria seria composta por partículas indivisíveis chamadas átomos. Após um grande período, no início do século 
XIX, retomando-se os conceitos da Grécia antiga, surgiu a primeira hipótese para o modelo atômico: o modelo 
atômico de Dalton, conhecido como “modelo da bola de bilhar”, que ainda tratava o átomo como uma partícula 
indivisível. Por mais que os postulados de Dalton não tenham trazido tantos avanços, levando-se em consideração o 
que se sabe atualmente a respeito dos átomos e dos elementos, a retomada dos estudos na atomística foi extremamente 
importante para direcionar a atenção da comunidade científica, de maneira geral, para os átomos, o que trouxe avanços 
e mudou os paradigmas físicos e químicos, o que não ocorria há séculos. Segundo Dalton, cada elemento era 
composto por um grande número de partículas idênticas e indivisíveis (átomos); a massa de um composto é a soma 
das massas dos átomos constituintes; e os compostos químicos são formados por combinações de átomos em 
proporções simples (1:1 e 1:2, por exemplo). 
Pouco tempo após ser lançado o modelo atômico de Dalton, houve a descoberta da radioatividade, com a participação 
de 3 pesquisadores em especial: Henri Becquerel, Pierre Curie e Marie Curie. Henri Becquerel trabalhava com sais de 
urânio e identificou pela primeira vez a emissão de radioatividade por um elemento, em 1896. Na mesma época, em 
1898, Pierre Curie e Marie Curie, considerados, atualmente, os pais da radiação, identificaram outros elementos 
radioativos até então desconhecidos: polônio e rádio. 
A imagem ao lado representa de forma esquemática o experimento com 
sais de Urânio, realizado por Becquerel. Becquerel adicionou um sal de 
urânio dentro de uma caixa de chumbo que continha um orifício para 
direcionar os feixes emitidos pelo sal de urânio para uma única direção. O 
sistema foi fechado a vácuo, e Becquerel aplicou um campo elétrico ao 
mesmo, adicionando um polo positivo de um lado e um polo negativo do 
outro lado desse sistema. Além disso, adicionou uma chapa fotográfica na 
parte superior, semelhante à chapa utilizada atualmente para revelar 
exames de raios-X. A placa fotográfica foi utilizada para marcar a radiação 
emitida. 
Becquerel observou a formação de três marcas na chapa fotográfica. A 
simples presença dessas marcações já contrariava o conceito de que os 
átomos são partículas indivisíveis, pois indicava que existiam 3 outras 
partículas no átomo, as quais Becquerel denominou de partículas alfa (α), 
beta (β) e gama (γ). Becquerel observou, ainda, que um dos feixes era emitido de forma linear, ou seja, não sofria 
nenhum desvio pelo campo elétrico aplicado, logo, não apresentava carga. O outro feixe emitido desviava para o lado 
positivo, indicando que se tratava de uma partícula negativa, e o outro feixe desviava para o lado negativo, indicando 
que se tratava de uma partícula positiva. Além disso, Becquerel constatou que a partícula negativa apresentava um 
desvio mais acentuado que a partícula positiva, podendo inferir que a partícula negativa era mais leve que a positiva. 
Dessa forma, a partir desse experimento relativamente simples, que, para a época em questão, foi considerado um 
experimento revolucionário, Becquerel observou que o átomo emitia algo, caracterizando o fim de uma era na qual se 
acreditava que o átomo era uma partícula indivisível e, além disso, observou que as partículas emitidas poderiam ser 
de três tipos diferentes, e que uma delas não apresentava carga, já que não apresentava desvio, outra era carregada 
positivamente, já que desviou para o lado negativo, e era mais pesada, já que o desvio foi menor, e a outra era 
carregada negativamente, já que desviou para o lado positivo, e mais leve, uma vez que o desvio foi maior. Com os 
avanços nos estudos, foi possível determinar o que realmente era cada uma das partículas emitidas pelo átomo e 
constatou-se que Becquerel estava correto. 
Aproximadamente na mesma época (1898), Thomson descobriu os elétrons. Dessa forma, a partir dos experimentos de 
Becquerel, do casal Curie e de Thomson, com descobertas importantes em um pequeno período de tempo, mudou-se 
todo o conceito existente a respeito dos átomos e criaram-se as bases para as teorias atômicas que são utilizadas 
atualmente na física e na química quântica. Essas descobertas fizeram com que a atenção da comunidade científica se 
voltasse ainda mais para o estudo dos átomos, obtendo-se avanços muito rápidos nesse campo, incluindo a descoberta 
dos raios-X por Becquerel. Logo, esses achados nortearam os avanços obtidos nessa época. 
Obviamente, os riscos de se trabalhar com material radioativo nos primeiros anos eram muito maiores do que 
atualmente, observando-se efeitos tóxicos e deletérios decorrentes da radiação, devido ao uso indiscriminado e ao 
desconhecimento a respeito da mesma. Atualmente, sabe-se dos riscos inerentes ao manipular material radioativo e 
dos cuidados que devem ser tomados. Assim, tomando os devidos cuidados, com medidas de proteção adequadas, os 
riscos são praticamente nulos. 
Sabendo-se, portanto, que o átomo não era uma partícula indivisível, como se imaginava, surgiram outros modelos 
atômicos. Um deles foi o modelo atômico de Thomson, conhecido como “pudim de ameixas” ou “pudim de passas”. 
Esse modelo considera que todas as partículas positivas e negativas de um átomo estão uniformemente distribuídas 
por toda sua área. O modelo de Thomson surgiu como uma forma de tentar justificar a emissão de radiação pelas 
partículas presentes no núcleo atômico. Nessa época surgiram novos conceitos, dentre eles, o conceito de íon: um 
átomo em que um elétron foi perdido. A carga de um átomo ionizado é igual, em número, à carga do elétron, e o 
número de elétrons de um átomo é aproximadamente a metade da massa do átomo. 
Outros estudos foram realizados, sendo observado, 
experimetalmente, que muito do que ocorria era contrário 
aos modelos que, até então, eram considerados como 
verdadeiros. Assim, seguindo a racionalidade do modelo 
atômico de Thomson, Rutherford propôs um experimento 
muito parecido com o que foi realizado por Becquerel, 
colocando-se uma partícula radioativa dentro de um 
recipiente de chumbo e direcionou os feixes para uma 
lâmina de ouro, ao invés de uma chapa fotográfica, como 
observado na figura ao lado. Essa lâmina de ouro era muito 
fina, permitindo a passagem de boa parte do feixe. 
Rutherford observou que, ao interagir com a lâmina de ouro, 
alguns feixes passavam diretamente por tal, já que não 
interagiam com o meio, ou seja, não se chocavam com os 
átomos de ouro, e outros feixes sofriam desvios, que 
poderiam ser maiores ou menores, o que ele denominou retrodesvios, ou seja, desvios com ângulo maior que 90°. Ao 
redor da lâmina de ouro, havia um detector destinado a detectar e quantificar os retrodesvios. Assim, ele observou que 
esses retrodesvios ocorriam na orde de 1/8000, ou seja, 1 retrodesvio a cada 8000 feixes que passavam através da 
lâmina de ouro. 
Rutherford realizou os cálculos segundo o modelo atômico de 
Thomson e, caso este fosse correto, essa proporção deveria ser de 1 
retrodesvio a cada 10
40
 feixes que passavam através da lâminade 
ouro, diferindo do que foi constatado em seu experimento. Logo, 
havia algo errado no modelo de Thomson. A justificativa para a 
ocorrência da proporção de 1/8000 e não de 1/10
40
 era a hipótese de 
que as partículas do átomo estavam muito condensadas, 
apresentando-se em alta densidade, fazendo com que o feixe que se 
chocasse com essas partículas, voltassem, e não passassem através, conforme mostrado no esquema apresentado na 
figura. Para isso, as partículas do átomo não poderiam estar dispersas por toda a área do átomo, mas concentradas 
numa região de alta densidade: o núcleo atômico. A partir dessas constatações, surgiu o modelo atômico proposto por 
Rutherford, em 1911, conhecido como “planetário”, onde o núcleo atômico é extremamente condensado, contendo 
prótons e nêutrons, e os elétrons estão distribuídos ao redor do núcleo. Observou-se, ainda, que o raio nuclear 
apresentava tamanho da ordem de 10
-14
 m e que o raio atômico apresentava tamanho da ordem de 10
-10
 m, ou seja, 
apresentavam uma grande diferença de tamanho, já que as partículas presentes no núcleo estavam condensadas, o que 
justificava o menor tamanho de raio nuclear. Dessa forma, novamente mudou-se a ideia do que realmente era o átomo. 
 Posteriormente, surgiu o modelo atômico de Bohr, 
como forma de tentar sanar alguns problemas 
observados no modelo atômico de Rutherford. 
Nessa época, as leis do eletromagnetismo já eram 
conhecidas, logo, sabia-se que uma partícula muito 
pequena girando ao redor de núcleo de carga oposta, 
perde energia cinética atés se chocar com o núcleo 
de carga oposta, ou seja, essa partícula realiza uma 
rota em espiral, até se chocar com o núcleo. 
Realizando-se os cálculos seguindo-se as leis do 
eletromagnetismo, o elétron que girava ao redor do núcleo seria capturado por ele em um tempo de 10
-10
 segundos, o 
que sabia-se que não era verdade, uma vez que Thomson havia descoberto o elétron, logo, caso o elétron fosse 
capturado pelo núcleo nesse período de tempo, Thomson não seria capaz de observar a presença do mesmo, pois 
haveria sido capturado antes que ele pudesse observar sua presença. 
Para que as leis do eletromagnetismo fosse verdadeira, sendo possível propor um ajuste no modelo de Rutherford, 
Bohr propôs que os elétrons estavam distribuídos em camadas ao redor do núcleo (camadas K, L, M...). Assim, de 
acordo com o modelo atômico proposto por Bohr, os elétrons possuíam energias quantizadas e estavam presos em 
camadas de energia ao redor do núcleo. Os elétrons presentes nessas camadas não eram capazes de se desligarem da 
camada onde estavam, a não ser que fosse aplicada uma força, ou seja, para que um elétron fosse retirado ou 
adicionado a uma camada, seria necessário que houvesse a aplicação ou emissão de energia. Essa ideia da energia 
quantizada das camadas justificava o porque de o elétron não ser capturado pelo núcleo, já que ele estava preso em 
camadas específicas. 
A partir do modelo proposto por Bohr, de 
que os elétrons estavam presentes em 
camadas de energia ao redor do núcleo, 
surgiu o conceito de energia de ligação 
dos elétrons, ou seja, para que fosse 
possível retirar um elétron de uma 
camada, seria necessária a aplicação de 
força. A energia de ligação do elétron é a 
energia que deve ser aplicada para que 
seja possível retirar o elétron da camada onde está presente, sendo a energia que mantém os elétrons presos em 
determinado átomo. Se a energia que interage com um elétron é maior que a energia de ligação, ocorre a ionização, 
como observado na figura, que mostra um fóton com energia maior que a energia necessária para manter o elétron 
preso no átomo interagindo com um elétron, ocorrendo o processo de ionização, com formação de um íon (cátion) e 
um elétron livre. 
Se a energia do fóton que interage com o elétron for menor que a energia de 
ligação do elétron, tem-se o processo de excitação, que é a passagem do 
elétron de uma camada para outra. Após certo tempo, a lacuna presente na 
camada que continha o elétron será preenchida por outro elétron, ou pelo 
mesmo elétron, que retorna à sua camada de origem. Ao retornar à sua 
camada de origem, o excesso de energia entre uma camada e outra é emitido 
na forma de onda eletromagnética, ou seja, na forma de raios-X. Os raios-X 
quase sempre acompanham um processo de interação da radiação com um 
meio material. Existem 2 tipos de raios-X, que se diferenciam com relação à sua origem. O raio-X médico, utilizado 
quando se fratura algum membro, por exemplo, é caracterizado por um bombardeio de elétrons em um núcleo pesado. 
O elétron sofre um desvio dentro do núcleo e, ao sofrer esse desvio, há liberação de energia cinética, que é o raio-X. O 
raio-X característico é caracterizado pelo que foi comentado anteriormente, ou seja, pela transição de elétrons entre 
camadas. É chamado raio-X característico porque a energia emitida é característica da transição entre camadas 
específicas. Conseguindo-se quantificar essa energia, é possível determinar as camadas entre as quais ocorreu a 
transição. 
Estrutura atômica: 
O átomo é composto, basicamente, por prótons, elétrons e nêutrons. O termo nucleon pode ser utilizado para se referir 
ao conjunto de partículas que compõem o núcleo de um átomo, ou seja, ao conjunto de prótons + nêutrons. Prótons e 
elétrons possuem carga oposta e de mesma magnitude (1,602177 x 10
-19
 C), e nêutrons não possuem carga. Com 
relação à massa dessas partículas, prótons e nêutrons possuem maior que a dos elétrons, sendo essa massa de 1,672623 
x 10
-27
 kg para prótons, 1,674929 x 10
-27
 kg para nêutrons e 9,109390 x 10
-31
 kg para elétrons. Observa-se, que a 
massa do próton é bem próxima à massa do nêutron. 
O termo nuclídeo se refere a um elemento químico estável. Quando o elemento químico é instável, ou seja, 
radioativo, utiliza-se o termo radionuclídeo (ou radioisótopo, ou radiofármaco) para se referir ao mesmo, 
designando um composto que apresenta excesso de energia, que é emitido na forma de radiação. A radiação emitida 
devido a esse excesso de energia pode ser de várias formas, entre elas α, β e γ. 
Isótopos são elementos que apresentam o mesmo 
número de prótons (Z), ou seja, mesmo número 
atômico, como 
 e 
 . Isóbaros apresentam mesmo 
número de massa (A), ou seja, mesmo número de 
nucleons, como 
 e 
 . Isótonos apresentam 
mesmo número de nêutrons (N), como 
 e 
 . 
Isômeros apresentam mesmo número de massa (A), 
número de prótons (Z) e número de nêutrons (N), mas 
estados energéticos diferentes. Como exemplo clássico 
de isômeros tem-se: 
 e 
 . Cerca de 80-90% dos exames em medicina nuclear são realizados utilizando-se 
 
 , que é idêntico ao 
 , porém apresenta um estado energético mais elevado. Essa diferença de energia é 
emitida na forma de raio γ, que é detectado pelo detector, gerando a imagem, permitindo detectar, por exemplo, a 
presença de tumores, isquemia, doença renal e doença hepática no paciente. 
Independentemente de um átomo ser ou não radioativo, ele apresenta um núcleo condensado, composto por prótons e 
nêutrons, e os elétrons estão dispersos ao redor desse núcleo. Porém, já foi provado que o núcleo apresenta tamanho 
bastante reduzido (raio nuclear ~ 10
-14
 m). Apesar de o núcleo ser tão pequeno, os prótons, que possuem carga 
positiva, conseguem se manter no seu interior sem que ocorra uma repulsão eletrostática entre eles, devido às forças 
nucleares existentes. As forças nucleares são forças de curto alcance, ou seja, são forças efetivas somente a distâncias 
menores que o tamanho do raio nuclear, logo, entre partículas muito próximas, atuando somente dentro do núcleo. 
Assim, numa distância muito pequena, o que prevalece são as forças nucleares. À medida que a distância aumenta, a 
força que prevalece é a força coulombiana, que é a força de repulsão eletrostática. Portanto, comoos prótons 
presentes em um núcleo estão muito próximos (distância praticamente nula), a força nuclear prevalece entre eles, 
sendo aproximadamente 100 vezes maior que a força de repulsão eletrostática. A repulsão eletrostática continua 
existindo, porém, como a força nuclear (de atração) é 100 vezes maior, a força de repulsão é negligenciada. 
 
Os gráficos ao lado representam a relação entre a energia 
potencial entre os nucleons e a distância do núcleo (d). O 
primeiro gráfico se refere a prótons e o segundo se refere a 
nêutrons. A partir do primeiro gráfico, é possível observar 
que quando se tem dois prótons cuja distância entre eles é 
nula, a energia potencial existente entre eles, ou seja, a 
repulsão eletrostática entre eles é negativa, atuando, na 
verdade, uma energia de atração, ou seja, prevalece a força 
nuclear entre eles. A força nuclear é efetiva somente em 
distâncias menores ou próximas ao tamanho do raio nuclear. 
À medida que a distância entre os prótons aumenta, a força 
de repulsão eletrostática se mantém negativa até distâncias 
próximas ao tamanho do raio nuclear, e a força nuclear continua prevalecendo. A partir de determinada distância 
(maior que o tamanho do raio nuclear), a força nuclear se anula, passando a prevalecer a força de repulsão que já 
existia entre eles, mas era negligenciada, pelo fato de a força nuclear ser 100 vezes maior que tal. A força de repulsão 
eletrostática atinge seu limiar em determinada distância, a partir da qual ela decai, até que a carga positiva de um 
próton não sente mais a carga positiva do outro próton, ponto no qual essa força será nula. A partir do segundo 
gráfico, observa-se que, para nêutrons, há atuação somente da força nuclear, que atua até determinada distância, a 
partir da qual não há força de repulsão ou atração entre eles, já que trata-se de partículas que não são carregadas. 
Observa-se, portanto, a importância da presença de nêutrons no interior no núcleo atômico. Os nêutrons contribuem 
juntamente com a força nuclear, para manter os nucleons próximos, ou seja, para que haja atração entre os nucleons e 
não repulsão. Dessa forma, a presença de nêutrons é importante por contribuir com a estabilidade do núcleo atômico. 
Um núcleo radioativo apresenta uma desproporção entre prótons e nêutrons, que precisa ser regulada. À medida que 
um núcleo se torna maior, a tendência é que ele apresente mais nêutrons que prótons, ou seja, que a razão entre 
nêutrons e prótons seja maior que 1, para que os nêutrons compensem a repulsão eletrostática existente entre os 
prótons, favorecendo a estabilidade do núcleo. Quando a quantidade de nêutrons existentes no núcleo não são capazes 
de conter a repulsão entre os prótons, o átomo se torna radioativo. 
Energia de ligação do núcleo: 
Da mesma forma que existe a energia de ligação do elétron, que é a energia necessária para que seja possível a retirada 
do elétron de sua camada de energia, existe a energia de ligação do núcleo, que é a energia necessária para a retirada 
de um nucleon, ou seja, de um próton ou de um nêutron. 
Pensando-se, por exemplo, no átomo de He, que apresenta 
2 prótons e 2 nêutrons, para descobrir a presença da energia 
de ligação do núcleo, determinou-se a massa teórica do 
núcleo, que é dada pela soma da massa dos prótons e da 
massa nos nêutrons. Porém, ao determinar a massa real no 
núcleo, observou-se que esta era inferior ao valor teórico. 
Denominou-se essa diferença como defeito de massa 
(ΔM), que está representado na figura ao lado. O defeito de 
massa é a energia necessária para unir ou separar 1 
nucleon, ou seja, para unir ou separar um próton ou um 
nêutron. Logo, a energia de ligação do núcleo é dada pelo 
defeito de massa. Mas, é possível correlacionar massa com 
energia? Segundo Albert Einstein, massa é energia, e vice-
versa, ou seja, massa e energia são interconversíveis. Assim, para juntar prótons e nêutrons, ocorre liberação de 
energia, que reflete em uma perda de massa. Ao contrário, ou seja, para separar prótons e nêutrons, deve-se fornecer 
energia, o que reflete em um aumento de massa. Isso acontece porque a energia é convertida em massa. 
Existe um radiofármaco muito utilizado na técnica de PET (tomografia por emissão de pósitrons): o FDG. A 
tomografia por emissão de pósitrons é realizada através de uma interação de uma radiação, que é o pósitron (elétron 
positivo – antipartícula do elétron). Alguns átomos emitem esse pósitron, sendo um deles o isótopo 
18
F. O isótopo 
estável de flúor é o 
19
F. A fluordesoxiglicose (FDG), que é a molécula mais utilizada na técnica de PET, é uma 
molécula de glicose marcada com 
18
F, que está presente no lugar de uma hidroxila nessa molécula, transformando-se 
em uma molécula radioativa. Uma das características de um tumor maligno é a multiplicação acelerada das células 
tumorais. Para que isso ocorra, é necessário um aporte maior de glicose, que é a principal fonte de energia, e, por isso, 
normalmente as células tumorais apresentam superexpressão de receptores GLUT, que são os receptores responsáveis 
pelo transporte ativo de glicose para o interior da célula. Logo, como o tumor capta uma grande quantidade de glicose, 
na presença de glicose radioativa, as células tumorais captarão grande parte dessa glicose e, ao realizar um scan no 
paciente, é possível observar os locais onde há maior quantidade dessa glicose radioativa, sendo um indicativo de que 
nesses locais há a presença do tumor. Assim, essa é a principal utilidade do FDG, principalmente quando se deseja 
observar a presença de metástase, avaliar a eficiência do tratamento quimioterápico e verificar a recorrência do tumor 
após a cirurgia de retirada do mesmo. O 
18
F emite o pósitron, que é uma partícula β
+
, que é um elétron positivo e, por 
isso, recebe o nome de pósitron. O pósitron é emitido, perde energia cinética ao longo do percurso, e, ao encontrar um 
elétron de um átomo do meio no qual essa partícula está se propagando (ar, organismo, etc), interage com tal, sofrendo 
um processo de aniquilação, onde as partículas β
+
 e elétron se chocam, e, no momento da fusão dessas duas 
partículas, as duas massas são convertidas ondas eletromagnéticas, liberando dois fótons de energia com ângulo de 
180° ente eles, caracterizando um processo no qual ocorre a conversão de massa em energia. Cada uma das ondas 
eletromagnéticas formadas apresenta a energia correspondente à massa de um elétron. 
 
Segundo Einstein, a massa de um corpo é a medida do seu conteúdo energético. Trazendo essa ideia para o cotidiano, 
supondo-se um carro caminhando em direção a um muro, numa velocidade de 30 Km/h, ao se chocar contra o muro, 
este não resistiria. Porém, supondo-se um caminhão, com a mesma velocidade, o contrário ocorreria, ou seja, o muro 
não resistiria. Isso ocorre porque massa e energia são grandezas que estão diretamente relacionadas. De acordo com a 
equação acima, E é a energia, dada em J; m é a massa, dada em Kg, e c é a velocidade da luz no vácuo, que equivale a 
2,997925 x 10
8
 m/s. A unidade de medida utilizada para energia será o elétron volt (eV), que equivale a 1,602177 x 
10
-19
 J, e a unidade de medida de massa utilizada será a unidade de massa atômica (u), que equivale a 1,660540 x 10
-27
 
Kg. 
Exemplo: Qual a energia equivalente a 1 unidade de massa atômica? 
Sabendo-se que 1 unidade de massa atômica equivale a 1,660540 x 10
-27
 Kg, tem-se: 
 
 
Como 1 eV equivale a 1,602177 x 10
-19
 J, tem-se: 
1 eV __________ 1,602177 x 10
-19
 J 
 X __________ 1,492419 x 10
-10
 J 
X = 931494460 eV 
Como 1 MeV equivale a 10
6
 eV, tem-se: 
1 MeV __________ 10
6
 eV 
 X __________ 931494460 eV 
X = 931,5 MeV 
Logo, a energia correspondente a 1 unidade de massa atômica é de 931,5 MeV. No caso dos fótons (ondas 
eletromagnéticas γ) formados quando umpósitron (radiação β
+
) encontra um elétron do meio no qual essa partícula é 
emitida, a energia dos mesmos é relativa à massa do pósitron e do elétron, que é a mesma, já que são partículas que 
apresentam a mesma massa, apenas carga oposta. Assim, a energia de cada fóton é de 511 KeV, determinada através 
da equação acima, referente à massa de cada elétron. O detector do aparelho de PET não é capaz de detectar 
partículas, apenas dois fótons, que apresentam energia de 511 KeV, com ângulo de 180° entre eles, e que atingem o 
aparelho no mesmo ms de tempo, que é exatamente o que ocorre no processo de aniquilação. 
Retomando o exemplo do átomo de He citado anteriormente, no qual se observou que a massa real do núcleo é menor 
que a massa teórica, a diferença de massa observada representa a energia necessária para unir ou separar um nucleon, 
semelhante à energia de ligação do elétron. Supondo-se que cada próton e cada nêutron do átomo de He apresente 
massa = 2 u, a massa teórica desse átomo seria 8 u (soma das massas dos dois prótons e dos dois nêutrons). Supondo-
se, ainda, que a massa real desse átomo seja de 7,5 u, a diferença de massa seria de 0,5 u. A partir dessa diferença de 
massa, é possível calcular, utilizando-se a fórmula proposta por Einstein, é possível calcular a energia correspondente 
a essa diferença de massa, ou seja, a energia de ligação dos nucleons. Supondo-se que, realizando-se os cálculos, a 
energia correspondente a essa massa seja de 100 eV. O conceito mais utilizado é o de energia de ligação média por 
nucleon. Como o átomo de He apresenta 4 nucleons, a energia de ligação média seria 100 eV/4 = 25 eV. O valor da 
energia média por nucleon diz respeito à estabilidade do átomo. Se essa energia for maior, indica que é mais difícil o 
átomo perder um nucleon, logo, reflete em uma maior estabilidade do átomo. Caso contrário, ou seja, se a energia de 
ligação média por nucleon for menor, a estabilidade do átomo também será menor. 
O gráfico ao lado representa a energia de ligação média 
por nucleon em função do número de massa. Esse 
gráfico pode ser dividido em 3 pontos. O primeiro ponto 
é representado por picos e vales, ou seja, por uma 
oscilação grande da energia média em função do 
número de massa. O segundo ponto é representado por 
um aumento da energia em função do aumento do 
número de massa, até atingir um valor máximo, a partir 
do qual essa energia diminui em função do aumento do 
número de massa, que representa o terceiro ponto do 
gráfico. 
Analisando o primeiro ponto do gráfico, observa-se que 
se tem uma energia maior para átomos que apresentam 
número de massa que são múltiplos de 4, que são exatamente átomos que são múltiplos do átomo de He. Nesses 
átomos, a relação entre nêutrons e prótons no núcleo é de 1:1, o que caracteriza um núcleo estável. Supondo-se um 
átomo que apresenta número de massa = 5, esse átomo poderia apresentar 3 prótons (se apresentasse 3 nêutrons, 
continuaria sendo o átomo de He, uma vez que é o número atômico, ou seja, o número de prótons quem indica o 
elemento. O maior número de prótons contribui para a força nuclear, porém também contribui para a força de repulsão 
eletrostática. Por esse motivo, para átomos com baixo número de massa e que este seja múltiplo de 4, o que caracteriza 
uma relação de 1:1 entre o número de nêutrons e número de prótons, a energia média de ligação por nucleon é maior, 
logo, a estabilidade é favorecida, mas não indica que o átomo que apresenta menor número de massa seja instável, e, 
portanto, radioativo, apenas que átomos que apresentam número de massa múltiplo de 4 tem maior chance de ser 
estável que átomos que apresentam número de massa que não é múltiplo de 4, já que apresentam maior energia média 
de ligação por nucleon, ou que os átomos que apresentam número de massa que não é múltiplo de 4 apresenta maior 
chance de ser instável que átomos que apresentam número de massa múltiplo de 4, já que apresentam menor energia 
média de ligação por nucleon. Porém, além da energia média de ligação por nucleon, outros fatores contribuem para a 
estabilidade do átomo. 
Analisando o segundo ponto do gráfico, observa-se que, a partir certo ponto (número de massa de aproximadamente 
20), a energia média de ligação por nucleon aumenta com o aumento do número de massa. Tem-se, portanto, um 
aumento do número de prótons. À medida que o número de prótons aumenta, tem-se uma maior a quantidade de 
prótons afastados no interior do núcleo, logo, haverá uma força de repulsão entre eles atuando, já que, por estarem 
distantes, a força nuclear entre eles será nula. Assim, haverá certa instabilidade no núcleo, que pode ser, de certa 
forma, contornada com o aumento no número de nêutrons. Assim, em átomos que apresentam número de massa maior 
que 20, a relação entre número de nêutrons e número de prótons aumenta, havendo maior quantidade de nêutrons do 
que de prótons no átomo, como forma de tentar buscar a estabilidade. Assim, o segundo ponto do gráfico mostra que à 
medida que o número de nêutrons aumenta e, consequentemente, o número de massa, maior a energia média de 
ligação por nucleon, logo, maior a estabilidade do átomo. Porém, há um momento (por volta de número de massa de 
aproximadamente 100) em que mesmo aumentando o número de nêutrons, não será possível manter a estabilidade do 
átomo, já que o número de prótons será muito grane. Isso é representado pelo terceiro ponto do gráfico, no qual se 
observa que aumentando-se o número de massa, há uma diminuição da energia média de ligação por nucleon, logo, 
maior instabilidade do átomo, e, portanto, esses átomos serão radioativos. 
Um elemento radioativo apresenta um excesso de energia que é liberado na forma de radiação para que se torne 
estável. Porém, para que essa estabilidade seja alcançada, pode ser preciso um tempo menor (da ordem de segundos ou 
milissegundos) ou maior (podendo chegar a anos), dependendo do elemento. Esse tempo é constante para cada 
elemento, não sendo possível alterá-lo, ou seja, não é possível alterar a cinética de desintegração de um elemento 
radioativo. 
Critérios de estabilidade nuclear: 
1) Energia de ligação por nucleon: 
Uma maior massa do núcleo reflete em uma maior diferença de massa e, consequentemente, em uma maior energia de 
ligação do núcleo, porém, não pode-se dizer que essa maior energia de ligação do núcleo reflete em maior estabilidade 
ao átomo, uma vez que a estabilidade está relacionada com a energia de ligação média por nucleon. O 20Ca
40
 apresenta 
número de massa = 40 u, que contribui para uma energia de ligação no núcleo de 342,1 MeV. O 29Cu
63
 apresenta 
número de massa = 63 u, que contribui para uma energia de ligação do núcleo de 551,4 MeV. O 92U
238
 apresenta 
número de massa = 238 u, que contribui para uma energia de ligação do núcleo de 1.802 MeV. Se a estabilidade fosse 
dada pela energia de ligação total do núcleo, o átomo mais estável seria o 92U
238
, porém, a estabilidade é dada pela 
energia de ligação média por nucleon. Calculando-se essa energia de ligação média por nucleon para cada elemento, 
tem-se: 8,55 MeV para 20Ca
40
; 8,75 MeV para 29Cu
63
, e 7,57 para 92U
238
. Logo, o átomo de 29Cu
63
 apresenta maior 
probabilidade de ser radioativo do que os átomos de 20Ca
40
 e 29Cu
63
, que são mais estáveis. 
No gráfico ao lado, os quadrados preenchidos 
representam os elementos estáveis, e os quadrados 
representam vazios representam os elementos 
radioativos. A linha contínua representa os elementos 
cuja relação entre nêutrons e prótons é de 1:1, ou seja, o 
número de prótons é igual ao número de nêutrons. 
Seguindo-se essa linha, percebe-se que esta, ao atingir 
número de prótons e número de nêutrons igual a 20, 
coincide com a linha dos elementos estáveis, já que 
nessa região de elementos com menor número atômico, 
aqueles elementos cujo número de massa é múltiplo de 
4 são mais estáveis. Observa-se,ainda, que aumentando 
o número de prótons, a curva de estabilidade tende para 
elementos que apresentam maior número de nêutrons do 
que de prótons, já que o número de nêutrons aumenta 
como forma de manter a estabilidade do átomo, até 
atingir um ponto onde, mesmo com o aumento do número de nêutrons, a estabilidade não é alcançada, já que a 
quantidade de prótons é muito grande. 
2) Relação N/Z (número de nêutrons/número de prótons): 
Núcleos leves são aqueles que apresentam número de massa menor ou igual a 20 (A ≤ 20), enquanto núcleos pesados 
são aqueles que apresentam número de massa maior que 20 (A > 20). Núcleos leves estáveis agrupam-se em torno da 
reta N = Z, apresentando número de prótons igual ao número de nêutrons, logo, a relação N/Z é igual a 1. Núcleos 
pesados estáveis afastam-se da reta N = Z, apresentando número de nêutrons superior ao número de prótons, logo, a 
relação N/Z é maior que 1. Para átomos que apresentam número de massa maior que 50, a relação N/Z tende a ser 1,6. 
O 83Bi
209
 é o núcleo estável mais pesado que se conhece, cujo número de massa é igual a 83, e a relação N/Z é igual a 
1,52. Após o bismuto, todos os outros elementos são radioativos. 
3) Fenômeno da paridade: 
O fenômeno da paridade é um critério 
experimental, onde todos os átomos conhecidos 
foram distribuídos em uma tabela semelhante à 
tabela ao lado, e observaram que, por algum 
motivo, há um número maior de isótopos estáveis 
que apresentam número de nêutrons e prótons par, 
do que de isótopos estáveis que apresentam 
número de nêutrons, prótons ou ambos ímpares. 
Isso pode estar relacionado ao fato de que quando 
se tem um nêutron para cada próton, ou seja, uma 
relação de 1:1 entre nêutrons e prótons, é mais provável se ter estabilidade. O número de elementos estáveis que 
apresentam número de prótons e de nêutrons ímpar é muito pequeno, apenas 5: 
 ; 
 ; 
 ; 
 , e 
 . 
Não é possível correlacionar os critérios. Não se pode, por exemplo comparar um elemento dessa tabela com um 
elemento que apresenta uma determinada energia de ligação média por nucleon e dizer qual é mais estável, mas pode-
se comparar um elemento que apresenta número de prótons e número de nêutrons pares com outro que apresenta 
número de prótons e número de nêutrons ímpares, afirmando que o primeiro elemento apresenta maior probabilidade 
de ser mais estável que o segundo. 
4) Números mágicos: 
O critério de números mágicos também é um critério experimental. Observou-se que os elementos apresentam maior 
chance de serem estáveis quando apresentam N (número de nêutrons), Z (número de prótons) ou ambos igual a 2, 8, 
20, 50, 82 ou 126. Alguns exemplos são: 2He
4
 (N = 2; Z = 2); 8O
16
 (N = 8; Z = 8), e 82Pb
208
 (N = 126; Z = 82), que são 
elementos duplamente estáveis, ou seja, tanto o número de nêutrons quanto o número de prótons são números 
mágicos. O Pb, por exemplo, é o elemento final de muitas cascatas de desintegração de elementos radioativos, ou seja, 
o elemento radioativo se desintegra, emitindo radiação, formando outro elemento, que também se desintegra, emitindo 
radiação, e assim por diante, até a formação do Pb, que é completamente estável. 
RADIOATIVIDADE 
A radiação pode ser classificada quanto à ocorrência, quanto ao poder de ionização, quanto à natureza e quanto à 
origem. Quanto à ocorrência, a radioatividade pode ser classificada em natural ou artificial. Os elementos 
radioativos naturais podem ser radionuclídeos primordiais ou radionuclídeos cosmogênicos. Os elementos 
radioativos artificiais são decorrentes da atividade humana em reatores, ou seja, são gerados a partir de reações 
nucleares entre átomos, o que é muito comum atualmente, principalmente para a produção de elementos radioativos 
para uso médico. Para a produção de 
18
F artificialmente, por exemplo, utiliza-se água enriquecida com 
18
O como alvo 
em um acelerador de partículas. Um próton é, então, acelerado para o interior do núcleo do 
18
O, que se torna, portanto 
18
F, já que é o número de prótons que dita o elemento. O 
18
F apresenta tempo de meia-vida de 2 horas, e é utilizado 
para a produção do FDG (fluordesoxiglicose), que é o radiofármaco mais utilizado na medicina nuclear não 
convencional, na técnica de PET, utilizada principalmente para a identificação ou rastreamento de metástases em 
pacientes que passaram por quimioterapia ou cirurgia para a retirada de tumor, avaliando a eficácia do tratamento e a 
recidiva da doença. A utilização do FDG nessa técnica leva em consideração que célula tumoral apresenta 
metabolismo muito acelerado em comparação a uma célula normal, e a fonte de energia preferencialmente utilizada 
pelas células é a glicose. O equipamento de PET é acoplado a um tomógrafo, que permite uma melhor visualização a 
respeito do local onde o FDG está sendo captado em maior quantidade. A medicina nuclear convencional é baseada na 
utilização de Tc. 
Os radionuclídeos primordiais se originaram do Big Bang. Diferentemente do 
18
F, que apresenta tempo de meia-vida 
muito curto, os radionuclídeos primordiais apresentam tempo de meia-vida de milhões de anos. Exemplos são o urânio 
e o tório. O 
238
U apresenta tempo de meia-vida de 4,5 bilhões de anos, o 
235
U apresenta tempo de meia-vida de 713 
milhões de anos, e o 
232
Th apresenta tempo de meia-vida de 13,9 bilhões de anos. Todos esses elementos, ao final de 
sua desintegração, formam Pb, que é um dos elementos mais estáveis. Os radionuclídeos cosmogênicos são gerados 
diariamente, a partir da interação de raios solares e raios cósmicos com as camadas da atmosfera. A forma como são 
produzidos é muito semelhante ao que é feito pela atividade humana, para a produção dos elementos radioativos 
artificiais. Esses radionuclídes estão, portanto, constantemente em contato com os seres humanos, de alguma forma, 
porém, estão presentes em níveis seguros, sem provocar danos aos mesmos. Os raios cósmicos que interagem com as 
altas camadas da atmosfera, formando os radionuclídeos cosmogênicos podem ser prótons (86%), partículas α (12%) 
ou núcleos mais pesados (2%). Alguns exemplos de radionuclídeos cosmogênicos são: 
3
H; 
7
Be; 
14
C, e 
22
Na. 
Quanto ao poder de ionização, a radiação pode ser classificada em ionizante ou não ionizante. A radiação ionizante 
tem a capacidade de remover elétrons, formando íons. Muitas vezes, a radiação ionizante é capaz de quebrar ligações, 
produzindo radicais livres, que são altamente reativos, podendo provocar dano celular, como morte da célula ou 
alguma mutação que não provoca a morte, mas pode induzir o câncer. A radiação ionizante é importante na 
radioterapia, por exemplo, onde se deseja que ocorra morte das células tumorais. Porém, deve-se ter um cuidado com 
a radioterapia, direcionando-a ao tecido-alvo adequadamente, para que não ocorra irradiação de um tecido sadio, que 
pode estar presente ao redor do tecido-alvo, por exemplo, podendo provocar danos no mesmo, sem necessidade. O 
nível de radiação utilizado em diagnóstico deve ser muito menor que o utilizado em radioterapia. A radioterapia não 
deve ser realizada por via endovenosa, pois a radiação, nesse caso, será capaz de se distribuir para diversos tecidos, ao 
passo que para o diagnóstico, isso é desejável e, por isso, a radiação utilizada para diagnóstico deve provocar o 
mínimo de dano possível, para que não provoque danos no paciente. Para tratamento, normalmente é realizado o 
implante local, como a braquiterapia, que é uma técnica muito utilizada para o tratamento de câncer de próstata. Essa 
técnica consiste na aplicação, guiada por sonda, de sementes radioativas no tumor, devendo-se ter cuidado para que a 
semente radioativa não se dissolva ou se degrade. Em contrapartida, a radiação não ionizante não apresenta energia 
suficiente para remover elétrons, mas é capaz de transferir calor, produzindo aquecimento, como, por exemplo, as 
micro-ondas.Quanto à natureza, a radiação pode ser classificada em onda eletromagnética (ou radiação eletromagnética), 
como, por exemplo, o raio-X, ou partícula, como, por exemplo, o pósitron. Com relação à onda ou radiação 
eletromagnética, tem-se o espectro eletromagnético, que apresenta a radiação desde as ondas de rádio, televisão, 
celular, micro-ondas, infravermelho, luz visível, UV, até os raios-X e raios-gama. A radiação eletromagnética pode ser 
classificada em radiação ionizante ou não ionizante, existindo uma faixa do espectro eletromagnético representada por 
radiações ionizantes, e outra faixa representada por radiações não ionizantes. A faixa de radiações ionizantes 
compreende parte do UV, raios-X e raios-gama. 
Na tabela ao lado estão representados os primeiros 
potenciais de ionização de alguns elementos químicos, ou 
seja, a energia de ligação do elétron presente na camada 
de valência do átomo desses elementos. Observa-se que 
os potenciais de ionização do C, H, O e N, que são os 
principais elementos presentes no organismo humano, 
estão em uma faixa de 11 – 15 eV. Ondas 
eletromagnéticas que apresentam energia acima de 20 eV 
são consideradas ionizantes, sendo capazes de ionizar 
esses elementos principais que constituem o organismo 
humano. 
A energia do fóton de uma onda de rádio, por exemplo, é menor que 4,1 x 10
-6
 eV, sendo, portanto, uma radiação 
eletromagnética não ionizante. Em comparação, os raios ultravioletas apresentam energia que pode variar de 3,1 a 
123,2 eV. Assim, uma parte dos raios UV é não ionizante (raios UV cuja energia é menor que 20 eV), e outra parte é 
ionizante. Isso explica a utilização de lâmpadas UV em capelas, com o objetivo de tornar o ambiente estéril, 
provocando a morte de microorganismos por ser capaz de provocar a ionização de elementos importantes, como C, H, 
O e N, que constituem esses organismos. Raios X e raios γ apresentam energia superior a 123,2 eV, apresentando 
capacidade de ionização ainda maior que os raios UV ionizantes. Por esse motivo, esses dois tipos de radiação são 
utilizados na medicina, já que a capacidade de ionização é essencial para a detecção, já que o detector do equipamento 
apresenta um elemento que deve ser ionizado para a obtenção do sinal e, portanto, se a radiação não for capaz de 
ionizá-lo, o sinal não será gerado. A radiação mais utilizada em medicina nuclear é a radiação γ, que é emitida pelo 
tecnécio (Tc), apresentando energia de 180 KeV. A quantidade de Tc aplicada no paciente deve ser o suficiente para 
que o equipamento seja capaz de detectar a radiação, e, ao mesmo tempo, seja o menos lesivo possível. Por esse 
motivo, o Tc é o mais utilizado, já que sua energia, levando-se em consideração outros isótopos radioativos, que, 
algumas vezes, apresentam energia da ordem de milhões de eV, é baixa, não tendo-se registros de lesões geradas pelo 
Tc. Esses isótopos radioativos de energia mais alta são utilizados, normalmente, na radioterapia, e não no diagnóstico 
como o Tc. 
Como partícula, a radiação pode ser α ou β, principalmente. A partícula α é maior e é composta por 2 prótons e 2 
nêutrons, semelhante ao átomo de He, se diferenciando pelo fato de a partícula α não apresentar elétrons. Muitas 
vezes, a partícula α é representada por He, uma vez que, ao ser emitida no meio, perde energia cinética pelo caminho, 
até que esta torna-se nula e, então, a partícula α captura um elétron disperso no meio, transformando-se em um átomo 
de He. A partícula β é menor, e pode ser –β ou +β, sendo que ambos são elétrons, porém, +β é um elétron com carga 
positiva, ou seja, um pósitron. A partícula –β também pode ser chama megatron. Tanto –β quanto +β são ionizantes. 
Quanto à origem, a radiação pode ser originada do núcleo ou da eletrosfera. Como radiações originadas do núcleo, 
tem-se: raios γ, partícula α e partícula β. Como radiação originada da eletrosfera, têm-se os raios X, que está presente 
em boa parte dos processos radioativos. Supondo-se um átomo com suas camadas eletrônicas, ao emitir uma radiação 
proveniente do núcleo, podendo esta ser radiação γ, partículas α ou partícula β, essa radiação se choca com um elétron 
presente numa camada eletrônica mais interna, que é, então, liberado do átomo, formando uma lacuna na camada 
eletrônica onde estava presente. Essa lacuna é preenchida por algum elétron presente em camadas eletrônicas mais 
externas. A energia das camadas eletrônicas mais externas é maior que a das camadas mais internas, logo, há uma 
diferença de energia entre as duas camadas onde ocorre a transferência de elétron. Essa diferença de energia entre uma 
camada e outra é emitida na forma de onda eletromagnética, como os raios X. Nesse caso, trata-se de raio X 
característico, já que é característico da transição de elétrons entre uma determinada camada e outra. Difere do raio X 
utilizado em testes diagnósticos, que trata-se de um elétron emitido com alta energia e velocidade em direção a um 
núcleo pesado. Ao se chocar com o núcleo, que apresenta carga positiva, o elétron desvia e parte da energia cinética 
desse elétron é perdida, sendo emitida no aparelho para a obtenção do resultado do exame. 
Radioatividade α: 
A radioatividade α é uma partícula mais pesada e se assemelha ao átomo de He, diferindo apenas pela inexistência de 
elétrons. A massa da partícula α apresenta massa de 4,002603 u e carga positiva de 2 X (1,602177 X 10
-19
), ou seja, de 
3, 204354 X 10
-19
, relativa aos 2 prótons que apresenta. A radioatividade α é mais comum em elementos que 
apresentam núcleos pesados, ou seja, elementos que apresentam número de massa elevado, acima de 150. 
No gráfico ao lado estão representados, em 
preto, os elementos estáveis. Em branco, 
estão representados elementos instáveis, e, 
em amarelo, os radionuclídeos emissores de 
partículas α. Observa-se, portanto, que a 
maior parte dos elementos emissores de 
partículas α está na parte mais superior do 
gráfico, indicando elementos instáveis que 
apresentam elevado número de massa. Além 
disso, é possível observar, a partir do 
gráfico, que a radiação α não é uma emissão 
muito comum, sendo poucos os elementos 
emissores de partículas α. 
A emissão da radiação α pode ser 
representada, de forma esquemática por: 
 
 
 
 
Onde 
 representa o radionuclídeo pai; 
 representa o radionuclídeo filho, e 
 representa a partícula α que é 
emitida. O radionuclídeo pai é o elemento radioativo inicial, que apresenta número de massa = A e número de prótons 
= Z. Após emitir a radiação α, que apresenta número de massa = 4 e número de prótons = 2, ou seja, 2 prótons e 2 
nêutrons, o radionuclídeo pai origina um radionuclídeo filho, que apresenta número de massa = A – 4 e número de 
prótons = Z - 2. Assim, a soma do número de massa do radionuclídeo filho e da partícula α emitida deve ser igual ao 
número de massa do radionuclídeo pai, e o mesmo se espera com relação ao número de prótons. 
Exemplos: 
 
 
 
 
 
 
 
 
Outra forma de representação é a partir do 
diagrama de energia, semelhante ao 
mostrado ao lado para o 
 . 
Inicialmente, o 
 apresenta uma energia 
de 4,269, ou seja, o 
 apresenta um 
excesso de energia = 4,269 em seu núcleo, 
que deve ser emitido, para atingir a 
estabilidade. O 
 , então, emite uma 
radiação α, originando o 
 . Essa 
radiação pode ser emitida de duas formas: 
α1 e α2. A energia do elemento decai 
apenas uma única vez, porém, em uma 
população de átomos do elemento 
radioativo, uma determinada porcentagem 
como decair de uma forma e outra 
porcentagem decair de outra forma. 
Supondo-se uma população de 100 átomos de 
 , de acordo com o diagrama, 76,8% desses átomos, 
aproximadamente 77 deles, emite uma radiação α mais energética, originando diretamente o 
 , ou seja, emite a 
radiação necessária para a formação do. Os outros 23% emitem uma radiação α menos energética, originando 
o 
 , porém em um estado de energia um pouco maior. O excesso de energia restante é emitido na forma de raio γ, 
dando origem ao 
 . A emissão de raios γ não ocorre como processo primário, mas sempre secundário a uma 
radiação. Observando-se o gráfico, percebe-se que a seta que indica a emissão de radiação está inclinada para o lado 
esquerdo. Por convenção, foi colocado que seta inclinada para o lado esquerdo indica que o número de prótons do 
isótopo pai diminuiu. Se a seta aparece em linha reta, indica que não houve alteração do número de prótons. Se o 
número de prótons estivesse aumentado, a seta estaria inclinada para o lado direito. 
A imagem ao lado representa o espectro de energia, que é outra 
forma de representação da emissão de radiação α. Observa-se que 
existem diversas possibilidades de emissão da radiação α, com 
diferentes energias, numa população de átomos radioativos, que 
ocorrem numa determinada probabilidade dentro dessa população. 
 
 
 
 
Radioatividade β: 
A radioatividade β é a mais comum em radionuclídeos, existindo um grande número de isótopos que emitem esse tipo 
de radiação. A emissão pode ocorrer pelo núcleo de um elétron, sendo denominada radioatividade β
-
, ou pelo núcleo 
de pósitron, sendo denominada radioatividade β
+
. 
A imagem ao lado representa o espectro de energia para a 
radiação β, que difere da radiação α mostrada anteriormente, 
cujo espectro de energia é representado em barras, uma vez que 
as energias emitidas para a radiação α são pontuais e não 
contínuas. O espectro de energia para a radiação β é contínuo 
porque podem existir tanto partículas β sendo emitidas com 
energias próximas a 0, até partículas β sendo emitidas com 
energia próxima ao máximo de energia que o núcleo apresenta. 
Essa variação de energia é a responsável pela existência do 
neutrino e antineutrino, que são partículas emitidas 
juntamente com a partícula β, para que a energia dos produtos 
formados seja compatível com a energia apresentada pelo 
radionuclídeo pai. 
Nesse exemplo, o máximo de energia apresentado pelo radionuclídeo é de 1,71 MeV. Observa-se que a frequência de 
átomos, numa população desse radionuclídeo, que emitem radiação β apresentando esse máximo de energia, é muito 
pequena. Para esses átomos, a energia do neutrino ou do antineutrino será nula, já que todo o excesso de energia terá 
sido emitido na forma de radiação β. A maior parte dos átomos dessa população emitem radiação β com energia 
próxima a 0,7 MeV. Nesse caso, a energia do neutrino ou do antineutrino será dada pela diferença entre a energia do 
radionuclídeo pai e a energia da partícula β emitida, seguindo-se o princípio da conservação de energia. 
1) Radioatividade β-: 
Assim como a radioatividade β
+
 é chamada, muitas vezes, de pósitron, a radioatividade β
-
 também pode ser chamada 
de megatron, que é o oposto do pósitron. A radioatividade β
-
 é comum em núcleos que apresentam excesso de 
nêutrons. Como representação genérica, tem-se: 
 
A equação indica que o nêutron em excesso se transforma em próton, 
emitindo uma partícula β
-
, que é semelhante a um elétron, possuindo a 
mesma carga e a mesma massa de um elétron, mas é produzida pelo 
núcleo do átomo, quando esse núcleo está com excesso de energia. Ocorre 
também a emissão de uma partícula denominada antineutrino ( ). A 
imagem ao lado ilustra, didaticamente, o que ocorre no núcleo que 
apresenta excesso de nêutrons. 
No início do estudo das radiações β, observou-se que somando as energias 
do isótopo filho e da partícula β
-
, não era possível obter uma igualdade 
com relação à energia do isótopo pai, e que o isótopo pai apresentava 
maior energia que a soma das energias dessas duas partículas, que seriam 
dadas como produtos do processo. Para que fosse possível manter o 
princípio da conservação de energia, ou seja, que a energia dos produtos fosse igual a energia do isótopo pai, foi 
proposta a existência do antineutrino, como forma de compensar a quantidade de energia restante dos produtos. 
Atualmente, a existência do antineutrino foi comprovada experimentalmente, porém, inicialmente, sua existência era 
apenas conceitual. 
A equação abaixo representa a emissão de radiação β
-
: 
 
 
 
Onde 
 é o radionuclídeo pai; 
 é o radionuclídeo filho; é a partícula β emitida, e é o antineutrino. A partir 
dessa equação, pode-se dizer que o radionuclídeo pai, de número de massa = A e número de prótons = Z, produz um 
radionuclídeo filho, de mesmo número de massa (A), mas número de prótons = Z + 1 (já que o nêutron em excesso se 
transforma em próton), emitindo uma partícula β
-
 e o antineutrino, que representa o restante da energia, que é liberada 
para a conservação de energia. 
A imagem ao lado é uma representação dos 
isótopos radioativos emissores de radiação β
-
, em 
coloração azul. Observa-se que os 
radionuclídeos emissores β
-
 são muito mais 
frequentes que os radionuclídeos emissores de 
radiação α, que é muito comum em isótopos de 
elevado número de massa, diferentemente dos 
emissores de radiação β
-
, que vão desde 
radionuclídeos que apresentam número de massa 
pequeno, até radionuclídeos que apresentam 
elevado número de massa. 
Os pontos em preto mostrados na imagem 
representam a linha dos isótopos estáveis. 
Observa-se que os isótopos emissores de 
radiação β
-
 estão representados abaixo da linha da estabilidade, por apresentarem excesso de nêutrons em seu núcleo. 
Em contrapartida, os isótopos emissores de radiação β
+
, por apresentarem excesso de prótons, estarão representados 
acima da linha da estabilidade. 
A imagem ao lado representa os níveis 
de energia para a emissão de radiação 
β
-
 para os radionuclídeos 
 e 
 . 
Observa-se que, diferentemente da 
representação para a radiação α, onde a 
seta que indica o decaimento da energia 
era inclinada para a esquerda, na 
representação para a radiação β
-
, essa 
seta é inclinada para a direita, 
indicando que ocorreu aumento do número de prótons, uma vez que o nêutron em excesso transformou-se em próton. 
No primeiro exemplo, 100% da população de 
 , que apresenta número de prótons = 6, emitiu uma radiação β
-
 de 
energia = 156,5 KeV, originando o 
 , que apresenta número de prótons = 7, atingindo a estabilidade. A equação 
desse processo pode ser representada da seguinte forma: 
 
 
 
No segundo exemplo, está representado o esquema de emissão de radiação β
-
 característico para o isótopo 
 , onde 
31,9% da população de átomos desse isótopo emite uma radiação β
-
 de menor energia, originando o isótopo filho 
 
 , que ainda apresenta excesso de energia. O isótopo formado emite, posteriormente, radiação γ, formando um 
isótopo menos energético, mas ainda com excesso de energia, que também emitirá radiação γ, originando, finalmente, 
o isótopo estável de 
 ; 10,5% da população emite uma radiação β
-
 de maior energia, originando o isótopo filho 
 
 , que ainda apresenta excesso de energia, que será emitida na forma de radiação γ, originando o 
 estável; e 
57,6% da população emite uma radiação β
- 
ainda mais energética, formando o isótopo 
 estável diretamente, sem a 
necessidade de emissão de radiação γ por ele. Como dito anteriormente, a emissão de radiação γ sempre está associada 
à emissão de alguma outra radiação, que ocorre inicialmente, não ocorrendo como emissão primária. A emissão de 
radiação γ é representada como uma linha em vertical, indicando que ocorre apenas alteração de energia, sem 
formação de um novo elemento, já que não promove alteração do número de prótons e nem do número de nêutrons. A 
equação do processo descrito para o 
 pode ser representada da seguinte forma: 
 
 
 
Logo, percebe-se que podem existirdiversas possibilidades de emissão de radiação β
-
, dependendo do elemento, e será 
uma característica inerente de cada elemento. Assim, para o exemplo descrito, representando o perfil de emissão de 
radiação β
-
 para o isótopo 
 , este sempre ocorrerá dessa forma e nessa proporção, independente das condições meio 
onde ao qual esse elemento está exposto. A velocidade e a constância de decaimento são propriedades constantes do 
elemento, independente de qualquer parâmetro. Por esse motivo, muitas vezes é possível identificar o elemento apenas 
observando-se a energia que é emitida por ele, já que será sempre a mesma. 
2) Radioatividade β+: 
A radioatividade β
+
 é também chamada de pósitron. Ao contrário da radioatividade β
-
, a partícula β
+
 apresenta carga 
positiva, porém a mesma massa de um elétron. Ocorre comumente para núcleos que apresentam excesso de prótons. 
Como representação genérica da emissão de radiação β
+
, tem-se o oposto do que foi apresentado para β
-
: 
 
O próton em excesso transforma-se em nêutron, emitindo o pósitron (partícula β
+
) e o neutrino que, assim como 
antineutrino liberado na emissão de radiação β
-
, representa a energia restante, seguindo-se o princípio da conservação 
de energia. A equação abaixo representa a emissão de radiação β
+
: 
 
 
 
O isótopo pai, que apresenta número de massa = A e número de prótons = Z, origina um isótopo filho com mesmo 
número de massa (A), porém, número de prótons = Z – 1, uma vez que o próton em excesso transformou-se em 
nêutron, ocorrendo a emissão de uma partícula β
+
 e do neutrino (v), que representa a diferença de energia. 
A imagem ao lado é uma representação dos isótopos 
radioativos emissores de póstirons (β
+
), em vermelho. 
Observa-se que os radionuclídeos emissores de 
radiação β
+
 estão representados acima da linha da 
estabilidade (representada pelos pontos em preto). 
Como comentado anteriormente, isso ocorre pelo fato 
de tais radionuclídeos apresentarem excesso de 
prótons em seu núcleo, logo, maior Z. 
Os radionuclídeos emissores de radiação β
+
 ocorrem 
em uma frequência semelhante à dos radionuclídeos 
emissores de radiação β
-
, logo, ocorrem desde isótopos 
que apresentam baixo número de massa, até isótopos 
que apresentam elevado número de massa, 
diferentemente do que ocorre para a radiação α, que é mais comum em elementos com elevado número de massa. 
A imagem ao lado representa os níveis de energia para a 
emissão de radiação β
+
. Observa-se que, assim como 
visto para a radiação α, a seta que indica o decaimento 
de energia é inclinada para a esquerda, indicando que 
ocorreu diminuição do número de prótons, já que o 
próton em excesso transformou-se em nêutron. 
No exemplo apresentado para o isótopo radioativo 
22
Na, 
esse isótopo, que apresenta excesso de prótons em seu 
núcleo, emite radiação β
+
, convertendo o próton em 
excesso em nêutron, diminuindo o número de prótons 
(Z), originando o 
22
Ne. Esse processo pode ocorrer de duas formas: já que o 
22
Na apresenta excesso de prótons, logo, 
apresenta excesso de energia, já que o excesso de prótons indica excesso de massa, e massa é energia. Esse excesso de 
energia é igual a 1.820 KeV, e pode ser emitido na forma de radiação β
+
 mais energética, de energia = 1.820 KeV (que 
é o excesso de energia apresentado pelo núcleo desse átomo), originando diretamente o 
22
Ne estável. Porém, isso 
ocorre raramente, em apenas 0,056% da população de 
22
Na. Na maior parte da população, cerca de 90%, parte do 
excesso de energia é emitido na forma de radiação β
+
 (energia = 546 KeV), formando o 
22
Ne ainda com excesso de 
energia (1.274 KeV de excesso de energia), que será emitido na forma de radiação γ, originando o 
22
Ne estável. No 
restante da população de átomos de 
22
Na (cerca de 10%), ocorre o processo de captura eletrônica, que é muito 
semelhante à emissão de pósitrons, e pode ser considerando um evento competitivo à emissão de pósitron. 
A equação do processo descrito para o isótopo 
22
Na é representada da seguinte forma: 
 
 
 
Observação: 
As radiações α e β são partículas, diferentemente na radiação γ, que é uma onda. As partículas α e β, por possuírem as 
mesmas características do elétron, se diferenciando por estarem presentes no núcleo com excesso de energia de um 
átomo e não na eletrosfera, se comporta de forma semelhante ao mesmo. Portanto, assim como o elétron, pode se 
comportar tanto como onda quanto como partícula, o que recebe o nome de dualidade onda-partícula. No entanto, para 
fins de interação da radiação com a matéria, que é o que norteia a medicina nuclear, onde a radiação é utilizada para 
ação terapêutica ou diagnóstica, as radiações α e β são consideradas partículas, uma vez que se comportam como 
partícula no que se refere à interação com a matéria, seja ela o tecido, o organismo, ou o detector, apesar de, 
fisicamente, poderem atuar das duas formas. 
Apesar de no exemplo dado para o 
22
Na, a radiação γ emitida ser mais energética que α e β, nem sempre isso ocorre. 
Pensando-se na interação da radiação com a matéria, essa interação ocorre, na realidade, entre a radiação e elétrons 
que constituem a matéria. A partícula α é maior (e, portanto, mais pesada) que a partícula β e a onda γ. Enquanto a 
partícula β apresenta o tamanho de um elétron, a partícula α apresenta o tamanho de um núcleo atômico. Portanto, a 
partícula α apresenta maior probabilidade de encontrar um elétron presente na matéria mais rapidamente, logo, 
interage mais com a matéria do que a partícula β e a onda γ. A partícula β, por sua vez, interage mais com a matéria do 
que a onda eletromagnética γ. A energia da radiação não reflete a interação da radiação com a matéria, uma vez que a 
radiação pode ser energética, mas não ser capaz de interagir com elétrons presentes na matéria, provocando ionização 
ou levando à formação de radicais livres, por exemplo. Em contrapartida, tratando-se de penetração da radiação, a 
onda eletromagnética γ é mais penetrante que as partículas α e β. Assim, penetração e interação são inversamente 
proporcionais. 
Exemplos: 
 
 
 
O isótopo estável do lutécio (Lu) é o 
 , que apresenta número de massa (A) = 175 e número de prótons (Z) = 71, 
logo, número de nêutrons (N) = 104. O isótopo radioativo 
 apresenta N = 96, logo, menor N que o isótopo 
estável do Lu. Consequentemente, esse isótopo radioativo apresenta excesso de prótons no núcleo e, portanto, emite 
radiação β
+
. Dessa forma, sabendo-se qual é o isótopo estável do elemento, é possível determinar o tipo de radiação 
que será emitida por um dado isótopo radioativo, e, consequentemente, qual será o isótopo filho formado. 
 
 
 
O isótopo estável do nióbio (Nb) é o 
 , que apresenta A = 93, Z = 41 e, portanto, N = 52. O isótopo radioativo 
 
 apresenta A = 88, Z = 41 e N = 47. Logo, da mesma forma que no exemplo anterior, esse isótopo radioativo 
apresenta menor número de prótons no núcleo, em comparação com o isótopo estável do elemento e, portanto, 
apresenta excesso de prótons. Consequentemente, esse isótopo radioativo emite radiação β
+
. 
 
 
 
O isótopo estável do irídio (Ir) é o 
 , que apresenta A = 191, Z = 77 e N = 114. O isótopo radioativo 
 
apresenta A = 194, Z = 77 e, portanto, N = 117. De forma contrária aos exemplos apresentados anteriormente, esse 
isótopo radioativo apresenta excesso de nêutrons, quando comparado ao isótopo estável do elemento. Sendo assim, 
esse isótopo emite radiação β
-
, onde haverá conversão de um nêutron em um próton, aumentando, consequentemente, 
o número de prótons. 
 
 
 
O isótopo estável do bromo (Br) é o 
 , que apresenta A = 81, Z = 35 e N = 46. O isótopo radioativo 
 
apresenta A = 90, Z = 35 e, portanto,N = 55. Observa-se, portanto, que esse isótopo radioativo apresenta um excesso 
de nêutrons em relação ao isótopo estável do elemento. Sendo assim, a radiação emitida por ele será β
-
, ocorrendo a 
conversão de um nêutron em um próton, aumentando, consequentemente, o número de prótons. 
3) Captura eletrônica (C.E. ou ε): 
A captura eletrônica é um evento competitivo à emissão de 
radiação β
+
 (pósitron). A camada eletrônica s é a região mais 
próxima do núcleo, na qual se tem maior probabilidade de 
encontrar um elétron. Mesmo que pareça improvável, em 
alguma fração de segundo é possível que se tenha um elétron 
da camada s no núcleo, ou bem próximo a ele, que pode ser 
capturado pelo próton presente no núcleo. Esse processo 
recebe o nome de captura eletrônica. Ocorre, normalmente, 
para núcleos pesados, que apresentam excesso de prótons, 
pois haverá maior quantidade de cargas positivas, logo, o 
elétron será mais facilmente “preso”. O próton captura do 
elétron mais próximo do núcleo e, ao ocorrer essa captura, o 
neutrino é emitido, para compensar a diferença de energia 
entre o radionuclídeo pai e o radionuclídeo filho formado. 
Não há emissão de radiação β
+
 ou β
-
, mas o processo de 
captura eletrônica é bastante parecido. 
A equação que representa a captura eletrônica é descrita abaixo: 
 
 
 
O isótopo pai, de número de massa = A e número de prótons = Z tem um elétron capturado por um próton presente em 
seu núcleo. De maneira didática, ao ocorrer a captura do elétron pelo próton, como forma de “neutralizar” o excesso 
de prótons no núcleo, há a formação de um nêutron, logo, ocorre a conversão de um próton em um nêutron. Por isso, o 
processo de captura eletrônica é muito parecido com a emissão de radiação β
+
. 
Em linhas gerais, quando o elétron presente na camada s é capturado pelo próton, esse próton é convertido em nêutron 
e ocorre a emissão do neutrino, como representado na equação abaixo: 
 
Quando o elétron é capturado, ocorre a formação de uma lacuna na região da camada eletrônica onde o elétron estava 
inserido. Dessa forma, elétrons de camadas eletrônicas mais externas preenchem a lacuna formada, e a diferença de 
energia entre as camadas eletrônicas em questão é emitida na forma de raio-X característico, como mostrado na figura 
anterior. O raio-X é considerado uma onda, já que não apresenta massa e nem carga, diferentemente das partículas α e 
β, apenas energia. 
A imagem ao lado representa os radionuclídeos 
que decaem por captura eletrônica, em vermelho. 
Observa-se que o processo de captura eletrônica é 
muito infrequente, comparando-se com o processo 
de emissão de pósitrons. Muito disso, se deve ao 
fato de ser muito improvável que um elétron 
adentre o núcleo. 
Como ocorre para isótopos que apresentam 
excesso de prótons no núcleo, esses estão 
representados acima da linha da estabilidade. 
A captura eletrônica se difere da emissão β
+
, 
portanto, devido à frequência com que esses 
eventos ocorrem entre os radionuclídeos. A 
emissão de pósitrons tende a ser mais frequente do que a captura eletrônica. Isso se deve ao fato de que a captura 
eletrônica depende da pequena probabilidade de um elétron estar muito perto ou mesmo “dentro” do núcleo para que 
seja capturado pelo núcleo atômico. Se diferenciam também pelo fato de que na captura eletrônica há um elétron 
envolvido como reagente no processo, o que não ocorre na emissão de pósitrons, onde a partícula β+, que é 
semelhante a um elétron, se diferenciando apenas pela carga positiva que apresenta, é um produto do processo. Apesar 
de se diferenciarem em diversos pontos, esses processos são muito semelhantes, principalmente por ocorrerem em 
isótopos que apresentam excesso de prótons, e, portanto, são considerados eventos competitivos. Todo isótopo 
emissor de pósitron também é capaz de emitir uma parte do excesso de energia da forma de captura eletrônica, mesmo 
que essa ocorra em pequena proporção numa população de átomos desse isótopo. Porém, nem todo isótopo que emite 
seu excesso de energia através de captura eletrônica é também emissor de pósitron. Isso acontece porque, para que 
seja possível a emissão de pósitron, o excesso de energia apresentado pelo isótopo radioativo deve ser superior a 1.022 
MeV. 
A imagem ao lado representa os níveis de 
energia para a captura eletrônica no isótopo 
 
 . Na maior parte dos átomos de uma 
população desse isótopo (89,7%), o excesso de 
energia, devido ao excesso de prótons no 
núcleo desse isótopo (816,6 KeV), é totalmente 
emitido através da captura eletrônica, formando 
o isótopo 
 . Em uma pequena parte dos 
átomos (10,3%), ocorre a emissão parcial do 
excesso de energia através da captura eletrônica 
(384 KeV), sendo que o restante da energia 
(432,6 KeV) é emitido na forma de raio γ, 
formando o isótopo 
 . Observa-se que o 
 apresenta Z= 3, enquanto o 
 apresenta Z = 4, logo, houve 
diminuição do número de prótons, uma vez que o próton é convertido em nêutron, ao ocorrer a captura eletrônica. A 
seta que indica o decaimento é inclinada para a esquerda, indicando essa diminuição do número de prótons, da mesma 
forma que ocorre na emissão de pósitrons. 
Radioatividade γ: 
A radioatividade γ é uma onda eletromagnética, não 
apresentando, portanto, carga ou massa. Assim como a 
emissão de pósitrons e a radiação β
-
, a radiação γ é 
proveniente do núcleo do átomo. Trata-se de uma 
radiação ionizante, e que apresenta alto poder de 
penetração. Não é um processo de emissão primário, 
como discutido anteriormente, mas ocorre 
secundariamente a alguma outra radiação, acompanhando, usualmente, os decaimentos α e β. A emissão de radiação γ 
não leva à formação de um isótopo de outro elemento, uma vez que é a emissão apenas de um restante de energia de 
um isótopo que apresente um estado excitado de energia. Portanto, não há alteração do número de prótons (Z), apenas 
do estado de energia. Existem duas nomenclaturas para a emissão de radiação γ: emissão γ e transição isomérica (IT). 
Pensando-se no isótopo 
 , parte do excesso de energia pode ser emitida na forma de emissão de pósitrons, 
formando o 
 , ainda com excesso de energia, que é emitido na forma de radiação γ. Pensando-se, agora, no isótopo 
99
Mo, parte do excesso de energia é emitida na forma de radiação β
-
, formando o isótopo 
99m
Tc, que ainda apresenta 
excesso de energia, que é emitido da forma de radiação γ, formando o 
99
Tc. Observa-se que nos dois isótopos ocorrem 
processos semelhantes, diferenciando-se apenas pelo fato de no 
 ocorrer emissão de pósitrons, enquanto no 
99
Mo 
ocorrer emissão de radiação β
-
. A emissão de radiação γ pelo 
 é denominada emissão γ, enquanto a emissão pelo 
99
Mo é denominada transição isomérica. Esses processos se diferenciam entre si apenas com relação ao tempo 
necessário para ocorrerem. Enquanto a emissão γ ocorre em tempo inferior a 10
-12
 s, a IT ocorre em tempo superior a 
10
-12
 s. Pelo fato de a IT ocorrer em um tempo mais longo, o isótopo recebe o nome de metaestável, como 
representado pelo 
99m
Tc. O 
99m
Tc é utilizado em 80-90% dos exames em medicina nuclear, atualmente. 
A representação genérica da emissão γ é dada por: 
 
 
 
Onde * representa estado excitado. 
A representação genérica da transição isomérica (IT) é dada por: 
 
 
 
Onde m representa estado metaestável. 
Observa-se que a representação genérica para os dois processos é o mesmo: um isótopo com excesso de energia emite 
radiação γ, originando o isótopo filho. A diferença entre eles é que na emissão γ, o isótopo pai está em um estado 
excitado, enquanto na IT o isótopo pai está em um estado metaestável. Não há alteração no número de massa (A) ou 
no número de prótons (Z) do isótopo pai em relação ao isótopo filho, logo, não há formação de um isótopo filho de 
outro elemento, ocorrendo apenasalteração de energia. 
Conversão interna (IC): 
Da mesma forma que se tem a captura eletrônica como evento competitivo à 
emissão de radiação β
+
, tem-se a conversão interna (IC) como evento 
competitivo à radiação γ. No processo de conversão interna, o núcleo 
excitado transfere sua energia, na forma de radiação γ, para um elétron 
orbital, ou seja, o núcleo, ao emitir uma radiação γ, esta pode encontrar um 
elétron presente em um orbital eletrônico. A radiação γ é ionizante, logo, ao 
ocorrer esse processo, o elétron pode ser emitido, recebendo o nome de 
elétron de conversão. O processo recebe o nome de conversão interna por 
ocorrer no interior do átomo e se caracterizar por ser uma conversão da 
radiação γ em emissão de um elétron. 
Ao ocorrer a emissão do elétron, elétrons de camadas eletrônicas externas 
tendem a preencher a lacuna deixada por ele na camada eletrônica à qual 
pertencia e, assim, a diferença de energia entre as camadas eletrônicas 
envolvidas na transição é emitida da forma de raio-X. O raio-X emitido pode encontrar um segundo elétron do mesmo 
átomo, que também será emitido, chamado elétron Auger, como forma de diferenciação do elétron de conversão. 
A representação genérica do processo de conversão interna é dada pela seguinte equação: 
 
 
 
No processo de IC, não há alteração do número de prótons, logo, o produto formado é o mesmo elemento, porém 
ionizado, já que ocorreu a perda de um próton. 
A imagem ao lado representa os níveis de 
energia para o processo de conversão interna 
que ocorre no isótopo 
 . Uma pequena 
parte da população de átomos desse isótopo 
(5,6%) emite todo o excesso de energia 
presente em seu núcleo (1,1756 MeV), dando 
origem ao 
 estável. A maior parte 
(94,4%) emite uma parcela do excesso de 
energia (0,514 MeV) na forma de radiação β
-
, 
formando o 
 (bário metaestável), que 
ainda apresenta excesso de energia em seu 
núcleo (0,6617 MeV). A maior parte desse 
excesso de energia restante (85%) é emitida da forma de radiação γ, originando o 
 estável. Os outros 15% são 
emitidos na forma de conversão interna (IC), que é um evento competitivo à emissão de radiação γ, como dito 
anteriormente, pois pode ocorrer como consequência da emissão de radiação γ. Essa IC ocorre em três tipos: K, L e X, 
que são relativos às camadas eletrônicas de origem onde o elétron emitido, sendo que a emissão do elétron da camada 
K apresenta maior probabilidade de ocorrer, pelo fato de a camada K ser a mais próxima do núcleo, onde a radiação γ 
é originada. 
Exemplo importante: 
No exemplo mostrado ao lado, uma pequena 
parte da população de átomos do isótopo 
radioativo 
 (13%), que apresenta tempo 
de meia-vida (t1/2) = 2,8 dias (ou 66 horas), 
emite todo o excesso de energia na forma de 
radiação β
-
, dando origem ao 
 
diretamente, que apresenta t1/2 = 2,1 x 10
5
 
anos. A maior parte (87%) emite uma 
parcela do excesso de energia na forma de 
radiação β
-
, formando o isótopo metaestável 
 
 , que apresenta t1/2 = 6,01 horas. Esse 
isótopo metaestável ainda apresenta excesso 
de energia, que é emitido na forma de 
radiação γ (89,1%) ou conversão interna 
(10,9%), que é um evento que ocorre como 
consequência da emissão de radiação γ. No 
final do processo, tem-se, então, a formação do 
 . O 
99
Tc é detectável, mas essa detecção não é possível com o 
mesmo aparelho que detecta 
99m
Tc, já que o 
99
Tc é um emissor de radiação β, diferentemente do 
99m
Tc, que emite 
radiação γ. Além disso, a energia da radiação emitida é diferente entre eles. 
Velocidade de desintegração: 
A velocidade de desintegração é a velocidade com que um 
átomo radioativo emite a radiação. É dependente de uma 
constante, denominada constante de desintegração (ou 
constante de decaimento, ou constante radioativa), que, 
como o próprio nome diz, é constante para cada elemento 
radioativo, independente de qualquer variação, seja de 
temperatura, umidade, pressão. A imagem ao lado 
representa o que ocorre com cada elemento radioativo, em frequências distintas para cada um deles. Uma população 
contendo um determinado número de átomos de um elemento radioativo e, com o passar do tempo, o número de 
átomos radioativos diminui, de acordo com o tempo de meia-vida (t1/2) do isótopo radioativo, que é o tempo 
necessário para que o número de átomos radioativos de uma amostra diminua pela metade. Consequentemente, a 
atividade da amostra de átomos também diminui pela metade. 
O t1/2 do tecnécio (Tc) é de 6 horas, tempo suficiente para realizar a reação entre o Tc e um fármaco que se deseja 
marcar, incorporando o Tc na molécula do mesmo, quantificar as moléculas marcadas, purificar (se necessário) o 
fármaco marcado, injetar o fármaco marcado no paciente ou no animal, aguardar o tempo necessário para que o 
fármaco marcado com o Tc circule pelo organismo, atingindo o órgão alvo, que se deseja avaliar, e produzir a 
imagem, tudo isso sem que a radiação diminua a níveis mínimos, o que não seria possível caso o tempo de meia-vida 
fosse muito curto. Essa propriedade faz com que o Tc ainda seja muito utilizado na clínica, em medicina nuclear. 
Alguns isótopos, como, por exemplo, o 
11
C, que é um isótopo radioativo emissor de pósitron, que apresenta t1/2 = 20 
minutos, o que torna seu uso muito difícil em medicina nuclear, logo, por esse motivo, não é muito utilizado em 
medicina nuclear, mas é bastante utilizado em pesquisa, onde se consegue ter menos variáveis de tempo, comparando-
se com a clínica. Outros isótopos radioativos apresentam t1/2 muito longo, de 6 meses, por exemplo, o que também 
impede seu uso na medicina nuclear, uma vez que, apesar de ser um tempo suficiente para que sejam realizados todos 
os procedimentos, sem que ocorra diminuição da atividade radioativa desse isótopo para níveis muito baixos, o 
paciente ainda continuará sendo irradiado por um bom tempo após o exame, o que não é desejável. 
Como dito anteriormente, a velocidade de desintegração, logo, o tempo de meia-vida de um isótopo radioativo, está 
diretamente relacionada à constante de desintegração (λ) desse isótopo. Uma constante de desintegração (λ) = 
0,002/tempo, por exemplo, indica que, dentro de uma população de átomos do isótopo radioativo em questão, 0,002% 
desses átomos emitem radiação, por unidade de tempo. Se a constante de desintegração for alta, significa que o 
isótopo radioativo emite a radiação rapidamente, logo, o tempo de meia-vida desse isótopo é baixo. Portanto, 
constante de desintegração (λ) e tempo de meia-via (t1/2) são inversamente proporcionais. 
Lei da desintegração radioativa: 
 
 
Onde: N = número de átomos radioativos na amostra depois de transcorrido o intervalo de tempo t; N0 = número de 
átomos radioativos na amostra no tempo inicial (t = 0); e = base do logaritmo natural ou neperiano (~ 2,72); λ = 
constante de decaimento do elemento radioativo; t = tempo transcorrido. De acordo com a lei da desintegração 
radioativa, portanto, é possível determinar o número de átomos radioativos presentes numa amostra, depois de 
transcorrido um intervalo de tempo (t). 
Um detector de radiação se baseia da interação da radiação emitida pela amostra de átomos do isótopo radioativo com 
o material presente no detector, que pode ser sólido, líquido ou gasoso. Sabe-se que, a partir da constante de 
desintegração, que essa emissão de radiação não é total naquele instante, logo, não é possível determinar, a partir do 
detector de radiação, o número de átomos radioativos presente na amostra, mas sim o número de eventos radioativos 
no momento em que se realizou a contagem, uma vez que a emissão de radiação por uma população de átomos de um 
dado isótopo não ocorre simultaneamente em todos os seus núcleos. Sendo assim, na equação representada acima para 
a Lei da desintegração radioativa, deve-se substituir o número de átomos