aula8 - Radiações Ionizantes

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Disciplina: Biofísica
Aula 08: Radiações Ionizantes
Apresentação
Nesta aula continuamos com o tema da aula anterior, o estudo da radiação, no entanto
abordaremos a radiação ionizante. A capacidade das ondas eletromagnéticas de ionizar a
matéria e como isso ocorre, a formação de raios alfa, beta, gama e X. Trataremos também da
radiação nuclear, dosimetria e decaimento de um material radioativo.
Objetivos
Conhecer as diferentes formas de radiação ionizante;
Entender como acontece à ionização da matéria;
Identi�car a dosimetria da radiação ionizante nuclear e o decaimento de um material
radioativo.
Radiação ionizante
Na aula anterior, aprendemos o que é a radiação.
Você se lembra?
Trata-se de qualquer processo de emissão de energia, por intermédio de ondas ou de
partículas. As radiações podem surgir tanto no núcleo quanto na eletrosfera de átomos,
dependendo de onde ocorre excesso de matéria ou energia.
Agora, trataremos das radiações ionizantes, que são de�nidas pela propriedade de, ao
incidirem sobre um meio qualquer, ceder ou retirar elétrons dos átomos constituintes
deste meio, tornando-os eletricamente carregados.
Esse processo é denominado de ionização.
Iremos estudá-lo a seguir.
Ionização
É o processo pelo qual os átomos de uma determinada matéria perdem ou ganham
elétrons, formando íons. Energia e partículas emitidas de núcleos instáveis são capazes
de causar ionização.
Quando um núcleo instável emite partículas são, tipicamente, na forma de partículas alfa,
beta ou nêutrons. No caso da emissão de energia, a emissão se faz por onda
eletromagnética, muito semelhante aos raios X, os raios gama.
1
Partícula Beta
2
Partícula Alfa
3
Ondas Gama
3
Nêutron
Tipos de radiações ionizantes
As radiações ionizantes podem ser de dois tipos:
1. Radiação nuclear;
2. Radiação eletromagnética.
 Radiação Nuclear (Fonte: Shutterstock / iurii)
 Radiação Eletromagnética (Fonte: Shutterstock /
aldorado)
Trataremos de cada um deles a seguir.
Radiação nuclear
A radiação nuclear pode ser:
Radiação Alfa
𝛼
Radiação Beta
𝛽
Radiação Gama
𝛾
Vamos ver cada uma com mais detalhes:
01
Radiação Alfa (α)
Partícula alfa é a maior partícula emitida por núcleos instáveis, são compostas por dois
prótons e dois nêutrons. Quando um átomo emite uma partícula alfa, ele perde dois
prótons tornando-se um elemento diferente. Em geral, emitidas por núcleos de elevada
massa atômica, caracterizados instáveis, tais como, urânio, tório e radônio.
A radiação α é classi�cada como sendo a radiação de menor poder de penetração e
elevada taxa de ionização. A exposição externa as partículas α são consideradas
inofensivas, pois a camada epitelial é capaz de impedir a penetração dessas partículas.
No entanto, ao serem ingeridas ou inaladas em grandes quantidades, acarretam danos
na mucosa dos sistemas respiratório, gastrintestinal e nas células dos tecidos
adjacentes, o que torna o indivíduo contaminado uma fonte radioativa.
02
Radiação beta (β)
A radiação beta (β) é composta pela emissão de um elétron (β-) ou pósitron (β+) de um
núcleo de um átomo instável. São muito mais leves do que as partículas alfa e são,
essencialmente, elétrons de alta energia cinética. Quando um átomo emite uma partícula
beta, ele se transforma em outro átomo. Partículas beta são emitidas quando um nêutron
do átomo se transforma em um próton, ocorre a emissão de um "antineutrino" e calor.
Dentre os elementos que emitem partículas β podem ser citados o potássio, carbono,
iodo e bário. A exposição externa às radiações β permite a penetração destas partículas
em alguns milímetros do tecido humano, podendo ser usada em procedimentos médicos
na superfície da pele, mas pode ser interrompida com uma folha de alumínio com 1 mm
de espessura.
03
Radiação gama (γ)
Raios gama são fótons de alta energia emitidos pelo núcleo de alguns átomos. Raios
gama são idênticos aos raios X usados para diagnóstico por imagem. A diferença está
no fato de que os raios gama vêm do centro do átomo e os raios X não, com isso os raios
gama têm muito mais energia que os raios X.
A radiação gama tem a propriedade de penetração alta o que a permite atravessar
grandes espessuras. Esta propriedade faz a radiação gama ser utilizada na área médica,
terapêutica e aplicabilidade industrial. A blindagem deste tipo de radiação ocorre por
meio de chumbo, concreto, aço ou terra.
Radiação eletromagnética
Raio X
Radionuclídeo
Emissão de Nêutrons
Radiação Gama
Vamos entender melhor:
Raio x
Ondas eletromagnéticas equivalentes aos raios gama diferindo apenas quanto à
sua origem, isso faz com que as propriedades dos raios X sejam semelhante aos
raios gama. Emitida pela camada eletrônica (não nuclear), ou produzida pelo
impacto de elétrons energéticos sobre um alvo (equipamento de raios X). As
di�culdades de blindagem e poder de penetração são semelhantes aos da radiação
gama. As aplicações mais conhecidas dos raios X são no radiodiagnóstico e na
radioterapia. Como vimos, a radiação ionizante têm energia su�ciente para ionizar
átomos por meio de emissão de fótons perdendo toda ou quase toda energia numa
única ou em várias interações com átomos, ejetando elétrons deles que, por sua
vez, saem ionizando átomos até pararem. Os fótons podem também atravessar um
meio sem interagir. Teoricamente, não há material nem forma de blindar todos os
fótons e isso é um dos motivos da necessidade de proteção radiológica que dita
regras quanto ao nível de radiação que as pessoas expostas podem receber.
Radionuclídeo
É um átomo com energia nuclear instável que emite radiação, como vimos até o
momento. Este núcleo procura a estabilidade com a emissão de radioatividade
ionizante na forma de partículas. O tempo no qual um radionuclídeo, emite radiação
é de�nido como meia-vida (tempo necessário para que a atividade radioativa de
uma amostra seja reduzida à metade da atividade inicial).
Para medir a radioatividade do ambiente é utilizado um medidor, o mais conhecido
é o Gaiger-Muller. A radiação entra no tubo do equipamento que produz a ionização
das moléculas gasosas, gerando uma corrente elétrica. O registro da corrente
elétrica é a expressão da radioatividade presente.
Emissão de Nêutrons
O quarto tipo de radiação ionizante é o resultado da emissão de nêutrons por
núcleos de átomos radioativos. A emissão nêutron é associada com a �ssão
nuclear. Fissão nuclear (quebra do núcleo atômico) é usada em usinas nucleares
para gerar o calor usado para produzir energia elétrica. A �ssão envolve a divisão de
átomos com muitos prótons e nêutrons (como o urânio 235) em átomos menores.
O processo de �ssão libera energia e dois ou três nêutrons.
Radiação Gama
Já estudada anteriormente.
Atividade
1 - Qual a diferença entre radiação gama e raios X?
2 - Como ocorre o processo de ionização, que caracteriza a radiação ionizante?
Referências
BIOFÍSICA E FÍSICA MÉDICA. Disponível em:
http://www.�sica.net/aplicada/bio�sica/radiacao.php
<http://www.�sica.net/aplicada/bio�sica/radiacao.php> . Acesso em 06 ago. 2015.
HENEINE, Ibrahim Felippe. Biofísica Básica. São Paulo: Atheneu, 2002.
MOURÃO JÚNIOR, Carlos Alberto; ABRAMOV, Dimitri Marques. Curso de Biofísica. Rio de Janeiro:
Guabanabara Koogan, 2010. 242p.
OLIVEIRA, Jarbas Rodrigues de; WÄCHTER, Paulo Harald; AZAMBUJA, Alan Arrieira. Biofísica: para
ciências biomédicas. 2. ed. Porto Alegre: EDIPUCRS, 2004. 313P.4.
Próximos Passos
• Os raios X e o receptor de imagem;
• Radiologia diagnóstica;
• Aplicação terapêutica da radiação, radioterapia.
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