AULA 02 (FÍSICA DAS RADIAÇÕES)

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AULA 2: RADIOATIVIDADE
FÍSICA DAS RADIAÇÕESProf. Fábio Candido
http://professorfabiocandido.com.br
1. RADIOATIVIDADE
Descoberto em 1898, pelo casal Curie, a radioatividade é um fenômeno natural que
pode ser apresentado por vários átomos.
Atualmente, com base em estudos realizado durante décadas, torna-se possível dizer
que a radioatividade é a existência de núcleos atômicos com uma energia maior que necessitam
ou poderiam suportar. Estes, com mais nêutrons que o normal, procuram se estabilizar,
liberando assim o excesso de energia.
Soares, 2001.
Núcleo com excesso de energia
Excesso sendo liberado
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2. DECAIMENTO RADIOATIVO
Da mesma forma que os elétrons buscam permanecer com a menor
quantidade de energia necessária, eliminando-a quando em excesso, os
núcleos dos átomos possuem um estado mínimo de energia (“Ground
State” em inglês).
Um núcleo excitado, ou seja, aquele que possui uma energia maior
que a necessária ou a presença de mais nêutrons que o indispensável,
necessitará eliminar este excesso, e, a este processo é caracterizado como
estado de atividade ou radioatividade.
Soares, 2001.
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2. DECAIMENTO RADIOATIVO
Existem alguns processos de decaimento
radioativo, dentre eles podemos citar:
1-Transição isomérica ou radiação gama;
2- Conversão de elétron;
3- Emissão Beta + ou Beta –;
4- Captura de elétron; e
5- Emissão Alfa.
Soares, 2001.
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2.1. EMISSÃO GAMA (γ)
O decaimento radioativo mais simples é aquele que o núcleo
apenas emite um fóton de energia, fóton este muito semelhante com o
de radiação X, é conhecido como emissão gama.
Diferente da emissão de raios X, a emissão gama é muito mais
energética e não é produzida na eletrosfera, mas no núcleo do átomo.
Este tipo de emissão objetiva um estado de menor energia, sem
perda de massa nuclear (prótons e nêutrons) como ocorrem nos outros
processos. Soares , 2001.
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2.1. EMISSÃO GAMA (γ)
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2.2. CONVERSÃO DE ELÉTRONS
Este processo é uma consequência da anterior, pois a radiação
gama interage com o elétron da eletrosfera do próprio átomo.
Consiste na transferência de energia para os elétrons das
primeiras camadas, retirando-os dos orbitais.
Subsequente à vacância, ocorre a emissão de radiação
característica.
Soares, 2001.
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2.2. CONVERSÃO DE ELÉTRONS
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2.3. EMISSÃO BETA (β)
Quando um núcleo possui excesso de nêutrons e falta de prótons
há emissão β-, porém quando há um excesso de prótons e falta de
nêutrons há emissão de β+.
Dantas, 2013.
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2.3. EMISSÃO BETA (β)
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2.5. CAPTURA DE ELÉTRONS
Este processo geralmente é estudado junto com o decaimento β.
Em alguns núcleos, a transformação do próton em nêutron ao
invés de ocorrer por emissão de um pósitron, ou seja, uma partícula
similar ao elétron, excetuando apenas o fato de ser carregada
positivamente, ela se processa pela neutralização de sua carga pela
captura de um elétron orbital das camadas mais próximas.
Dantas, 2013.
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2.4. CAPTURA DE ELÉTRONS
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2.5. EMISSÃO ALFA (α)
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 (p) e dois nêutrons (n) e da
energia à elas associada.
Soares,2001.
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Meia-vida é o tempo necessário para que a atividade radioativa
de uma fonte, seja reduzida à metade da atividade inicial.
Alguns elementos possuem meia-vida muito rápidas, outros por
sua vez, levam anos.
CNEN
3. MEIA VIDA
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Função que descreve quantos núcleos radioativos existem numa amostra inicial e
a taxa de decaimento.
𝑵 = 𝑵
𝟎
. e−λt
Onde:
N = Número de átomos;
N
0
= Número de átomos iniciais;
λ = Constante de decaimento; e
t = Tempo.
Amorim, 2010.
4. CONSTANTE DE DECAIMENTO
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É uma grandeza radiológica, caracterizada pelo número de
desintegrações ou transformações nucleares que ocorrem em um
intervalo de tempo, sendo proporcional ao número de átomos
excitados presentes no elemento radioativo.
A= 𝑨
𝟎
. e−λt
Onde:
A = Número de átomos;
A
0
= Número de átomos iniciais;
λ = Constante de decaimento; e
t = Tempo.Amorim, 2010.
5. ATIVIDADE
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A atividade era calculada em Ci em homenagem ao casal Curie, mas
atualmente é calculada em Bq em homenagem à Henri Becquerel.
Sendo assim:
1 Ci 3,7 x 109 Bq (GBq)
Amorim, 2010.
5. ATIVIDADE
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Tabela
10-9 n nano
10-6 µ micro
10-3 m mili
103 K Kilo
106 M Mega
109 G Giga
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