FÍSICA DAS RADIAÇÕES- APLICAÇÕES

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FÍSICA DAS RADIAÇÕES 
Aula 03: Radiações corpusculares e radiações eletromagnéticas; espectro eletromagnético; ondas 
eletromagnéticas; radiações ionizantes e radiações não ionizantes 
 
Aula 04: interações biológicas das radiações Alfa, Beta e Gama; radioatividade, meia vida, vida média; 
efeitos das radiações ionizantes e não ionizantes; uso da radioatividade; detecção e quantificação da 
radioatividade 
O ÁTOMO 
 
• Todas as substâncias são 
formadas por pequenas 
partículas chamadas 
átomos. Em grego, átomo 
significa indivisível, pois 
achavam que esse era o 
menor componente da 
matéria. Porém, sabemos 
que os átomos são 
constituídos de prótons, 
elétrons e nêutrons. 
REPRESENTAÇÃO DO ÁTOMO 
• Um átomo (X) será representado assim: 
 
 
z
AX ou zX
A
 
O NÚCLEO E A ELETROSFERA 
• Todo átomo possui um núcleo, 
onde se alojam os nêutrons e os 
prótons (chamados nucleons), 
enquanto os elétrons ocupam a 
eletrosfera, por onde circulam por 
todo o tempo. 
 
• O núcleo, ocupado pelos prótons 
(cargas positivas), possui carga 
positiva, enquanto os elétrons 
(cargas negativas) tornam a 
eletrosfera negativa. 
ÁTOMOS E MOLÉCULAS 
• Encontram-se na 
natureza 92 espécies de 
átomos. O mais leve é o 
hidrogênio e o mais 
pesado o Urânio. 
Outros átomos mais 
pesados que o Urânio, 
denominados 
transurânicos podem 
ser produzidos 
artificialmente. 
• Os átomos se ligam e 
formam grupos mais 
complexos que são as 
moléculas que, por sua 
vez constituem as 
substâncias. 
• Portanto, toda a matéria 
é constituída de 
prótons, nêutros e 
elétrons. 
RUTHERFORD 
O físico Rutherford, em 1911 e 
seus colaboradores realizaram um 
experimento que estava de acordo 
com as previsões de Coulomb. 
 Chegaram às seguintes 
conclusões: 
 
• A carga do núcleo (dos 
prótons) é sempre um múltiplo 
inteiro da carga do elétron 
(q=Z.e), onde Z(número 
atômico) é igual ao número de 
elétrons. 
 
• Os elétrons se movimentam ao 
redor do núcleo. 
BOHR 
• Neils Bohr, em 1913, 
sugeriu que os elétrons 
mantinham-se em 
movimento circular em 
órbitas especificas devido à 
força centrípeta exercida 
pelo núcleo que impede que 
deixem o átomo na direção 
tangencial à sua órbita. 
• Aplicando idéias 
quânticas à estrutura 
atômica, postulou: 
1. Elétrons giram em torno do 
núcleo em órbitas 
determinadas que satisfazem a 
relação: 
 p = n h / 2π , 
onde p = momento angular; h = 
6,62 x 10 -34 J.s ; n = número 
inteiro 
2. Elétrons perdem ou ganham 
energia somente quando 
“pulam” de uma órbita para 
outra. 
 Nenhuma mudança de energia 
ocorre no átomo, permanecendo 
os elétrons em órbitas específicas. 
 
ÁTOMO DE HIDROGÊNIO 
Representação de algumas das possíveis órbitas que seu único elétron 
pode percorrer. 
NÚMERO ATÔMICO E 
NÚMERO DE MASSA 
• Tomando o modelo de Rutherford–Bohr como objeto de estudo, 
podemos definir alguns tópicos básicos que vão nortear nossos 
estudos. 
 
Número atômico (Z): n.° de prótons (P) no núcleo de um átomo. 
 Z = p 
 
O número atômico caracteriza um elemento químico. 
 
Número de massa (A): O número de massa é a soma dos prótons (P) e nêutrons 
(N) do núcleo de um átomo. 
 
A = P + N ou A = Z + N 
 
 
PARTICULARIDADES 
• Alguns átomos podem apresentar semelhanças em termos 
de seus números de massa, número atômico, ou até 
mesmo pelo número de nêutrons. 
• São eles os elementos isóbaros, isótopos e isótonos. 
 
ISÓBAROS 
• São os elementos que possuem o mesmo número de 
massa (A): 
 
 Ex: 6C
14, 8O
14 , 7N
14 
ISÓTOPOS 
• Elementos com o mesmo número atômico (Z). 
 
 Ex: 1H
1, 1H
2, 1H
3 ou 8O
16, 8O
17, 8O
18 
ISÓTONOS 
• São os elementos com mesmo número de nêutrons (n). 
 
 Exemplos: 
 
 Boro: 5B
11 n = 6 
 
 Carbono: 6C
12 n = 6 
DEFEITO DE MASSA 
• É a diferença entre a massa de repouso de um núcleo e a 
soma das massas isoladas de cada um dos seus núcleons. 
• Isso se deve pela energia de ligação existente no núcleo. 
 Energia de ligação: É a quantidade de energia a ser 
fornecida ao sistema para separar completamente as 
partículas que o constitui. 
EQUAÇÃO DE PLANCK-
EINSTEIN 
 Perguntamos: 
 E o que a energia tem a ver com massa e vice-versa? 
 Segundo a equação de Planck-Einstein: 
 
E = m. c² 
 
 onde m= massa e c= velocidade da luz 
 
RADIOATIVIDADE NATURAL 
• Em 1896, A.R. Bequerel verificou que os sais de Urânio 
emitiam radiações que impressionavam chapas 
fotográficas, mesmo quando envoltas por um papel preto. 
Impressionado com este fato, denominou de “radiação 
penetrante”. 
• Em 1898, P. Curie e M. S. Curie denominaram este 
fenômeno de “radioatividade” determinando ainda a 
existência de um outro elemento radioativo em meio aos 
minérios de Urânio, que denominaram “Polônium” e 
“Radium”. 
RADIAÇÕES NATURAIS 
• Rutherford dividiu as radiações naturais em três tipos ou 
espécies: 
1. Alfa (a); 
2. Beta (b); 
3. Gama (g). 
 Postulou que a radioatividade é a transformação 
espontânea do núcleo atômico para outro, ou seja, de 
um nuclídeo “pai” para um nuclídeo “filho”. 
INSTABILIDADE NUCLEAR 
• Quando um núcleo resulta de transmutações geralmente 
se apresenta em estado excitado, de maior energia. Tais 
estados são instáveis, pois em pouquíssimo tempo retorna 
o seu estado fundamental, emitindo fótons. Estes fótons 
são de altíssima energia quando comparados aos fótons 
emitidos pelos elétrons em orbita. Essa radiação 
eletromagnética recebe o nome de fóton gama. Cada tipo 
de núcleo, quando excitado, só pode emitir um conjunto 
específico de fótons-gama de freqüências bem 
determinadas. 
INSTABILIDADE NUCLEAR 
• Nos elementos naturais esta instabilidade é decorrente de: 
 
1. Excesso de massa e carga nuclear; 
 
2. Alta razão A/Z (Z pequeno em relação a A) 
 
 Núcleos instáveis sob transmutação, tal como fissão ou 
decaimento radioativo, liberam energia. O decaimento 
radioativo pode ser avaliado identificando o radiação 
emitida e os produtos do decaimento. 
SÉRIES RADIOATIVAS 
Extraído da CNEN 
DECAIMENTO RADIOATIVO 
MEIA VIDA 
• Nos processos radioativos, meia-vida é o tempo necessário para que o número 
de emissões radioativas de um determinado material seja reduzido à metade do 
valor inicial. 
 
• No caso do carbono-14, a meia-vida é de 5.730 anos, ou seja, este é o tempo 
necessário para os átomos deste isótopo instável decairem para a metade, 
transformando-se em nitrogenio-14, através da emissão de uma partícula beta. 
Esta medida da meia-vida é utilizada para a datação de fósseis. 
 
LEI DA DESINTEGRAÇÃO 
RADIOATIVA 
N=No e
- lt 
 
onde, 
 
No = nº de átomos radioativos em t=0 (início do processo) 
N = nº de átomos ainda não desintegrados após o tempo t 
l = constante de decaimento (característica de cada elemento) 
 
RADIAÇÃO GAMA 
• “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.” CNEN 
RADIAÇÃO 
ELETROMAGNÉTICA 
Do rádio à radiação ionizante 
Ionização 
Energia mínima capaz de ejetar um elétron do seu 
átomo. 
 
• Varia para cada elemento químico. 
• Ex: K – 4,34 
 Na – 5,14 
RADIAÇÕES 
Podem ser classificadas em: 
• Radiações ionizantes 
 Ex: 1.Raios X 
(Tomografia, Mamografia, Escopias, convencionais, etc) 
 2. Raios Gama e/ou Beta 
(Radioterapia, Medicina Nuclear) 
 
• Radiações não ionizantes 
 Ex: 1. Radiofrequência (Ressonância Magnética) 
 2. Ultrassom (Ultrassonografia) 
 
RADIAÇÃO NÃO IONIZANTES 
 
 
RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE: 
Energia inferior a 12 eV (l  100 nm) 
Não são capazes de produzir ionização em sistemas 
biológicos 
 
ABSORÇÃO NA MOLÉCULA: 
Alteração dos níveis de energia de seus átomos: 
Mudançada energia Rotacional, Vibracional e 
transacional das moléculas 
 
NOS SISTEMAS BIOLÓGICOS, TRANSFERENCIA DE ENERGIA PRODUZ: 
• Excitação eletrônica  Dissociação molecular (elétrons estão envolvidos) 
• Dissipação da energia  Fluorescência ou Fosforescência 
• Formação de Radicais Livres 
• Degradação em Calor  Absorção muda energia rotacional/vibracional 
• Aumenta a Energia Cinética da Molécula 
Os efeitos da interação da energia radiante com sistemas biológicos: 
• Energia da Radiação 
• Poder de penetração da radiação no sistema 
• Capacidade de moléculas específicas sofrerem mudanças químicas 
 (quando a energia é absorvida) 
RADIAÇÃO NÃO IONIZANTES 
Natureza 
 Ionizantes 
 Não Ionizantes 
Interação 
Intensidade da Radiação 
 A densidade de potência (W/m2 ou mW/cm2) expressa a intensidade da 
radiação. As restrições dependem da faixa de freqüência. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A Comissão Internacional de Proteção às Radiações Não Ionizantes (ICNIRP) 
estabelece que nenhuma torre-antena deve emitir radiação superior a 435 W/cm2 
 
 
Níveis de 
Referência 
 
Freqüência 
Densidade de 
Potência da 
onda Plana 
Equivalente 
(W/m2) 
 
Não Controlado 
(Público) 
10 – 400MHz 2 
400 – 2000 MHz f/200 
2 – 300 GHz 10 
 
Controlado 
(Ocupacional) 
1 0- 400 MHz 10 
400 - 2000 MHz f/40 
2 - 300 GHz 50 
APLICAÇÕES 
Radiação ionizante 
ESTERILIZAÇÃO DE PRODUTOS MÉDICOS E 
FARMACÊUTICOS 
Processo industrial de Irradiação de produtos médicos e farmacêuticos 
IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS (RADURA) 
Esteira industrial para irradiação de alimentos Modelo de irradiador de alimentos 
Alimentos irradiados identificados pelo símbolo RADURA 
DESINFECÇÃO E DESINFESTAÇÃO DE 
PAPÉIS E DOCUMENTOS 
Processo de Desinfecção e Desinfestação de papéis e documentos para conservação dos 
materiais através do processo de irradiação. 
INDÚSTRIA - GAMAGRAFIA 
Utilização das técnicas de imagem com uso de radiação ionizante (gamagrafia) nos processos industriais 
USINAS NUCLEARES 
Esquema de funcionamento de usinas de energia nuclear 
ÁREA DA SAÚDE 
• A radiação ionizante é utilizada 
em diversos ramos da área 
médica. 
 
• Imagens Radiográficas; 
• Tratamentos de câncer; 
• Marcador em teste 
ergométrico; 
• Exames de Medicina 
Nuclear; 
• Irradiação de bolsas de 
sangue; 
 
RAIOS X 
• Tubo de Crookes e placa radiográfica, 
primeira radiografia. 
 
• Esposa de Roentgen: “Eu vi a minha 
morte”. 
 
• Revolução na medicina. 
 
RAIOS X 
 
• Inúmeras aplicações dos raios X. 
 
• Bastante solicitado. 
 
• Atendimento primário. 
 
• Possibilidade de avaliação clínica 
com procedimento não-invasivo. 
 
 
MAMOGRAFIA 
• Exame radiológico efetuado 
para diagnóstico de processos 
patológicos que acomentem as 
mamas femininas e masculinas. 
 
• É realizado um exame de 
ultrassom complementar em 
determinados casos. 
 
• A ressonância magnética 
dedicada à mama é uma opção 
que pode surgir em breve no 
mercado. 
 
• Recomendado exame anual para 
mulheres acima de 30 anos. 
MAMOGRAFIA 
Primeiro equipamento projetado para 
aquisição de imagens específicas de 
mama.(1966) 
Equipamento de mamografia 
FFDM (Full Field Digital 
Mammography). (2000) 
PROFISSIONAIS ENVOLVIDOS 
TOMOGRAFIA 
Primeira Geração Segunda Geração Terceira Geração 
TOMOGRAFIA 
Quarta Geração 
Evolução Tecnológica nas 
gerações de equipamentos de 
Tomografia Computadorizada 
RECONSTRUÇÕES TRIDIMENSIONAIS 
Sistemas de reconstrução 3D nos tomógrafos computadorizados 
ESCOPIAS 
• Inicialmente realizadas com 
placas fluoroscópicas, de onde 
provém o nome fluoroscopia. 
 
• Atualmente, é definido como 
escopia. 
 
• Havia exposição direta nos 
olhos do médico. 
 
• EFEITOS BIOLÓGICOS! 
ARCOS CIRÚRGICOS 
 
Equipamento de escopia utilizado 
em cirurgias guiadas por imagem. 
 
Equipe: 
 
Médicos cirurgiões: Responsáveis 
pelo procedimento cirúrgico. 
 
Enfermagem: Auxílio no 
procedimento cirúrgico. 
 
Técnico em radiologia: 
Realização das imagens 
radiográficas. 
HEMODINÂMICA 
Equipe: 
 
Médico: Introduz o cateter e 
realiza o procedimento 
 
Enfermagem: responsável pelo 
acesso através do vaso femoral, 
medicações e auxílio durante 
procedimento 
 
Técnico em Radiologia: realiza as 
exposições e é responsável pela 
aquisição de imagem (co-
responsável em alguns casos) 
Estudos dinâmicos da rede vascular 
utilizando cateteres, visualizados e 
posicionados com o auxílio das 
técnicas de imagem em tempo real. 
Iniciada a utilização em 1929 por 
Werner Frossmann - cateterismo 
 
LITOTRIPSIA 
• Sistema duplo com Raios X e 
Ultrassom. 
 
• Pelas técnicas de imagem, os 
cálculos são localizados 
precisamente. 
 
• São emitidas ondas de 
ultrassom de alta frequência 
que exercem um choque eletro-
hidráulico até a completa 
destruição dos cálculos. 
 
• Os cálculos têm seus tamanhos 
reduzidos até que possam ser 
eliminados por vias naturais 
em curto espaço de tempo. 
 
Equipe: 
 
Médicos: Localizam e aplicam as ondas 
de ultrassom. 
 
Enfermagem: Aplicação rara de anestesia 
e alguns procedimentos de analgesia e 
suporte para a equipe médica. 
 
ODONTOLOGIA 
• Radiografias panorâmicas; 
• Periapicais; 
• Tomografias; 
 
Equipe: 
 
Odontologistas: Responsáveis pelo 
tratamento e/ou avaliação. 
 
Técnicos em radiologia: Aquisição das 
imagens radiográficas. 
MEDICINA NUCLEAR 
Possui duas finalidades distintas: 
 
• Terapia 
 
• Diagnóstico 
Moderna técnica de investigação. 
 
Substância radioativo (radioisótopo) 
+ 
Substâncias química farmacológica 
(fármacos) 
 
 
Radiofármaco 
Possui afinidade químicas por alguns 
órgãos ou tecidos. 
Característica fundamental para 
utilização da técnica para tratamento 
ou diagnóstico. 
CINTILOGRAFIA 
Produção de imagens funcionais 
através da captação dos materiais 
radioativos pelos órgãos afins e 
sua detecção em gama câmara. 
 
Equipe: 
 
Médico Nuclear: Avaliação das 
imagens 
 
Técnico em med. nuclear: preparo 
dos radiofármacos, medida de 
atividade das fontes, preparo da 
seringa, aquisição das imagens 
 
Enfermagem: Punção venosa e 
aplicação do radiofármaco. 
IODOTERAPIA 
Tratamento de células cancerígenas 
presentes na tireóide e/ou restantes após 
cirurgia. 
Os efeitos biológicos sobre as células 
cancerígenas tem finalidade de destruí-las 
ou impedir sua reprodução. 
 
Equipe: 
 
Médico Nuclear: Acompanhamento do 
tratamento 
 
Técnico em med. nuclear: preparo dos 
radiofármacos, medida de atividade das 
fontes, preparo da seringa. 
 
Enfermagem: Punção venosa e aplicação 
do radiofármaco. 
RADIOTERAPIA 
Equipe: 
 
Médico Radioterapeuta: Avaliação e 
definição do método e doses 
aplicadas. 
 
Físico: Cálculo das doses, definição 
de campos e curvas de isodose. 
 
Técnico em radioterapia: Colimação 
dos campo de radiação, aplicação das 
doses segundo protocolos definidos. 
 
Enfermagem: Acompanhamento do 
paciente, porém não acompanha no 
momento da irradiação. 
 
Técnica para tratamento do câncer através 
da aplicação localizada de radiação. 
 
Pode ser dividida em: 
 
• Teleterapia: com uso de bombas de 
cobalto ou aceleradores lineares; 
 
• Braquiterapia: utiliza fonte radioativa 
colocada próxima ao tecido canceroso 
(terapia de contato). 
RADIOCIRURGIA 
Método utilizado para realização de 
cirurgias em locais de difícil acesso 
com altíssima precisão. 
 
Utilizado principalmente para 
cirurgia cerebral ou de coluna. 
 
Não é necessária cirurgia geral. 
 
Preserva áreas nobres sem lesionar 
estruturas vizinhas. 
 
Reduz efeitos colaterais e tempo de 
internação. 
 
ASSOCIAÇÃO MEDICINA NUCLEAR TOMOGRAFIA 
ASSOCIAÇÃO DOS SISTEMAS DE IMAGEM COM 
RADIOTERAPIA 
Geração dos Raios X 
OUTROS COMPONENTES 
• Equipamentos necessários: 
 
• Transformadores de altavoltagem; 
• Retificadores de onda de 
voltagem; 
• Fornecedores de força e 
controles para o filamento; 
• Cronômetros e dispositivos de 
proteção. 
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TRANSFORMADORES 
• O circuito mostra o retificador e 
o transformador de alta voltagem 
que devem ser utilizados para 
manter a polaridade dos eletrodos 
(positivo e negativo) e 
proporcionar uma grande 
diferença de potencial aplicada 
entre cátodo e ânodo. 
• Aplica-se uma grande voltagem 
positiva no ânodo (eletrodo 
negativo) e negativa no cátodo 
(eletrodo positivo) 
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FORMAS DE ONDAS 
• Os geradores podem fornecer 
diferentes formas de onda de 
voltagem em sua saída. 
• Para um funcionamento mais 
estável dos equipamentos 
radiológicos, precisamos de 
ondas de voltagem mais 
próximas de serem constantes. 
• Usamos os retificadores de ondas 
e outros circuitos eletrônicos para 
esse fim. 
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ENERGIA ELÉTRICA 
• Como podemos ver, a rede de 
tensão que nos é fornecido pelas 
usinas hidroelétricas é um sinal 
senoidal (oscilatório). 
• Devido às influências dessas 
oscilações, é necessário o circuito 
com retificação e estabilização 
das ondas de voltagem utilizadas 
nos equipamentos de raios X. 
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Monofásicos 
 
Trifásicos 
Alta Frequência 
 
 
Potencial Constante 
O TUBO DE RAIOS X 
• É composto por um invólucro de 
vidro, denominado ampola, 
vedado com interior mantido a 
alto vácuo. 
• Componentes principais: 
• Cátodo; 
• Ânodo. 
GE global tube Engeneering 
CÁTODO 
• O cátodo, ou eletrodo negativo, é 
composto por um fino fio de 
tungstênio em espiral (1,5 mm de 
diâmetro), montado no prendedor 
também chamado copo do foco que 
se estendem para o lado de fora do 
tubo conduzindo às conexões 
elétricas. 
• O filamento é aquecido como as 
lâmpadas elétricas e libera elétrons 
por efeito termiônico. 
GE global tube Engeneering 
ÂNODO 
• É o eletrodo positivo formado por 
um conjunto de cobre (bom 
condutor de calor) que se estende 
até o centro do tubo e uma 
pequena placa de tungstênio 
(alvo) de aproximadamente 3 mm 
de espessura. 
• O tungstênio é um material de 
alto número atômico (Z) e 
suporta altas temperaturas, cerca 
de 3.400 ºC 
GE global tube Engeneering 
Inclinação 
CONDUTOR DE CALOR 
• Tubo de cobre utilizado para 
conduzir o calor para o meio 
externo evitando o desgaste 
excessivo do alvo. 
• Para resfriamento do alvo, 
também são utilizados rotores 
que alteram a região da secção de 
choque dos elétrons nos tubos 
com ânodo rotatório. 
GE global tube Engeneering 
Ânodos 
ÂNODO FIXO 
• É acoplado ao ânodo um material 
bom condutor de calor (ex: 
cobre), cuja função é dar suporte 
para o alvo de tungstênio. 
• O suporte se estende até o 
exterior do invólucro até um 
radiador de chapa para dissipação 
do calor. 
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ÂNODO ROTATÓRIO 
• O ânodo rotatório (foco linear) 
aumenta a capacidade resistiva ao 
calor do ponto de vista de 
proteção do ânodo. 
• É um disco composto de 
tungstênio, molibdênio e 
pequenas porcentagens de grafite. 
• A face do alvo é comumente 
construída com ângulos de 15º ou 
20 º em relação ao cátodo. 
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PONTO FOCAL 
• Quanto menor o ponto de foco, maior a nitidez da imagem, 
mantendo-se as condições técnicas de aquisição da imagem, mas 
maior o aquecimento do alvo. 
• Entretanto, quanto maior o foco, menor o aquecimento da região do 
ponto focal, aumentando a resistência ao calor. 
• No ânodo rotatório, o efeito de aquecimento do ânodo é minimizado 
tendo em vista a alteração da região de choque dos elétrons 
acelerados. 
 
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RAIOS X CARACTERÍSTICOS 
RAIO X CARACTERÍSTICO 
Colisão entre o elétron acelerado e um elétron 
de uma camada mais interna do átomo deixando 
um “buraco” na camada do elétron ejetado. 
Rearranjo eletrônico – um elétrons de uma 
camada próxima ocupa o buraco, emitindo 
radiação X característica. 
RADIAÇÃO BREMSSTRAHLUNG 
Raio X 
A radiação Bremsstrahlung, ou radiação de freamento é 
emitida quando o elétron (carga negativa) acelerado sofre 
um desvio devido à repulsão coulombiana que sofre pelo 
núcleo (carga positiva). 
CABEÇOTE DO EQUIPAMENTO DE 
RAIOS X 
• O cabeçote é constituído pela 
ampola de raios X, uma camada 
de óleo (que tem função de 
ajudar no resfriamento do tubo) 
um envoltório de chumbo (para 
barrar a radiação que não está no 
feixe principal), uma janela (por 
onde passa a radiação do feixe de 
interesse) e a proteção metálica 
que reveste todo o conjunto. 
MILIAMPERAGEM 
• O ajuste da corrente elétrica (fornecida pelo circuito de baixa 
voltagem) controla a temperatura do filamento que, por efeito 
termiônico, ioniza os átomos do cátodo formando uma nuvem 
eletrônica, que é um acúmulo de elétrons termo ionizados. 
• Dessa forma, quanto maior a temperatura do filamento, maior o 
número de elétrons disponíveis para formar a corrente de elétrons 
(dentro do tubo de raios X) que influencia na intensidade do feixe de 
raios X utilizado nos exames. 
• A corrente é o número de elétrons por segundo que passa por uma 
região e é medida em miliampéres. 
FUNCIONAMENTO 
• Como já sabemos, após a 
interação dos elétrons acelerados 
do filamento em direção ao 
ânodo, temos a produção de raios 
X. 
• O esquema ao lado ilustra a 
utilização dos raios X no 
diagnóstico médico. 
www.fisica.net/denis/raio3.gif 
FATORES QUE AFETAM NA 
ABSORÇÃO DOS RAIOS X 
• Espessura do absorvedor – 
Quanto maior a espessura (mais 
grosso), maior a absorção. 
• Número atômico do absorvente– 
Um dos principais fatores que 
afetam as características de 
absorção dos raios X. 
• Densidade do absorvedor – 
Quanto maior a densidade, mais 
absorvente o material. 
 
http://cfhr.epm.br 
OUTROS FATORES 
• Quilovoltagem – determina o 
comprimento de onda dos raios X 
produzidos. Quanto maior a 
voltagem, menor o comprimento 
de onda. 
• Filtragem – É uma forma de se 
remover do feixe de raios X 
aqueles raios de menor energia 
que não contribuem para a 
formação da imagem e aumentam 
a dose no paciente. 
• Meio de contraste – substâncias 
mais absorventes (radio-opacas) 
que são mais visíveis nas 
radiografias. 
http://cfhr.epm.br 
COMPOSIÇÃO DO ALVO 
• Já vimos as principais características do alvo anteriormente e 
podemos notar que o tungstênio é o alvo da maioria dos 
equipamentos que também podem ser constituídas de uma liga de 
Rênio e Tungstênio ou, para aplicações especiais como mamografia, 
pode ainda ser de Ródio ou Molibdênio. 
• Lembrando, esses materiais devem ter alto número atômico 
(aumentar a atração coulombiana e desviar mais os elétrons), devem 
ser altamente resistentes ao calor e também bons condutores de calor 
para facilitar seu resfriamento. 
GEOMETRIA DA FORMAÇÃO DA 
IMAGEM 
• A imagem formada nos fornece 
detalhes sobre as estruturas 
internas do paciente devido às 
diferenças de atenuação da 
radiação entre os diferentes 
materiais pelos quais a radiação 
atravessa. 
• Sabemos que a imagem formada 
é uma imagem 2-D criada pela 
projeção do paciente no filme, ou 
seja, é a chamada imagem aérea, 
onde perdemos as informações de 
volume. 
www.fisica.net/denis/raio3.gif 
1895  descoberta dos raios X por Roentgen 
 
 Desde então os raios X foram utilizados para obtenção de imagens médicas 
do corpo humano 
 
 A euforia tomou conta da área médica e a cada dia surgiam novas 
possibilidades de utilização dos raios X (era o início da Radiologia) 
 
 Em 1904 (Paris)  os raios X estavam sendo utilizados para tratamento de 
tinhacápites (micose no couro cabeludo). Cerca de 300.000 crianças no 
mundoforam tratadas da tinhacápites por meio dos raios X e foi detectada 
uma grande incidência de câncer 
 
 os primeiros equipamentos de raios X não contavam com 
qualquer tipo de blindagem ou filtragem 
 
 os primeiros registros fotográficos dos efeitos dos raios X 
começaram a surgir no ano seguinte ao da descoberta (1896) 
 
 em NY no início do século XX era comum encontrar sapatarias 
sofisticadas que, para atrair mais fregueses tiravam radiografias 
dos pés dos clientes o que envolvia altas doses. Como a 
sensibilidade dos receptores de imagens eram baixas, para tirar 
uma radiografia dos pés era necessário 20 minutos de exposição 
 
 Surgiram diversas aplicações e paralelamente começaram a 
aparecer evidências das conseqüências indesejáveis dos raios X 
 
 O uso intenso vitimou muitos cientistas, levando muitos à morte 
 (já que os efeitos da exposição à radiação aparecem tardiamente) 
 A partir da constatação dos efeitos deletérios (nocivos) das 
radiações, reduzir as doses de raios X, tem sido o objetivo de 
cientistas e usuários envolvidos com equipamentos de 
radiodiagnósticos 
O que é radiação? 
 
 
Podemos viver sem ela? 
 Radiação → energia que se propaga através da matéria ou do espaço em forma de onda ou 
partícula 
 
 Radiação Ionizante → qualquer radiação que retira ou desloca elétrons dos átomos, produzindo 
íons 
 
 Radiação eletromagnética → é uma forma de energia que se propaga com o produto da 
combinação de campos elétricos e magnéticos, variáveis no tempo e espaço e viajam no vácuo ou 
no ar a mesma velocidade da luz 
 
 Radioatividade → decaimento espontâneo ou desintegração de um núcleo atômico instável 
 
 Radiação Natural → radiação existente no meio ambiente, proveniente de raios cósmicos, de 
elementos radioativos naturais, etc. 
 
 Radiação não ionizante → significa que a energia emitida não é forte o suficiente para produzir 
íons em sua passagem pela matéria, ou seja, é incapaz de “arrancar” elétrons de átomos e 
moléculas 
 
 
 
ionização 
 
 
 
 
 
Os campos elétricos e magnéticos variáveis no tempo são encontrados na natureza e podem ser 
observados em inúmeras aplicações do cotidiano 
 Método de Diagnóstico interativo. Caracteriza-se por: 
 ondas sonoras não audíveis (superior a 20 kHz) 
 ondas elásticas periódicas que se propagam no meio 
produzindo estado de compressão e rarefação 
 Em diagnostico: 1-20 MHz 
Radiação não Ionizante 
Fontes Naturais de Radiação 
raios cósmicos 
materiais existentes no solo 
materiais de construção, etc... 
Guarapari (ES) 
Ex.: 238U, 192Th 
radiação cósmica 
radionuclídeos da crosta terrestre 
RADIOATIVIDADE NATURAL 
RADIOATIVIDADE ARTIFICIAL 
Ex.: 60Co, 137Cs, 192Ir 
ÁTOMO 
 
Imagens de raios X  estão relacionadas com elétrons orbitais 
 
Imagens de medicina nuclear e ressonância magnética  estão relacionadas com o núcleo 
Na medicina as radiações utilizadas são geradas ou absorvidas em fenômenos físicos que ocorrem 
a nível: atômico (no núcleo) ou eletrosfera 
O átomo é constituídos por 3 partículas fundamentais: 
elétrons 
prótons 
 nêutrons 
 
Essas 3 partículas estão dispostas no átomo de forma 
a constituírem duas partes principais: 
NÚCLEO (prótons e nêutrons) e ELETROSFERA 
PRINCIPAIS EMISSÕES RADIOATIVAS 
Corpusculares: Alfa (a) 
 Beta (b) 
 Elétron (e-) 
 pósitron 
 nêutrons (n), etc.. 
Eletromagnética: raios X 
 radiação gama (g) 
PODER DE PENETRAÇÃO DAS PARTÍCULAS: a, b, g 
 (acrílico) (metal) ( papel) 
 
 medicina, indústria, agricultura, pesquisa e ensino 
 
 geração de energia 
 
Aceitar os riscos e usufruir dos benefícios das técnicas 
nucleares faz parte do desenvolvimento 
As "práticas" incluem os seguintes tipos de atividades quanto a 
utilização de fontes de radiação: 
 
 aparelhos de raios X (de uso industrial, médico, odontológico) 
 
 radioterapia 
 
 aceleradores de partículas 
 
 reatores nucleares 
 
 Substâncias radioativas  fontes: seladas e abertas (não seladas) 
 
PRINCIPAIS TIPOS DE FONTES DE RADIAÇÃO IONIZANTE 
Raios X 
- manuseio de radioisótopos 
 
- estudo fisiológico 
 
- exige uma série de cuidados específicos 
 
- devem ser previstas situações de inalação ou ingestão acidental com 
contaminação do ambiente e incorporação de radioisótopos 
 
- devem ser gerenciados os rejeitos radioativos garantindo a proteção pessoal e do 
meio ambiente 
Medicina Nuclear 
 
FONTES SELADAS: 
o material radioativo está 
enclausurado dentro de um 
invólucro difícil de ser 
violado portanto esse 
material não será 
liberado no meio 
ambiente 
 
FONTES ABERTAS: 
existe possibilidade de vazamento 
de material radioativo para o 
meio 
ambiente, em geral essas fontes 
estão em forma de pó, líquida e 
gasosa 
MODOS DE EXPOSIÇÃO À RADIAÇÃO 
 
 Irradiação externa 
 
 
 Irradiação interna 
 
MODOS DE EXPOSIÇÃO À RADIAÇÃO 
externamente: fonte selada e não selada 
MODOS DE EXPOSIÇÃO À RADIAÇÃO 
internamente: não selada 
IRRADIAÇÃO INTERNA 
ingestão 
inalação 
Penetração pela pele 
Fração da dose na população para diferentes fontes de exposições artificiais 
1%
7% 1% 6%
86%
Radiodiagnóstico Ocupacional Outras apl. Médicas Ind. Nuclear Outros