BIOFÍSICA DA RADIAÇÃO

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Letícia Kariny Teles Deusdará/Odontologia UFPE
Radiaçã�………………………..
O qu� �?...............................
● Radiações são ondas
eletromagnéticas ou
partículas que se propagam
com uma determinada
velocidade.
● Contêm energia, carga elétrica
e magnética.
● Podem ser geradas por fontes
naturais ou por dispositivos
construídos pelo homem.
● Possuem energia variável
desde valores pequenos até
muito elevados.
As radiações eletromagnéticas mais
conhecidas são:
➔ Luz
➔ Microondas
➔ Ondas de rádio
➔ Radar
➔ Laser
➔ Raios X
➔ Radiação gama
As radiações sob a forma de
partículas, com massa, carga
elétrica, carga magnética mais
comuns são:
➔ Feixes de elétrons
➔ Feixes de prótons
➔ Radiação beta
➔ Radiação alfa
�p� d� radiaçã�……………….
Radiaçõe� nã� ion�ante�:
➔ Possuem relativamente baixa
energia
➔ Ondas eletromagnéticas como
a luz, calor, microondas e
ondas de rádio são formas
comuns de radiações não
ionizantes
Radiaçõe� ion�ante�:
➔ Altos níveis de energia
➔ São originadas do núcleo de
átomos
➔ Podem alterar o estado físico
de um átomo e causar a perda
de elétrons, tornando-os
eletricamente carregados.
Este processo chama-se
"ionização".
➔ Um átomo pode se tornar
ionizado quando a radiação
colide com um de seus
elétrons. Se essa colisão
ocorrer com muita violência, o
elétron pode ser arrancado do
átomo.
➔ Após a perda do elétron, o
átomo deixa de ser neutro,
com um elétron a menos, o
número de prótons é
maior("íon positivo")
Letícia Kariny Teles Deusdará/Odontologia UFPE
Estabilidad� d� núcle�………..
● A tendência dos isótopos dos
núcleos atômicos é atingir a
estabilidade.
● Se um isótopo estiver numa
configuração instável, com
muita energia ou com muitos
nêutrons, por exemplo, ele
emitirá radiação para atingir
um estado estável.
● Um átomo pode liberar
energia e se estabilizar por
meio de uma das seguintes
formas:
★ Emissão de partículas
do seu núcleo
★ Emissão de fótons de
alta frequência
● O processo no qual um átomo
espontaneamente libera
energia de seu núcleo é
chamado de "decaimento
radioativo".
● Por emissão de partículas ou
de energia do núcleo, um
átomo instável troca, ou
decai, para uma forma mais
simples.
➔ Por exemplo, um
isótopo radioativo de
urânio, o 238, decai até
se tornar chumbo 206.
Chumbo 206 é um
isótopo estável, com um
núcleo estável. Urânio
instável pode,
eventualmente, se
tornar um isótopo
estável de chumbo.
Radiaçã� ion�ant�…………….
● Energia e partículas emitidas
de núcleos instáveis são
capazes de causar ionização.
● Quando um núcleo instável
emite partículas, as partículas
são, típicamente, na forma de
partículas alfa, partículas
beta ou nêutrons.
● No caso da emissão de
energia, a emissão se faz por
uma forma de onda
eletromagnética muito
semelhante aos raios-x: os
raios gama.
➔ Alfa (α)
➔ Beta (β)
➔ Gama (γ)
➔ Raios X
● Poder de penetração das
radiações
Letícia Kariny Teles Deusdará/Odontologia UFPE
Radiaçã� ion�ant� Alf�(α)
➢ Corpuscular
➢ As partículas Alfa são
constituídas por 2 prótons e 2
nêutrons, isto é, o núcleo de
átomo de hélio (He).
➢ Quando o núcleo as emite,
perde 2 prótons e 2 nêutrons.
Primeira lei da Radioatividade:
➢ Quando um radionuclídeo
emite uma partícula Alfa, seu
número de massa diminui 4
unidades e, seu número
atômico, diminui 2 unidades.
X ----> alfa(2p e 2n) + Y(sem 2p e 2n)
Ao perder 2 prótons o radionuclídeo
X se transforma no radionuclídeo Y:
Número atômico: (Y = X - 2)
➢ As partículas Alfa, por terem
massa e carga elétrica
relativamente maior, podem
ser facilmente detidas, até
mesmo por uma folha de papel
; elas em geral não conseguem
ultrapassar as camadas
externas de células mortas da
pele de uma pessoa, sendo
assim praticamente
inofensivas.
➢ Podem penetrar no organismo
por um ferimento ou por
aspiração, provocando, nesse
caso, lesões graves.
➢ Baixa comparada a velocidade
da luz (20 000 km/s).
Radiaçã� ion�ant� Bet�(β)
➢ Corpuscular
➢ As partículas Beta são
elétrons emitidos pelo núcleo
de um átomo instável.
➢ Em núcleos instáveis beta
emissores, um nêutron pode
se decompor em um próton,
um elétron e um antineutrino
permanece no núcleo, um
elétron (partícula Beta) e um
antineutrino são emitidos.
➢ Assim, ao emitir uma partícula
Beta, o núcleo tem a
diminuição de um nêutron e
o aumento de um próton.
➢ Desse modo, o número de
massa permanece constante.
Segunda lei da radioatividade:
➢ Quando um radionuclídeo
emite uma partícula Beta, seu
número de massa permanece
constante e seu número
atômico aumenta 1 unidade:
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X ---> beta(1e) + antineutrino
+ Y(com 1p a mais)
Ao ganhar 1 próton o radionuclídeo
X se transforma no radionuclídeo Y:
Número atômico: (Y = X + 1)
➢ As partículas Beta são capazes
de penetrar cerca de um
centímetro nos tecidos,
ocasionando danos à pele,
mas não aos órgãos internos,
a não ser que sejam ingeridas
ou aspiradas.
➢ Alta velocidade,
aproximadamente 270 000
km/s.
Decaimento Beta menos(β–)
n → p + e- + ν
★ No decaimento β–, o elétron é
acompanhado de um anti
neutrino: uma partícula e uma
anti-partícula.
★ É emitido um anti-neutrino,
que é a anti-partícula do
neutrino.
Decaimento Beta mais(β+)
p → n + e+ + ν
★ Transformação de um próton
em um nêutron com a emissão
de um e+ (pósitron, isto é a
anti-partícula do elétron, que
tem a massa do elétron, o
mesmo valor da carga, mas
positiva) mais um neutrino.
★ Como o pósitron é uma
antipartícula, nesse
decaimento é emitido um
neutrino, que é uma partícula.
★ Antipartículas têm exatamente
as mesmas características da
partícula correspondente (por
ex.: massa, spin, etc), apenas a
sua carga é oposta.
★ O elétron tem carga negativa,
o pósitron tem carga positiva,
as massas e os spins são
idênticos.
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Radiaçã� ion�ant� gam�(γ)
➢ A radiação gama é formada
por ondas eletromagnéticas
emitidas por núcleos
instáveis logo em seguida à
emissão de uma partícula Alfa
ou Beta.
➔ O Césio-137 ao emitir
uma partícula Beta, seus
núcleos se transformam
em Bário-137.
➔ No entanto, pode
acontecer de, mesmo
com a emissão, o núcleo
resultante não eliminar
toda a energia de que
precisaria para se
estabilizar.
➢ A emissão de uma onda
eletromagnética (radiação
gama) ajuda um núcleo
instável a se estabilizar.
➢ Apenas essas ondas
eletromagnéticas, os raios
gama, são emitidos pelos
núcleos atômicos
➢ São extremamente
penetrantes, sendo detido
somente por uma parede de
concreto ou metal.
➢ Altíssima velocidade que se
igual à velocidade da luz (300
000 km/s).
Radiaçã� ion�ant�(Rai� X)
➢ Radiação eletromagnética
artificial
➢ Para obter-se raios-X, uma
máquina acelera elétrons e os
faz colidir contra uma placa de
chumbo, ou outro material.
➢ Na colisão, os elétrons perdem
a energia cinética, ocorrendo
uma transformação em calor
(quase a totalidade) e um
pouco de raios-X.
➢ Estes raios atravessam corpos
que, para a luz habitual, são
opacos.
➢ O expoente de absorção deles
é proporcional à densidade da
substância.
➢ A grande capacidade de
penetração dos raios X e as
suas outras particularidades
estão ligadas ao fato de eles
terem um comprimento de
onda muito pequeno.
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Radiaçã� nã� ion�ant�………
● Não são capazes de retirar
elétrons das órbitas
(eletrosferas) de seus átomos.
● Continuam sendo átomos
estáveis
● Não provocam modificação (ao
menos temporária) na
estrutura das moléculas.
Infravermelh�: é uma radiação que
está localiza abaixo do vermelho no
diagrama de energia, possuindo um
comprimento de onda entre 700 nm
e 50000 nm.
Micr�-onda�: São radiações
produzidas por sistemas eletrônicos
a partir de osciladores, apresentando
frequência mais elevada que as
ondas de rádio. São utilizadas de
forma doméstica para aquecer
alimentos e podem transportar
sinais de TV ou de comunicações
eletrônicas.
L�z visíve�: Possui frequência
compreendida entre 4,6 x 1014 Hz e
6,7 x 1014 Hz, com comprimento de
onda de 450 nm a 700 nm. É capaz
de sensibilizar nossa visão.
Ultraviolet�:Radiação emitida por
alguns átomos quando excitados,
acompanhando a emissão de luz.
Tem comprimento de onda entre 10
nm a 700 nm. Exemplo: lâmpadas de
vapor mercúrio (Hg).
Onda� d� rádi�: são radiações de
baixa frequência, em torno de 108 Hz,
com comprimento de onda de 1 cm a
10000 nm. São utilizadas para
transmissões de rádio.
https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-e-infravermelho.htm
https://brasilescola.uol.com.br/fisica/microondas.htm
https://brasilescola.uol.com.br/quimica/ondas-radio.htm