FÍSICA DAS RADIAÇÕES
Prof. Emerson Siraqui
RADIAÇÕES
• Energia propagada no espaço ou em um
meio material.
As radiações são produzidas pro processos de
ajustes nucleares ou eletrônicos, ou por interações
com um átomo.
Ex.: beta, gama e alfa (ajuste núcleo), raios-X
característicos (ajuste da estrutura eletrônica),
raios-X de freamento (interação de partículas
carregadas com o núcleo.
FUNDAMENTOS DE
FÍSICA DAS RADIAÇÕES
Estrutura da Matéria e Radiação
• Radiação:
Gama e raios-X - Radiação eletromagnética - fótons.
Partículas b - elétrons de origem nuclear (negatrons e
pósitrons).
Partículas a - de origem nuclear - núcleos de hélio - 2
prótons e 2 nêutrons
FORMAS DE ENERGIA
• Existem várias formas ou modalidades de
energia:
• A) Energia Cinética: associada ao movimento
do corpo.
• B) Energia Potencial: armazenada num corpo
material ou numa posição no espaço e que
pode ser convertida em energia “sensível” a
partir de uma modificação de seu estado,
podendo se citadas, por exemplo, a Energia
Potencial Gravitacional, Energia Química,
Energia de combustível e a Energia
existente nos átomos.
FORMAS DE ENERGIAS
FORMAS DE ENERGIA
FORMAS DE ENERGIA
RADIOATIVIDADE
• A maioria dos átomos encontrados na natureza é
eletricamente neutra e estável quanto à estrutura;
• Quando o arranjo nuclear apresenta um desequilíbrio,
que geralmente envolve a relação entre a quantidade
de prótons e nêutrons, pode ser que o núcleo elimine
uma partícula e/ou energia em forma de radiação
eletromagnética, para que esse núcleo alcance o
equilíbrio. Esse processo e chamado desintegração
radioativa, e o átomo é chamado radioativo. O núcleo
radioativo, após emitir o “excesso” de energia, em
geral muda de posição na tabela periódica; por isso,
este processo é também chamado decaimento
radioativo.
FORMAS DE ENERGIA
REAÇÕES EM CADEIA
Na realidade, em cada reação de fissão nuclear resultam, além dos
núcleos menores dois ou três nêutrons, como conseqüência da
absorção dos nêutrons que causou a fissão. Torna-se então,
possível que esses nêutrons atinjam outros núcleos de urânio-235,
sucessivamente, liberando muito calor. Tal processo é denominado
Reação de Fissão Nuclear em Cadeias ou, simplesmente, Reação
em Cadeia
RADIOATIVIDADE NATURAL
• A radioatividade de origem natural ocorre de várias
formas, as mais significativas são as foram
produzidas na formação do universo, há bilhões de
anos, e permanecem importantes pro causa de seu
altíssimo T1/2, tais como o K40 Potássio, com um
T1/2= 1.260.000.000 anos, o Th232 (tório), com T1/2=
14.050.000.000 anos, o U235 (urânio), com T1/2=
703.700.000, que estão espalhados pelo solo
terrestre. O decaimento radioativo do Ra226 ( rádio)
produz o Rn222 (radiônio), um gás que se difunde
pelo solo, alcança a superfície e atinge concentrações
significativas na atmosfera.
• Materiais radioativos como C14 (carbono) e o H3
(trítio) também são gerados naturalmente pela ação
dos raios cósmicos na atmosfera. Raios cósmicos são
radiações provenientes do espaço exterior,
principalmente o sol.
RADIOATIVIDADE ARTIFICIAL
• Com uso de equipamentos de alta energia, como o
ciclotron, o gerador de Van Graaff e o reator nuclear,
é possível criar isótopos radioativos ou transformar
um elemento estável em um elemento radioativo,
processo chamado ativação.o processo consiste em
arremessar partículas ou radiações eletromagnéticas
de alta energia em direção ao núcleo de elementos
estáveis de modo que ocorram alterações na
configurações que o tornem instável, ainda assim, são
produzidas pequenas quantidades de transformações,
mesmo quando o tempo de exposições são longos.
Em geral, os isótopos assim produzidos só podem ser
percebidos por sua atividade e não podem ser
separados quimicamente.
RADIOATIVIDADE
• O esquecimento de uma rocha de urânio sobre um
filme fotográfico virgem levou à descoberta de um
fenômeno interessante: o filme foi velado (marcado)
por “alguma coisa” que saia da rocha, na época
denominada raios ou radiações.
• Outros elementos pesados, com massa próximas à do
urânio, como o do rádio e o polônio também tinham a
mesma propriedade.
• O fenômeno foi denominado radioatividade e os
elementos que apresentam essa propriedade foram
chamados de elementos radioativo.
• Comprovou-se que um núcleo muito energético, por
ter excesso de partículas ou de carga, tende a
estabelizar-se, emitindo algumas partículas
RADIOATIVIDADE
RADIOATIVIDADE
RADIOATIVIDADE
RADIOATIVIDADE
RADIOATIVIDADE
RADIOATIVIDADE
HISTÓRIA
• O raios- x, foram
descobertos por
WILHELM CONRAD
ROENTGEN, em 8 de
novembro de 1895, logo
após em março de 1896,
ANTOINE HENRI
BECQUEREL, mostrou
que pedras de sulfato de
urânio e potássio
emitiam radiações, em
1902, o CASAL CURIE,
mostrou que o rádio e o
polônio emitiam
radiações.
DESCOBERTA DA RADIOATIVIDADE
• Antonie Henry
Becquerel(1852–
1908)
ANTONIE HENRY BECQUEREL
• Nascido em 1852, físico ,descobriu que
elementos encontrados na natureza poderiam
emitir raios – X espontaneamente, tais como
urânio e tório.
• Estava descoberta a radioatividade natural.
• Em 1903 recebeu o Prêmio Nobel de Física
pela “descoberta da radioatividade natural.”.
• Morreu em 1908,com 58 anos de idade.
DESCOBERTA DO RÁDIO
• Marie e Pierre Curie:
• Polonesa casada com Pierre Curie, nascida em
1867, física era aluna de Becquerel, passou a
pesquisar outros elementos que emitiam
radiações.
• Estudou um minério pechblenda que continha
60% de urânio e achou-se a presença de rádio.
• O radio era e é muito raro, e difícil de ser
achado no estado puro.
• Ganhou 2 Prêmios Nobel: um de Física com
Pierre e Becquerel em 1903, outro de Química
em 1935.
MARIE CURIE
• Em 1926 veio ao Brasil com sua filha
Irene, tendo visitado o Rio de Janeiro e
Belo Horizonte onde conheceram o
Instituto do Radium, fundado em 7 de
setembro de 1922 , tornando a primeira
instituição especializada em tratamento
de câncer no Brasil.
• Pierre faleceu em 1906, aos 47 anos em
um acidente.
• Marie faleceu em 4 de julho de 1934 aos
67 anos de idade.
Braquiterapia
Madame CURIE
Tubos e Agulhas de Ra
Bomba de Rádio
Bomba de Césio
HISTÓRIA DA RADIOATIVIDADE
• Raios-x também apresentavam efeitos
biológicos, além de transfixar um corpo opaco e
sensibilizar uma chapa fotográfica. (Exposição
- Dano biológico aos tecidos – restituição da
integridade ) tríade que avaliou a finalidade
terapêutica do raio-X.
• Em 1896 descreve-se o emprego da
radioterapia para tratamento de tuberculose. A
seguir foi aplicado raios X e rádio no tratamento
de tumores de cabeça e pescoço, tumores de
rinofaringe, carcinoma de estômago, tumores
de pele processos inflamatórios.