BIOFÍSICA
Aula 7 – Radioatividade, o espectro eletromagnético e a
radiação não ionizante
Prof. Carlos Sandro Carpenter
BIOFÍSICA
Conteúdo Programático desta aula
1 - Radiações
 Eletromagnética
 Espectro
eletromagnético
Radioatividade, o espectro eletromagnético e a radiação não ionizante
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Conteúdo Programático desta aula
2
–
Radiação
do
Espectro
Eletromagnético
 Ionizante – arranca elétrons
da matéria
 Não ionizante – as que não
arrancam elétrons
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Conteúdo Programático desta aula
3 – Ondas
 Rádio – grande comprimento;
 TV – alta frequência;
 Micro-ondas
–
mais
alta
frequência;
 Raios infravermelhos;
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4 – Luz visível
 400 THz – vermelho
 700 THz - violeta
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Radiações
• É a propagação da energia;
• Podem ser identificadas como:
• Elemento condutor de energia –
(fótons), corpuscular e gravitacional;
eletromagnética
• Fonte de radiação – solar, Cerenkov, radioatividade;
• Efeitos – ionizantes e não ionizantes;
• Tipos – alfa, beta e gama
Radioatividade, o espectro eletromagnético e a radiação não ionizante
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Radiações Eletromagnéticas – elemento condutor
• É uma oscilação, em fase, dos campos elétricos e
magnéticos, que, auto sustentando-se, encontram-se
desacoplados das cargas elétricas que lhe deram origem;
• Representa uma onda transversal;
• Pode se deslocar através do vácuo, ou entendidos como o
deslocamento de pequenas partículas, dentro do ponto de
vista quântico, chamadas fótons.
• Fóton - é a partícula elementar mediadora da força
eletromagnética;
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Radiações Eletromagnéticas – elemento condutor
• É uma oscilação, em fase, dos campos elétricos e
magnéticos, que, auto ssustentando-se, encontram-se
desacoplados das cargas elétricas que lhe deram origem;
• Representa uma onda transversal;
• Pode se deslocar através do vácuo, ou entendidos como o
deslocamento de pequenas partículas, dentro do ponto de
vista quântico, chamadas fótons.
• Fóton - é a partícula elementar mediadora da força
eletromagnética;
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Radiações Eletromagnéticas – elemento condutor
• O espectro visível, ou simplesmente luz visível, é apenas
uma pequena parte de todo o espectro da radiação
eletromagnética possível, que vai desde as ondas de rádio
aos raios gama;
• A radiação eletromagnética encontra aplicações como a
radiotransmissão, seu emprego no aquecimento de
alimentos (fornos de microondas), em lasers para corte de
materiais ou mesmo na simples lâmpada incandescente.
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Radiações Gravitacional
• É a onda que transmite energia por meio de deformações
no espaço-tempo, ou seja, por meio do campo gravitacional;
• A teoria geral da relatividade prediz que massas aceleradas
podem causar este fenômeno, que se propaga com a
velocidade da luz;
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Radiações Solar – fonte de radiação
• É a designação dada à energia radiante emitida pelo Sol;
• Cerca de metade desta energia é emitida como luz visível na
parte de frequência mais alta do espectro eletromagnético e o
restante na do infravermelho próximo e como radiação
ultravioleta;
• De toda a radiação solar que chega às camadas superiores da
atmosfera, apenas uma fração atinge a superfície terrestre,
devido à reflexão e absorção dos raios solares pela atmosfera.
Esta fracção que atinge o solo é constituída por uma componente
direta (ou de feixe) e por uma componente difusa.
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Radioatividade
• É um fenômeno natural ou artificial, pelo qual algumas
substâncias ou elementos químicos, chamados radioativos,
são capazes de emitir radiações;
• A radioatividade é uma forma de energia nuclear, usada em
medicina (radioterapia), e consiste no fato de alguns átomos
como os do urânio, rádio e tório serem “instáveis”, perdendo
constantemente partículas alfa, beta e gama (raios-X);
• Leis da radioatividade – emissão alfa ou beta;
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Radiação e seus efeitos
• Ionizantes - é a radiação que possui energia suficiente para
ionizar átomos e moléculas;
• Pode danificar nossas células e afetar o material genético (DNA),
causando doenças graves (por exemplo: câncer), levando até a
morte;
• A radiação eletromagnética ultravioleta (excluindo a faixa inicial
da radiação ultravioleta) ou mais energética é ionizante
• Exemplos: partículas alfa, partículas beta (elétrons e prótons), os
raios gama, raios-x e nêutrons;
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Radiação e seus efeitos – não ionizantes
• São as radiações de frequência igual ou menor que a da luz
(abaixo, portanto, de ~8x1014 Hz (luz violeta));
•
Geralmente a faixa de frequência mais baixa do UV (UV-A
ou UV próximo) também é considerada não ionizante ainda
que ela e até mesmo a luz pode ionizar alguns átomos;
• Elas não alteram o átomo mas ainda assim, algumas,
podem causar problemas de saúde;
• Exemplos: micro-ondas, monitores de computador, celulares
etc
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Radiação e seus efeitos – não ionizantes
• A radiação não ionizante é absorvida por várias partes
celulares, mas o maior dano ocorre nos ácidos nucléicos,
que sofrem alteração de suas pirimidas. Formam-se
dímeros de pirimida e se estes permanecem (não ocorre
reativação), a réplica do DNA pode ser inibida ou podem
ocorrer mutações;
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Ondas de rádio
• São um tipo de radiação eletromagnética com comprimento de
onda maior (e frequência menor) do que a radiação
infravermelha;
• Viajam à velocidade da luz no vácuo;
• Artificialmente, as ondas de rádio podem ser geradas para rádios
amadores, radiodifusão (rádio e televisão), telefonia móvel, radar
e outros sistemas de navegação, comunicação via satélite, redes
de computadores e em inúmeras outras aplicações.
• Frequência: 3 kHz a 300 GHz
• Comprimento de onda: 10 km a 1 mm
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Ondas de TV
• Ondas não refletidas pela ionosfera;
• Precisam de uma repetidora para que haja propagação da
onda até os aparelhos de TV;
• Engloba uma faixa variada de frequência de transmissão:
VHF, UHF etc
• Frequência acima de 50MHz;
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Micro-ondas
• São ondas eletromagnéticas com comprimentos de onda
maiores que os dos raios infravermelhos, mas menores que
o comprimento de onda das ondas de rádio;
• Comprimento de onda, de 1 m (0,3 GHz de frequência) até
1,0 mm (300 GHz de frequência) - intervalo equivalente às
faixas UHF, SHF e EHF;
• Exemplos: forno micro-ondas; radar, bluetooth, wifi (2,4 a
5,8 GHz), TV a cabo (cabo coaxial)
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Radiações Infravermelha
• É uma radiação não ionizante na porção invisível do
espectro eletromagnético que está adjacente aos
comprimentos de onda longos, ou final vermelho do
espectro da luz visível;
• Pode ser percebida como calor, por terminações nervosas
especializadas da pele, conhecidas como termorreceptores;
• A radiação IV está dividida segundo seus efeitos biológicos,
de forma arbitrária, em três categorias: radiação
infravermelha curta (0,8-1,5 µm), média (1,5-5,6 µm) e
longa (5,6-1.000 µm)
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Radiações Infravermelha
• Radiação curta penetrava igualmente na porção profunda
da pele sem causar aumento marcante na temperatura da
superfície do epitélio;
• Infravermelho médio/longo era absorvida pela camada
superior da pele e frequentemente causasse efeitos
térmicos danosos, como queimaduras térmicas ou a
sensação de queimação (relato de pacientes), mas pode
promover regeneração celular;
• Aplicações em outras áreas como controle remoto de tv,
radio etc.
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Radioatividade, o espectro eletromagnético e a radiação não ionizante
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Radiações Ultravioleta
• É a radiação eletromagnética ou os raios ultravioleta com
um comprimento de onda menor que a da luz visível e maior
que a dos raios X, de 380 nm a 1 nm;
• A radiação UV pode ser subdividida em UV próximo
(comprimento de onda de 380 até 200 nm - mais próximo da
luz visível), UV distante (de 200 até 10 nm) e UV extremo
(de 1 a 31 nm);
• UV A (400 – 320 nm, também chamada de "luz negra" ou
onda longa), UV B (320–280 nm, também chamada de onda
média) e UV C (280 - 100 nm, também chamada de UV
curta ou "germicida")
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Radiações Ultravioleta
• A maior parte da radiação UV emitida pelo sol é absorvida
pela atmosfera terrestre;
• A quase totalidade (99%) dos raios ultravioleta que
efetivamente chegam a superfície da Terra são do tipo UVA.
• A radiação UV-B é parcialmente absorvida pelo ozônio da
atmosfera e sua parcela que chega à Terra é responsável
por danos à pele.
• UV-C é totalmente absorvida pelo oxigênio e o ozônio da
atmosfera
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Radioatividade, o espectro eletromagnético e a radiação não ionizante
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Radiações Ultravioleta
• Aplicações:
- Esterilização de alguns produtos;
- Absorção de algumas substâncias desta luz, devolvendo
a luz visível (fluorescente);
- Fosforescente, mantem por algum tempo a emissão da
luz visível, depois de ser submetida a radiação
ultravioleta;
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Resumindo
• Radiações eletromagnéticas;
•
Radiações ionizantes e não ionizantes;
• Ondas de rádio e de TV;
• Micro-ondas
• Radiações infravermelhas;
• Radiações ultravioleta;
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Resumindo
• Radiações não ionizantes que estamos expostos neste
momento:
•
•
•
•
Micro-ondas
Ondas de rádio;
Luz infravermelha;
Ondas curtas
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