Diferenças básicas entre Radiação ionizante e não ionizante

1.  Radioatividade
Classificação das radiações:
Dois grandes grupos:
Radiação ionizante Radiação não ionizante
Diferença:
Energia

2. Radiação Ionizante::
São radiações que possuem energia suficiente para arrancar
elétrons de um átomo.
• Partículas carregadas: Alfa, Beta, Prótons, Elétrons
• Partículas não carregadas: Nêutrons
• Ondas eletromagnéticas: Gama, Raios X

3.  Radiação Não Ionizante
 Não possuemNão possuem energia suficiente paraenergia suficiente para arrancararrancar elétrons de umelétrons de um
átomoátomo
 Podem quebrar moléculas e ligações químicasPodem quebrar moléculas e ligações químicas
 Ultravioleta, Infravermelho, Radiofreqüência, Laser,Ultravioleta, Infravermelho, Radiofreqüência, Laser,
Microondas, Luz visívelMicroondas, Luz visível

4.  O que é Radioatividade?
 É a propriedade que os núcleosÉ a propriedade que os núcleos instáveisinstáveis possuem de emitirpossuem de emitir
partículas e radiações eletromagnéticas, para se tornarempartículas e radiações eletromagnéticas, para se tornarem estáveisestáveis..
 A reação que ocorre nestas condições, isto é, alterando o núcleoA reação que ocorre nestas condições, isto é, alterando o núcleo
do átomo chama-sedo átomo chama-se REAÇÃO NUCLEARREAÇÃO NUCLEAR..
 Rádio-nuclídeoRádio-nuclídeo ouou radioisótoporadioisótopo é um núcleoé um núcleo emissor deemissor de
radiação.radiação.
 AA radioatividade naturalradioatividade natural ocorre, geralmente, com os átomos deocorre, geralmente, com os átomos de
números atômicos maiores quenúmeros atômicos maiores que 8282

6.  Instabilidade NuclearInstabilidade Nuclear
 NúmeroNúmero “inadequado”“inadequado” de nêutronsde nêutrons
 Desbalanço de energia interna do núcleoDesbalanço de energia interna do núcleo
 Busca do estado de menor energiaBusca do estado de menor energia
 Emissão de energia -Emissão de energia - radiaçãoradiação
 Partículas e/ou ondas eletromagnéticas.Partículas e/ou ondas eletromagnéticas.

7.  Tipos de FontesTipos de Fontes
 Equipamentos emissores de radiação ionizante:Equipamentos emissores de radiação ionizante:
→→ Fornecer energia para o funcionamentoFornecer energia para o funcionamento
 Materiais Radioativos:Materiais Radioativos:
→→ Naturais ou produzidos artificialmenteNaturais ou produzidos artificialmente
→→ Emitem radiação continuamente.Emitem radiação continuamente.

8.  HistóricoHistórico
 18951895 - Wilhelm Conrad Röentgen descobre os- Wilhelm Conrad Röentgen descobre os
Raios XRaios X
 18961896 - Henry Becquerel (francês) – estudo de sais- Henry Becquerel (francês) – estudo de sais
de urâniode urânio
 19021902 - Marie e Pierre Curie descobrem o Rádio.- Marie e Pierre Curie descobrem o Rádio.
 EmEm 19031903 Marie, Pierre e Becquerel dividiram oMarie, Pierre e Becquerel dividiram o
Nobel de FísicaNobel de Física
 EmEm 19111911 Marie recebeu sozinha o Nobel deMarie recebeu sozinha o Nobel de
Química pela descoberta do Polônio.Química pela descoberta do Polônio.

9.  Experiências de RutherfordExperiências de Rutherford

10.  Tipos e Características das RadiaçõesTipos e Características das Radiações
 RADIAÇÃO BETA (β)
 Denominação dada ao elétron emitido pelo núcleo do átomo -
partícula leve
 Possui uma carga negativa
 Perde energia para o meio rapidamente - alcance médio (até
alguns metros no ar)
 Pequeno poder de ionização - produção de pequena densidade
de ionizações.

11.  Radiação Alfa (Radiação Alfa (αα))
 Partículas com doisPartículas com dois prótonsprótons e doise dois nêutronsnêutrons - partícula pesada- partícula pesada
 Possui duas cargas positivasPossui duas cargas positivas
 Perde energia para o meio muito rapidamente - alcance pequenoPerde energia para o meio muito rapidamente - alcance pequeno
(alguns centímetros no ar)(alguns centímetros no ar)
 Alto poder de ionização - produção de grande densidade deAlto poder de ionização - produção de grande densidade de
ionizações.ionizações.

12.  Radiação de NêutronsRadiação de Nêutrons
 Partícula pesadaPartícula pesada
 Não possui cargaNão possui carga
 Perde energia para o meio de forma muito variável -Perde energia para o meio de forma muito variável -
extremamente dependente da energiaextremamente dependente da energia
 Produção de ionizações igualmente variávelProdução de ionizações igualmente variável

13.  Radiação de PósitronRadiação de Pósitron
 Denominação dada aoDenominação dada ao elétron com carga positivaelétron com carga positiva emitido peloemitido pelo
núcleo do átomo - partícula levenúcleo do átomo - partícula leve
 Possui uma carga positivaPossui uma carga positiva
 Perde energia para o meio rapidamente – elétrons livres do meioPerde energia para o meio rapidamente – elétrons livres do meio
- processo de aniquilação de pares- processo de aniquilação de pares
 Pequeno poder de ionização - produção de pequena densidadePequeno poder de ionização - produção de pequena densidade
de ionizações.de ionizações.

14.  Radiação Gama (Radiação Gama (γγ))
 Ondas Eletromagnéticas emitidas do núcleo de átomos emOndas Eletromagnéticas emitidas do núcleo de átomos em
estado excitado de energiaestado excitado de energia
 Não possui cargaNão possui carga
 Perde energia para o meio de forma muito lenta - grande alcancePerde energia para o meio de forma muito lenta - grande alcance
(centímetros de concreto)(centímetros de concreto)
 Pequeno poder de ionizaçãoPequeno poder de ionização

15.  Relação entre Energia e Alcance
 Todo tipo de radiação ionizante, seja partícula ou onda
eletromagnética, perde energia nas interações com a matéria
 Quanto maior a energia da radiação, mais interações é capaz de
produzir, portanto maior o percurso até ser totalmente freada, ou
seja, maior o alcance

16.  Radiação Alfa
 Radiação Beta
Energia Alcance (no ar)
1,0 MeV 0,55 cm
3,0 MeV 1,67 cm
5,0 MeV 3,50 cm
Energia máx Alcance máx (no ar)
18 keV (H-3) < 10 cm
167 keV (S-35) 50 cm
1,71 MeV (P-32) 700 cm

17.  Decaimento alfaDecaimento alfa
 EmEm 19111911,, Frederick SoddyFrederick Soddy enunciou aenunciou a 1ª Lei da Radioatividade1ª Lei da Radioatividade
 “Quando um núcleo emite uma partícula alfa, seu número atômico
diminui de duas unidades e seu número de massa diminui de quatro
unidades”

18. • Observe que a equação nuclear mantém um balanço de massas e
de cargas elétricas nucleares
U Th+
2
4
90
235
92
α
231

19.  Decaimento BetaDecaimento Beta
 Como não existe elétron no núcleo, ele é formado a partir de um
nêutron de acordo com o esquema:
nêutron  próton + elétron + neutrino
 O próton permanece no núcleo; o elétron e o neutrino são
atirados para fora do núcleo
n
1
e+p0
1
+1
0
– 1
+ η 0
0

20.  Em 1913 Soddy, Fajans, Russell enunciaram a 2ª lei daEm 1913 Soddy, Fajans, Russell enunciaram a 2ª lei da
radioatividaderadioatividade
 “Quando um núcleo emite uma partícula beta, seu número
atômico aumenta de uma unidade e seu número de massa
permanece inalterado”
Bi Po
84
210
83
210
– 1
β
0
+
• A emissão de um pósitron é o contrário desta. Um núcleo instável porA emissão de um pósitron é o contrário desta. Um núcleo instável por
ter um excesso de prótons, converte um próton num nêutron que fica noter um excesso de prótons, converte um próton num nêutron que fica no
núcleo, sendo emitidos um pósitron e um neutrino.núcleo, sendo emitidos um pósitron e um neutrino.

21.  Emissão Gama (Emissão Gama (γγ))
 AA emissão gama (γ)emissão gama (γ) resulta de uma libertação de energia emresulta de uma libertação de energia em
excesso pelo núcleo de um átomo sob a forma de radiaçãoexcesso pelo núcleo de um átomo sob a forma de radiação
eletromagnética.eletromagnética.
 OO decaimento gamadecaimento gama está associado a outros decaimentos como oestá associado a outros decaimentos como o
αα ou oou o ββ se núcleo resultante dos processos ocorridos ainda sese núcleo resultante dos processos ocorridos ainda se
encontra comencontra com excesso de energiaexcesso de energia ee procura estabilizar-seprocura estabilizar-se..

22.  Famílias ou Séries Radioativas
 É o conjunto de elementos que têm origem na emissão de
partículas alfa e beta, resultando, como elemento final, um
isótopo estável do chumbo.

23. Th
90
232
Ra
8 8
228
Ac
8 9
228Th
90
228
Ra
8 8
224
Rn
8 6
220
Po
8 4
21 6
Pb
8 2
21 2
Bi
8 3
21 2Po
8 4
21 2
Pb
8 2
208
7 8
8 0
8 2
8 4
8 6
8 8
90
92

24. Np
93
237
Pa
91
233
U
92
233
Th
90
229
Ra
8 8
225
Ac
8 9
225
Fr
8 7
221
At
8 5
21 7
Bi
8 3
21 3
Po
8 4
21 3
Pb
8 2
209
Bi
8 3
209
94
8 0
8 2
8 4
8 6
8 8
90
92

25. 7 8
8 0
8 2
8 4
8 6
8 8
90
92
U
92
238
Th
90
234
Pa
91
234
U
92
234
Th
90
230
Ra
8 8
226
Rn
8 6
222
Po
8 4
21 8
At
8 5
21 8
Bi
8 3
21 4
Po
8 4
21 4
Pb
8 2
21 0
Pa
8 3
21 0
Po
8 4
21 0
Pb
8 2
206

27.  Período de Semidesintegração ou Meia Vida (p)Período de Semidesintegração ou Meia Vida (p)
 É o tempo necessário para que aÉ o tempo necessário para que a quantidadequantidade de uma amostrade uma amostra
radioativa sejaradioativa seja reduzida à metadereduzida à metade
 O tempo de meia vida é uma característica deO tempo de meia vida é uma característica de cada isótopocada isótopo
radioativo e não depende daradioativo e não depende da quantidade inicial do isótopo nemquantidade inicial do isótopo nem
de fatores como pressão e temperatura.de fatores como pressão e temperatura.

28. mo mo
m =
x
P
2
P
mo
4
P
mo
8
P
...
mo
16
mo
2
t = x . P

29.  Uma substância radioativa tem meia-vida de 8h. Partindo deUma substância radioativa tem meia-vida de 8h. Partindo de
100 g do material radioativo, que massa da substância restará100 g do material radioativo, que massa da substância restará
após 32 h?após 32 h?
100g
8 h
50g
8 h
25g
8 h
12,5g
8 h
6,25g
m =
100
2
4
=
16
100
= 6,25g

30.  Meia vida física dos principais radioisótopos utilizados emMeia vida física dos principais radioisótopos utilizados em
pesquisa:pesquisa:
P-32  14,8 dias
S-35  87,0 dias
C-14  5700 anos
H-3  12 anos
I-125  60 dias
Ca-45  165 dias
Cr-51  27,8 dias
Curiosidade: O Urânio-238 apresenta meia-vida de
aproximadamente 5.000.000.000 anos que é a idade prevista da
Terra.

31.  Alguns fragmentos de ossos encontrados em uma escavaçãoAlguns fragmentos de ossos encontrados em uma escavação
possuíam C-14 radioativo em quantidade de 6,25% daquelapossuíam C-14 radioativo em quantidade de 6,25% daquela
encontrada em animais vivos. Esses fragmentos devem ter idadeencontrada em animais vivos. Esses fragmentos devem ter idade
aproximada de?aproximada de?
100%
50%
25% 12,5% 6,25%
5700 a
5700 a
5700 a
5700 a
x 5700t = 4
22800 anost =

32.  RadioproteçãoRadioproteção
• A radiação perde energia para o meio provocando ionizações
• Os átomos ionizados podem gerar:
Alterações moleculares
Danos em órgãos ou tecidos
Manifestação de efeitos biológicos

33. • Possibilidades da radiação incidindo em uma célula:
• Passar sem interagir
• Atingir uma molécula:
• Não produzir dano
• Produzir dano.
Atingir uma molécula:
- Produzir dano:
• Reversível
• Irreversível
• morte celular
• reprodução - perpetuação do dano

34. • A cada possibilidade está associada uma probabilidade diferente
de zero.
• O fenômeno da indução de efeitos biológicos pela interação da
radiação com organismos vivos é de natureza PROBABILÍSTICA.
• A probabilidade de ocorrência aumenta com o aumento da dose!

35. Aplicaçõesdaradioatividade
DIAGNÓSTICO DEDOENÇAS:
131
I : Tireóide.
32
P : Tumores dos olhos e câncerde pele.
197
Hg : Tumores cerebrais.
24
Na : Obstruções do sistema circulatório.
TRATAMENTO DEDOENÇAS:
60
Co : câncer.
131
I : câncerna tireóide.

36.  Por meio da irradiação, carnes e frutas podem ser esterilizados
(ficando livres de fungos e bactérias) ou ser conservados por um
tempo mais prolongado

37. • Métodos mais comuns de datação são os baseados
nas seguintes desintegrações:
238
U 206
Pbpara : usado na datação de rochas.
40
K 40
Arpara : usado na datação de rochas.

38. 14
C
14
Npara : usado na datação de fósseis.

39.  Uso de traçadores no estudo do comportamento de insetos:Uso de traçadores no estudo do comportamento de insetos:
A marcação de insetos com radioisótopos é também útil para a eliminação
de pragas, identificando qual predador se alimenta de determinado inseto
indesejável. Neste caso, o predador é usado em vez inseticidas.

40. Fonte de Energia: