Radiação ionizante e não ionizante

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Diferenças básicas entre Radiação ionizante e não ionizante

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Radiação ionizante e não ionizante

  1. 1.  Radioatividade Classificação das radiações: Dois grandes grupos: Radiação ionizante Radiação não ionizante Diferença: Energia
  2. 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. 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. 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
  5. 5.  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.
  6. 6.  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.
  7. 7.  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.
  8. 8.  Experiências de RutherfordExperiências de Rutherford
  9. 9.  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.
  10. 10.  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.
  11. 11.  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
  12. 12.  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.
  13. 13.  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
  14. 14.  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
  15. 15.  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
  16. 16.  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”
  17. 17. • Observe que a equação nuclear mantém um balanço de massas e de cargas elétricas nucleares U Th+ 2 4 90 235 92 α 231
  18. 18.  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
  19. 19.  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.
  20. 20.  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..
  21. 21.  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.
  22. 22. 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
  23. 23. 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
  24. 24. 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
  25. 25.  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.
  26. 26. mo mo m = x P 2 P mo 4 P mo 8 P ... mo 16 mo 2 t = x . P
  27. 27.  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
  28. 28.  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.
  29. 29.  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 =
  30. 30.  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
  31. 31. • 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
  32. 32. • 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!
  33. 33. 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.
  34. 34.  Por meio da irradiação, carnes e frutas podem ser esterilizados (ficando livres de fungos e bactérias) ou ser conservados por um tempo mais prolongado
  35. 35. • 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.
  36. 36. 14 C 14 Npara : usado na datação de fósseis.
  37. 37.  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.
  38. 38. Fonte de Energia:

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