Radiações Ionizantes

Radiações Ionizantes

RADIOATIVIDADE

  • RADIOATIVIDADE

    • Histórico:
      • A. H. Becquerel (1896), descoberta acidental de que certas substâncias emitiam radiações penetrantes.
      • Pierre & Marie Curie (1898), identificaram o Polônio (Po) e o Rádio (Ra) e denominaram Radioatividade à propriedade de emissão de radiação por diversas substâncias.
      • Rutherford (1903), “O processo radioativo resulta de uma alteração do caráter subatômico do átomo, tendo lugar em seu núcleo” & “O processo radioativo se dá pela passagem de um núcleo em um estado de energia mais alto para outro estado de mais baixa energia, com a conseqüente emissão de radiação”.

Ionizam os materiais sobre os quais elas incidem, produzindo a subdivisão das partículas inicialmente neutras, em partículas eletricamente carregadas.

  • Ionizam os materiais sobre os quais elas incidem, produzindo a subdivisão das partículas inicialmente neutras, em partículas eletricamente carregadas.

  • FONTES:

    • Materiais Radioativos: Naturais e Artificiais
    • Equipamentos: Raio-X, Síncrotons, etc.
    • Qualquer radiação ionizante destrói os tecidos, portanto, constitui-se em perigo potencial para o organismo.

Radiação Beta ( ) => constituem-se da emissão de 1 elétron (-e) [  ] ou de um pósitron (+e ) [  ], pelo núcleo.

    • Radiação Beta ( ) => constituem-se da emissão de 1 elétron (-e) [  ] ou de um pósitron (+e ) [  ], pelo núcleo.

Radiação Cósmica Primária

  • Radiação Cósmica Primária

RAIOS - X

  • RAIOS - X

    • Produzidos por elétrons de alta velocidade que são freados bruscamente por colisões com átomos”.
    • Para produção de raios-x, necessita-se de
      • Gerador de Elétrons
      • Acelerador de Elétrons
      • Alvo ou anteparo (emissor dos raios-x)

ACELERADOR DE ELÉTRONS

    • ACELERADOR DE ELÉTRONS
      • Sistema cátodo + ânodo estabelecendo uma ddp elevada, para acelerar os elétrons contra o alvo.
    • ALVO OU ANTEPARO (anti-cátodo)
      • Utilizado para deter (por choques) os elétrons transformando suas energias cinética em energia radiante.
      • O GERADOR

DECAIMENTO DE UM NÚCLEO RADIOATIVO

  • DECAIMENTO DE UM NÚCLEO RADIOATIVO

  • “Emissão de radiação ()”

  • Elemento Pai Elemento Filho (pai) Elemento Filho

  • A B C

  • ((

  • NÚCLEO INSTÁVEL NÚCLEO INSTÁVEL NÚCLEO ESTÁVEL

UNIDADES DE RADIAÇÃO

  • UNIDADES DE RADIAÇÃO

    • “Usa-se 4 diferentes unidades para medir intensidade de radiação”.
  • 1. Roentgen (R) - Unidade de Exposição - é uma medida do nº de pares de íons produzido no ar por radiação  ou 

2.Radiation Absorved Dose ( Rad ): Unidade de dose absorvida aplicável a todos os tipos de radiação ionizante () e a qualquer tipo de material absorvedor

  • 2.Radiation Absorved Dose ( Rad ): Unidade de dose absorvida aplicável a todos os tipos de radiação ionizante () e a qualquer tipo de material absorvedor

3. Radiation Equivalent Man (Rem): Unidade de dosagem equivalente

  • 3. Radiation Equivalent Man (Rem): Unidade de dosagem equivalente

      • Dose Absorvida em Rads vezes um fator de qualidade RBE que depende do efeito biológico provocado por uma radiação em particular.

Na maioria dos casos de exposição ocupacional:

  • Na maioria dos casos de exposição ocupacional:

  • 1 R = 1 Rad = 1 Rem (Simplificação usada universalmente para diagnóstico médico de exposição à radiação).

DECAIMENTO VISTO NA CONFIGURAÇÃO DE ENERGIA DO NÚCLEO

  • DECAIMENTO VISTO NA CONFIGURAÇÃO DE ENERGIA DO NÚCLEO

TERMINOLOGIA

  • TERMINOLOGIA

    • Nº Atômico Z: número de próton de um núcleo de um elemento químico.
    • Nº de Massa A: número de prótons + nêutrons de um elemento químico.
    • Isótopos: Elementos de mesmo número atômico Z, porém diferentes números de massa A.
  • REPRESENTAÇÃO DE UM ELEMENTO

    • z YA ; z XA, onde X e Y são elementos químicos.
    • Elementos pesados: Z > 82 (Elementos radioativos naturais) apresentam isótopos instáveis
    • Elementos leves: Z < 82, apresentam isótopos estáveis, com exceção de alguns elementos (K40, Rb87, ...)

TIPOS DE RADIAÇÃO

  • TIPOS DE RADIAÇÃO

    • Radiação Alfa () – constituem-se de 2p + 2n fortemente ligados = núcleo de He
      • São partículas carregadas positivamente (carga=+2e) que podem ser desviadas por campos eletromagnéticos

Radiação Beta () – constituem-se da emissão de 1 elétron (-e) ou apósitron (+e), pelo núcleo.

    • Radiação Beta () – constituem-se da emissão de 1 elétron (-e) ou apósitron (+e), pelo núcleo.
      • Emissão 

LEI DA DESINTEGRAÇÃO RADIOATIVA

  • LEI DA DESINTEGRAÇÃO RADIOATIVA

    • (Uma lei de probabilidades !)
  • “A desintegração radioativa envolve a emissão de  e , modificando o núcleo original” .

      • a) N=No e- t onde,
      • No = nº de átomos radioativos em t=o (início do processo)
      • N = nº de átomos ainda não desintegrados após o tempo t
      •  = constante de decaimento (característica de cada elemento)

b) Meia vida Física => intervalo de tempo ´T´ para o qual os núcleos existentes decaem para a metade. Tomando,

    • b) Meia vida Física => intervalo de tempo ´T´ para o qual os núcleos existentes decaem para a metade. Tomando,
    • N = No/2 T = 0,693/
    • c) Vida média t => estimativa do tempo de desintegração do núcleo
    • E=1/como vimos que  = 0,693/ T E = 1,443T
    • d) Atividade de uma amostra => velocidade de desintegração dos seus átomos.
    • (-dN / dt) = N = A A = Ao e-t
    • Dá a atividade no instante t, sabendo do que a sua atividade no instante to é Ao

INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA

  • INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA

    • Sempre que a radiação interage com a matéria
      • Perda total ou parcial de energia por parte da radiação.
      • Ionização e/ou excitação da matéria
    • A radiação pode interagir com:
      • Elétron
      • Núcleo
      • Campo Elétrico: elétron,núcleo
    • Quanto a interação, a radiação pode ser:
      • Absorvida
      • Espalhada Elasticamente
      • Espalhada inelasticamente

Efeitos físicos da interação radiação-matéria

    • Efeitos físicos da interação radiação-matéria
      • Efeito Fotoelétrico: absorção da radiação pelos elétrons
      • Efeito Compton: Espalhamento inelástico da radiação pelos elétrons
      • Produção de pares: absorção da radiação com a emissão de um par elétron-íon.
  • ABSORÇÃO DA RADIAÇÃO NOS TECIDOS

    • Efeitos:
      • Fotoelétrico
      • Compton
      • Produção de pares:

“A ocorrência desses efeitos é função da Energia de radiação incidente além do coeficiente de absorção  e da natureza do material absorvente”.

  • “A ocorrência desses efeitos é função da Energia de radiação incidente além do coeficiente de absorção  e da natureza do material absorvente”.

  • Half Valor Layer (HVL) = Espessura do absorvedor necessária para reduzir a radiação incidente I pela metade.

  • I = Io / 2 X = 0,693 / 

EFEITOS DA RADIAÇÃO

  • EFEITOS DA RADIAÇÃO

    • Primeiros conhecimentos (Raios-X, 1895)
      • Queimaduras na pele;
      • Queda de cabelos;
      • Úlceras crônica;
      • Câncer
    • Primeiras experiências comprovaram que a exposição a radiação pode provocar:
      • Esterelidade;
      • Mudanças na composição do sangue;
      • Outros sintomas complexos devido à radiação aguda.

Efeitos biológicos - Existem algumas normas para estudo desses efeitos

    • Efeitos biológicos - Existem algumas normas para estudo desses efeitos

EFEITOS BIOLÓGICOS DEVIDO A EXPOSIÇÃO AGUDA

  • EFEITOS BIOLÓGICOS DEVIDO A EXPOSIÇÃO AGUDA

    • D~100 R Nenhum sintoma clínico
    • D~300 R Vômitos, náuseas, etc - “síndromes”.
    • D~500 R Fatal em 50% dos casos observador
    • D~1.000 R Fatal em 100% dos casos
    • Em casos de:
    • 2.000<D<4.000 R
    • 5.000<D<10.000 R

EFEITOS BIOLÓGICOS RETARDADOS

  • EFEITOS BIOLÓGICOS RETARDADOS

    • Somáticos
    • Genéticos
  • EFEITOS SOMÁTICOS:

    • Leucemia e outros tipos de câncer
    • Catarata
    • Tendência de redução do tempo de vida
  • EFEITOS GENÉTICOS - Mutações recessivas de gens:

    • “Os descendentes do encontro de Gens igualmente mutilados, terão mutações físicas hereditárias, com mudanças nas suas características individuais.

EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL À RADIAÇÃO

  • EXPOSIÇÃO OCUPACIONAL À RADIAÇÃO

    • Grupos ocupacionais
      • Trabalhadores de reatores nucleares e aceleradores de partículas
      • Medicina nuclear
      • Raios-X, etc.
    • Por lei, existem limites de exposição que não podem ser excedidos para os grupos ocupacionais. Estes limites são conhecidos como Dose Máxima Permissível (DMP) e são estabelecidos para diferentes grupos e para órgãos específicos do corpo.
    • PORTANTO: A DMP é a dose de radiação que é recebida em 50 anos de trabalho e que é esperada não causar nenhum dano ao trabalhador.

A DMP básica é aquela para exposição acumulada.

    • A DMP básica é aquela para exposição acumulada.

EXAMES MÉDICOS

  • EXAMES MÉDICOS

MEDIDAS DE CONTROLE

  • MEDIDAS DE CONTROLE

    • CIPR (Conselho Internacional de Proteção Radiológica) - padroniza universalmente as Doses Máximas Permissíveis.
    • CNEN (Comissão Nacional de Energia Nuclear) no Brasil, controla e fiscaliza as recomendações através do DIMN (Departamento de Instalações de Materiais nucleares)

NORMAS DE SEGURANÇA:

  • NORMAS DE SEGURANÇA:

    • Operador de radiação: se a dose não for previamente conhecida (em qualquer período) admiti-se que o mesmo tenha recebido uma DMP igual ao período em que já trabalhou.
    • Dose acidental: uma dose D = 25 rems. Só pode ser recebida uma vez na vida
    • Dose de emergência: uma dose D = 12 rems. Só pode ser recebida uma vez na vida
    • Exposição de crianças (até 16 anos): Dlimite = 1.5 rem/ano

Dose genética para população: não deve exceder 5 rems em 30 anos.

    • Dose genética para população: não deve exceder 5 rems em 30 anos.
  • SISTEMA DE CONTROLE FÍSICO

    • Dispositivos de Radioproteção
      • Manter-se afastado das fontes
      • Barreiras de proteção (primária, vazamento, dispersa)
    • Funcionamento e uso correto dos equipamentos
    • Medidas dos níveis de radiação: uso de dosímetros
      • Monitoração Pessoal
      • Contaminação ambiental
    • Sinalização Convencional nas áreas de Riscos.
      • Áreas de acesso permitido
      • Áreas de acesso limitado

Símbolo indicativo de área sujeita a radiação ionizante

    • Símbolo indicativo de área sujeita a radiação ionizante

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