Física aplicada a radiologia

FÍSICA APLICADA A RADIOLOGIA
Proº. Lillian Lemos
E-mail: [email protected]
ESTADOS DA MATÉRIA
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Três tipos: -Estado Fundamental
-Estado Excitado
-Estado Ionizado
ESTADOS DA MATÉRIA
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Estado Fundamental: ‘’é quando a
configuração dos elétrons dos átomos está
acomodada em um estado de menor energia.’’
Estado Excitado: é quando o átomo possui uma
energia adicional.
Estado Ionizado: é quando a energia absorvida
é suficiente para expulsar um elétron.
EXCITAÇÃO
Não acontece espontaneamente na natureza;
 Acontece como o produto de um transferência de
energia;
 A energia adicional pode ser cedida ao átomo
através da absorção da energia contida na onda
eletromagnética;
 Excitação é o processo em que os elétrons de um
átomo têm a configuração eletrônica alterada
para acomodar essa energia adicional.
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IONIZAÇÃO
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
Os elétrons se encontram ligados a um átomo
com certa energia devido à atração coulombiana
entre cargas elétricas.
Ionização: é o processo em que um dos elétrons
absorveu tanta energia do fluxo de energia que
sua energia individual superou a energia
eletromagnética de ligação que havia entre ele e o
núcleo atômico.
RADIAÇÃO

Radiação Não-Ionizante: não possuem energia
capaz de causar a emissão de elétrons de átomos
e moléculas com os quais interagem.
-Possuem energia abaixo de 10 eV
Ex: ultravioleta,luz visível, infravermelho,
microondas, etc.
RADIAÇÃO
Radiação Ionizante: são aquelas que possuem
energia suficiente para arrancar elétrons de
átomos ou moléculas produzindo íons.
Ex: Raios X, gama, beta, nêutron, etc.
 pode-se dividir a radiação ionizante em duas
categorias.
-Radiação Eletromagnética
-Radiação Corpuscular

CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
Radiação Eletromagnéticas:
-Dois tipos:
 Raios-X
 Raios Gama

OBS: uma das diferenças entre os raios-X e raios
gama está na origem.
RADIAÇÃO GAMA
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Radiação eletromagnética (fótons) emitida do
núcleo;
Energia especificas que identifica as espécies
nucleares;
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Alto poder de penetração;
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Blindagem(chumbo);

Baixo poder de ionização.
RAIOS-X
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Radiação eletromagnética(fótons);
Dois processos de produção: emitida pela camada
eletrônica ou através do impacto de elétrons
energéticos;
Dificuldade de blindagem;
Poder de penetração equivalentes aos raios gama
de mesma energia.
CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
Radiação corpuscular:
-Dois tipos:
 Partícula Beta;
 Partícula Alfa;
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-Radiação Corpuscular são aquelas que tem massa
de repouso.
PARTICULA BETA
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



Elétrons de alta energia emitidos por núcleos;
Ampla faixa de energias, dependente da espécie
nuclear particular;
Moderadamente Penetrantes:
Até alguns metros no ar.
Milímetros em tecidos.
PARTÍCULA ALFA
São “núcleos de He’’ de alta energia emitidos por
núcleos de elementos pesados;
 Energia geral na faixa de 4-8 MeV;
 Facil Blindagem;
 Muito perigosa se dentro do corpo;
 Curta penetração na matéria:
 Alguns metros no ar
 Alguns microns em tecidos biológicos(menos que
a camada externa de células mortas).

PODER DE PENETRAÇÃO
PODER DE IONIZAÇÃO
α > β>γ
TERMINOLOGIA, UNIDADES E MATEMÁTICA
DO DECAIMENTO RADIOATIVO.

A Taxa na qual ocorre um processo de
decaimento em uma amostra radioativa é
proporcional ao número de nuclídeos radioativos
presentes na amostra.
A unidade para atividade (no SI) é o becquerel:
1 becquerel = 1Bq = 1 decaimento por segundo.

Eventualmente utiliza-se também o curie, definido
por: 1curie = 1Ci=3,7 x 10¹0 Bq
TERMINOLOGIA, UNIDADES E MATEMÁTICA
DO DECAIMENTO RADIOATIVO.
Meia-Vida física é o período de tempo necessário
para que a metade dos átomos presentes num
elemento se desintegre.
 T1/2=0,693/λ

TERMINOLOGIA, UNIDADES E MATEMÁTICA
DO DECAIMENTO RADIOATIVO.
Vida-Média é útil quando se pensa na dosimetria
das radiações.
Tempo de vida-média= 1/λ
ou

Tempo de vida média= 1,44 . T¹/²
TERMINOLOGIA, UNIDADES E MATEMÁTICA
DO DECAIMENTO RADIOATIVO.
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
Meia Vida Biológica é o tempo necessário para
que metade de uma substância seja removida do
organismo por um processo químico ou físico.
Meia Vida Efetiva é o tempo em que a dose de
radiação em um órgão fique reduzida pela
metade.
PROBLEMAS
1-O que acontece com o número atômico(z) e o
número e massa (A) de um núcleo radioativo
quando ele emite uma partícula alfa?
 2-O átomo de U(A=238 e Z= 92) emite uma
partícula alfa, originando um átomo do elemento
X, este por sua vez, emite uma partícula beta,
originando um átomo de elemento Y. Podemos
concluir que:
 3-Quando um átomo do isótopo 228 do tório libera
uma particula alfa, transformando-se em um
átomo de rádio, de acordo com a equação, os
valores de x e y são?

PROBLEMAS
4-uma substância radioativa tem meia-vida de
8h, partindo de 100g do material radioativo, que
massa da substância radioativa restará após 32
h?
 5-A meia-vida do isótopo ²Th é de 15 h. Se a
quantidade for 4g, depois de 75 h sua massa
será?
 6-Qual é a meia-vida de um isótopo
radioativo,sabendo que em 344 dias sua massa
radioativa se reduz de 120mg a 7,5 mg?
 7-Defina o que é período de semidesintegração(ou tempo de meia vida)

BOA NOITE!