Princípios de Segurança e Proteção Radiológica, Terceira ... - Cnen

1 FUNDAMENTOS DA FÍSICA
Ana Maria Xavier, José Tullio Moro e Paulo Fernando Heilbron
1.1 ESTRUTURA DA MATÉRIA
1.1.1 Introdução
A questão da estrutura da matéria vem recebendo atenção de filósofos e
cientistas desde os primórdios da civilização. Sob o ponto de vista de
proteção radiológica, a matéria pode ser considerada como constituída de
partículas fundamentais cujas propriedades de interesse são a massa e a
carga elétrica. Neste contexto, as três partículas importantes para a
compreensão da estrutura e propriedades da matéria são os elétrons (e), os
prótons (p) e os nêutrons (n). A estas, pode ser acrescentado o fóton, tipo
especial de partícula associada à radiação eletromagnética. Partículas mais
elementares como léptons e quarks fogem ao escopo desta publicação.
O elétron já era conhecido desde o século dezenove como a unidade de
carga elétrica, tendo sua carga negativa o mesmo valor numérico que a do
próton, ou seja, 1,6021.10 -19 C.
O nêutron não possui carga elétrica e tem uma massa aproximadamente
igual à do próton. Assim, o núcleo possui uma carga elétrica positiva cujo
tamanho depende do número de prótons nele contidos.
1.1.2 Átomo e Estrutura do Átomo
O átomo é a menor partícula de um elemento que conserva suas
propriedades químicas, sendo constituído por partículas fundamentais
(prótons, elétrons e nêutrons).
Os prótons e os nêutrons encontram-se aglomerados numa região central
muito pequena, chamada núcleo, que se mantêm unida mediante forças
nucleares fortes, que têm caráter atrativo e são muitas ordens de grandeza
superiores à força de repulsão eletrostática existente entre os prótons, a
qual tenderia a expulsá-los do interior do núcleo. A densidade do núcleo é
muito elevada, sendo da ordem de milhões de toneladas por centímetro
cúbico.
Segundo o modelo atômico de Bohr, os elétrons, partículas de massa
insignificante frente à massa do núcleo (m e ≅ m p /1840) e carga elétrica
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