PrincÃpios de SeguranÃ§a e ProteÃ§Ã£o RadiolÃ³gica, Terceira ... - Cnen

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Ionização: processo de formação de átomos eletricamente carregados, ou seja, íons, pela remoção ou acréscimo de um ou mais elétrons. Excitação: adição de energia a um átomo, elevando-o do estado fundamental de energia ao estado de excitação. Os elétrons são deslocados de seus orbitais de equilíbrio e, ao retornarem, emitem a energia excedente sob a forma de radiação (luz ou raios-X característicos). Ativação do Núcleo: interação de radiações com energia superior à energia de ligação dos núcleons e que provoca reações nucleares, resultando num núcleo residual e na emissão de radiação. Radiação de Frenamento:(Bremsstrahlung) radiação, em particular raios-X, emitida em decorrência da perda de energia cinética de elétrons que interagem com o campo elétrico de núcleos de átomos-alvo, átomos estes com elevado número atômico, ou mesmo que interagem com a eletrosfera. Em decorrência das diferenças existentes entre as partículas e radiações, em suas cargas e suas massas, cada um deles interage de modo diferente com a matéria. O conhecimento das propriedades das radiações e de seus efeitos sobre a matéria é de grande importância, destacando-se: • a detecção de substâncias radioativas, uma vez que se baseia, sempre, em alguns dos efeitos produzidos pela radiação na parte sensível do equipamento de medida; • a maior facilidade na interpretação das diversas aplicações dos materiais radioativos; • a adoção das medidas preventivas mais apropriadas, de modo a proteger o corpo humano dos efeitos nocivos da radiação. Quando as partículas carregadas ou a radiação eletromagnética atravessam a matéria, o mecanismo que mais contribui para a perda de energia é a interação com os elétrons. Isto se justifica pelo fato do raio do núcleo ser da ordem de 10.000 vezes menor que o raio do átomo. Assim, é de se esperar que o número de interações com elétrons seja muito maior que com núcleos, uma vez que o número de interações é proporcional à área projetada, ou seja, ao raio elevado ao quadrado. Para o caso específico de partículas carregadas, este fenômeno é facilmente evidenciado a partir da dispersão que elas experimentam ao interagir com a matéria. As partículas mais pesadas são pouco desviadas de sua direção 14
original quando interagem, perdendo energia. As partículas beta, por serem menos pesadas, são desviadas com ângulos muito maiores ao interagirem com o meio. As perdas de energia resultante de colisões com núcleos resultam ser várias ordens de grandeza menores que na interação com elétrons. 1.3.3.1 Interação de Partículas Carregadas (10 keV a 10 MeV) Uma partícula carregada, ao passar através de uma substância (alvo) pode interagir com elétrons carregados negativamente e núcleos de átomos ou moléculas carregados positivamente. Devido à força coulombiana, a partícula, em função de sua carga, tenta atrair ou repelir os elétrons ou núcleos próximos de sua trajetória, perdendo parte de sua energia, esta tomada pelos átomos alvo próximos a sua trajetória. Essas partículas, à medida que penetram na matéria, sofrem colisões e interações com perda de energia até que, a uma dada espessura do material, toda energia é dissipada e a partícula, portanto, para de se deslocar. Denomina-se alcance a distância média percorrida por uma partícula carregada, em uma dada direção, distância essa que depende de vários fatores. Quatro dos mais importantes são descritos a seguir: Energia: O alcance de uma dada partícula é ampliado com o aumento da energia inicial. Massa: Partículas mais leves têm alcance maior que partículas mais pesadas de mesma energia e carga. A dependência do alcance em relação à massa é, algumas vezes, expressa como função da velocidade da partícula. Carga: Uma partícula com menos carga possui alcance maior que uma partícula com mais carga. Densidade do Meio: Quanto mais alta a densidade do meio, menor é o alcance da partícula, sendo este muito maior em gases do que em líquidos ou sólidos. As partículas α, por exemplo, pelo fato de serem pesadas e possuírem carga +2, interagem muito intensamente com a matéria. Seu poder de ionização é muito alto, perdendo toda a energia em poucos micrometros de material sólido ou em alguns centímetros de ar. Isso significa que o poder de penetração das partículas alfa é muito pequeno, sendo a espessura de uma folha de papel suficiente para blindar todas as partículas emitidas por uma fonte alfa. 15
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