quarta-feira, 13 de outubro de 2010

Radiação ionizante

Origem das radiações ionizantes

Raios X
Os raios X utilizados nas aplicações técnicas são produzidos por dispositivos denominados de tubos de raios X, que consistem, basicamente, em um filamento que produz elétrons por emissão termoiônica (catodo), que são acelerados fortemente por uma diferença de potencial elétrica (kilovoltagem) até um alvo metálico (anodo), onde colidem. A maioria dos elétrons acelerados são absorvidos ou espalhados, produzindo
aquecimento no alvo. Cerca de 5% dos elétrons sofrem reduções bruscas de velocidade, e a energia dissipada se converte em ondas eletromagnéticas, denominadas de raios X. Os eletrodos estão contidos numa ampola de vidro onde se fez vácuo, para evitar a sua oxidação.
Devido ao processo como são produzidos, são também denominados de radiação de freamento (bremsstrahlung)
É bom observar que, ao se desligar uma máquina de raios X, ela não produz mais radiação e, portanto, não constitui um equipamento radioativo, mas um gerador de radiação. Qualquer material irradiado por raios X, para as aplicações mais conhecidas, não fica e nem pode ficar radioativo. Muito menos os locais onde são implementadas, como consultórios dentários, salas de radiodiagnóstico ou radioterapia.
Raios X de alta energia podem ser obtidos por freamento de feixes de elétrons de alta energia, produzidos por aceleradores de partícula, ao colidirem com alvos metálicos. Para radiações acima de 10 MeV, efeitos de ativação de materiais podem ocorrer, devido a ocorrência de reações nucleares. Neste caso, a instalação deve ser bem blindada e os cuidados com a radioproteção mais intensificados.

Raios X característicos
São radiações eletromagnéticas de alta energia originadas em transições eletrônicas do átomo que sofreu excitação ou ionização, após interação. Elétrons das camadas externas fazem transições para ocupar lacunas produzidas pelas radiações nas camadas internas, próximas do núcleo, emitindo o excesso de energia sob a forma de raios X. Como as energias das transições são típicas da estrutura de cada átomo, elas podem
ser utilizadas para a sua identificação, numa técnica de análise de materiais denominada de fluorescência de raios X.

Radiação gama (γ)
É uma radiação emitida pelo núcleo atômico com excesso de energia (no estado excitado) após transição de próton ou nêutron para nível de energia com valor menor, gerando uma estrutura mais estável. Por depender da estrutura nuclear, a intensidade e a energia com que é emitida permite caracterizar o radioisótopo.
É uma radiação bastante penetrante e, conforme sua energia, é capaz de atravessar grandes espessuras. Por isso, é bastante utilizada em aplicações médicas de radioterapia e aplicações industriais, como medidores de nível e gamagrafia.
A unidade utilizada para expressar a atividade de uma fonte é o Becquerel (Bq). Ele é definido como uma transformação nuclear por segundo. Existe uma unidade antiga de atividade, que ainda é muito usada, denominada Curie (Ci) = 3,7 . 1010 Bq.

Radiação beta (β)
Consiste de um elétron negativo (β-) ou positivo (β+) emitido pelo núcleo na busca de sua estabilidade, quando um nêutron se transforma em próton ou um próton se transforma em nêutron, respectivamente, acompanhado de uma partícula neutra de massa desprezível, denominada de neutrino. Por compartilhar, aleatoriamente, a energia da transição com o neutrino, sua energia é variável, apresentando um espectro contínuo até um valor máximo.
Seu poder de penetração é pequeno e depende de sua energia. Para o tecido humano, consegue atravessar espessura de alguns milímetros.
Esta propriedade, permite aplicações médicas em superfícies da pele ou na aceleração da cicatrização de cirurgias plásticas ou do globo ocular.

Radiação alfa (α)
É uma radiação constituida de dois prótons e dois nêutrons, carga 2+ e com bastante energia cinética, emitida por núcleos instáveis de elevada massa atômica. As intensidades e as energias das radiações alfa emitidas por um nuclídeo, servem para identificá-lo numa amostra. Muitos radionuclídeos naturais como, urânio, tório, bismuto, radônio emitem várias radiações alfa, em suas transições nucleares.
As radiações alfa tem um poder de penetração muito reduzido e uma alta taxa de ionização. Para exposições externas, são inofensivas pois, não conseguem atravessar as primeiras camadas epiteliais. Porém, quando os radionuclídeos são ingeridos ou inalados, por mecanismos de contaminação natural ou acidental, as radiações alfa, quando em grande quantidade podem causar danos significativos na mucosa que protege os sistemas respiratório e gastroentestinal e nas células dos tecidos adjacentes.

Nêutrons (n)
Os nêutrons podem ser produzidos por varios dispositivos como, reatores nucleares, aceleradores de partículas providos de alvos especiais e por fontes de nêutrons. Neles são induzidas reações nucleares por meio de feixes de radiação [ reações (γ ,n), (p,n), (α,n)] , por radioisótopos [reações (α ,n) ] ou por fissão.
Os nêutrons são muito penetrantes devido sua grande massa e ausência de carga elétrica . Podem, inclusive, ser capturados por núcleos do material alvo, tornando-os radioativos.