interaÇÃo da radiaÇÃo com a matÉria escala do tempo
TRANSCRIPT
![Page 1: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/1.jpg)
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA
ESCALA DO TEMPO
![Page 2: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/2.jpg)
Interação da radiação com a matéria
Radiação
Ionização: remoção completa de um ou mais elétrons de valência
Excitação: os elétrons são levados a níveis com energias mais altas
Eletromagnética (raios X e )Partículas carregadas (e-, , d, etc)Nêutrons
![Page 3: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/3.jpg)
Interação com nêutrons
Classificação segundo a energia
lentos 0,03 eV < n < 100 eV
intermediários 100 eV < n < 10 eV
rápidos 10 keV < n < 10 keV
alta energia n > 10 MeVou
térmicos n 0,025 eV
epitérmicos 1 eV <n < 100 keV
rápidos n > 100 keV
Interagem por colisão direta com o núcleo
![Page 4: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/4.jpg)
Interação com partículas carregadas
Pesadas p, d, etc
Leves e
Partículas pesadas tem menor velocidade que um elétron de mesma energia, portanto ionizarão um número maior de átomos ao longo de seu percurso que será aproximadamente linear.
![Page 5: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/5.jpg)
Elétrons perdem energia através de uma série de colisões que defletam do processo original, causando uma série de ionizações secundárias.
elétronincidente
absorvedor
![Page 6: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/6.jpg)
Interação com raios X e
Raios são radiações eletromagnéticas que acompanham transições nucleares.
Raios X são radiações eletromagnéticas que companham transições eletrônicas.
Principais processos competitivos
Efeito fotoelétricoEfeito ComptonProdução de pares
![Page 7: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/7.jpg)
Efeito fotoelétrico
Acontece quando a radiação X, transfere sua energia total para um único elétron orbital ejetando-o do átomo com velocidade (processo de ionização). O processo de troca de energia pela equação: Ec = h.f - Elig ,
sendo Ec a energia cinética, h.f a
energia do raio X incidente e Elig a
energia de ligação do elétron ao seu orbital Este elétron expelido do átomo é denominado fotoelétron e poderá perder a energia recebida do fóton, produzindo ionização em outros átomos
A direção de saída do fotoelétron com relação à de incidência do fóton, varia com a energia deste.
![Page 8: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/8.jpg)
Efeito Compton
Quando a energia da Radiação X aumenta, o espalhamento Compton torna-se mais freqüente que o efeito fotoelétrico. O efeito Compton é a interação de um raio X com um elétron orbital onde parte da energia do raio X incidente é transferida como energia cinética para o elétron e o restante é cedida para o fóton espalhado, levando-se em consideração também a energia de ligação do elétron. O fóton espalhado terá uma energia menor e uma direção diferente da incidente.
![Page 9: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/9.jpg)
Produção de pares
A produção de pares ocorre somente quando fótons de energia igual ou superior a 1,02 MeV passam próximos a núcleos de elevado número atômico. Nesse caso, a radiação X interage com o núcleo e desaparece, dando origem a um par elétron-pósitron com energia cinética em diferente proporção. O pósitron e o elétron perderão sua energia cinética pela ionização e excitação.
![Page 10: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/10.jpg)
Energia do fóton nos processos competitivosZ
do
abso
rved
or
20
40
60
80
100
120
Energia do fóton, MeV
0,01 0,05 0,1 0,5 1 5 10 50 100
Efeito fotoelétricodominante
Efeito Comptondominante
Produção de pares dominante
![Page 11: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/11.jpg)
EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃO
ESTOCÁSTICOS
São aqueles cuja probabilidade de ocorrer aumenta com a dose, sem porém a existência de um limiar de dose. Exemplos: efeitos hereditários, aparecimento de câncer
NÃO ESTOCÁSTICOS
São aqueles cuja severidade depende da dose e que apresentam um limiar de dose. Exemplos: mortalidade animal, distúrbios imunológicos.
![Page 12: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/12.jpg)
Energia dos diferentes tipos de radiação
Comprimento de onda Energia do fóton Radiação
(m) (eV)
superior a 3 x 10-1 inferior a 4,1 x 10-6 Ondas de
radiofrequência
3 x 10-1 3 x 10-3 4,1 x 10-6 4,1 x 10-4 Microondas
3 x 10-3 7,6 x 10-7 4,1 x 10-4 1,6 Infravermelha
7,6 x 10-7 4 x 10-7 1,6 3,1 Luz visível
4 x 10-7 10-8 3,1 123,2 Ultravioleta
inferior a 10-8 superior a 123,2 Raios X e
A-400 320nmB-320 290 nmC-290 200nm
![Page 13: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/13.jpg)
Escala do tempo do dano da radiaçãoEstágio Tempo Ação Efeito Proteção e
tratamentoFísico < 10-14 s Deposição de energia
na água – orgânicos e inorgânicos na proporção aproximada das massas
Excitação dos compostos e absorção de luz
Nenhuma, somente blindagem externa como prevenção
Físico -químico
10-14 a 10-12 s
Quebra das ligações: S-H, O-H, N-H e C-H.
Transferência de iôns.
Radiólise da água – radicais livres – emissão de luz das moléculas excitadas. Formação de H2O2
Começa o dano químico.
Radicais livres começam a reagir com os radicais metabólicos normais
Reparo parcial das ligações por compostos –SH presentes. Alguma proteção pode ser dada pela injeção de aditivos antes da irradiação
![Page 14: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/14.jpg)
Escala do tempo do dano da radiação
Estágio Tempo Ação Efeito Proteção e tratamento
Químico 10-12 a 10-7 s
Continua a reação dos radicais livres da água com biomoléculas. Quebra da ligações C-C e C-N. Radicais secundários.
Produtos estáveis começam a aparecer.
Formação de produtos tóxicos
Começa o dano ao RNA e DNA. Enzimas são inativadas e ativadas.
Depleção de –SH.
Peroxidação de lipídeos.
Dano em todas as biomoléculas. Toxicidade dos produtos é iniciada
Proteção parcial por ‘scavengers’ e antioxidantes. Catalase e glutationa peroxidase protegem contra H2O2.
RSH protege inativação de enzimas. Outros sistemas enzimáticos atuam. Terapia com estes agentes pode ser útil
![Page 15: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/15.jpg)
Escala do tempo do dano da radiação
Químico e biológico coincidem
10-7 a
10 s
Radicais secundários.
Peróxidos orgânicos.
Hidroperóxiodos H2O2 continuam a agir
Muitas reações bioquímicas são interrompidas. Começa reparo do DNA
Tratamento pós-irradiação deveria começar
Biológico 10 s a
10 h
A maioria das reações primárias são completadas. Reações secundárias continuam
Mitose das células é diminuída. Reações bioquímicas bloqueadas.
Rompimento da membrana celular.
Começa o efeito biológico
Tratamentos
Estágio Tempo Ação Efeito Proteção e tratamento
![Page 16: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/16.jpg)
Escala aproximada do tempo dos eventos em química das radiações
![Page 17: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/17.jpg)
UNIDADES
RAD unidade de dose absorvida sendo essa definida pela razão d/ dm, onde d é a energia média distribuída pela radiação à massa dm.
1 rad = 100 erg/g
GRAY nova unidade de dose absorvida usada em substituição ao rad.
1Gy = 100 rad
ROENTGEN unidade de exposição e está relacionada à habilidade de raios X ionizarem o ar; para raios X e uma exposição de IR
resulta numa dose absorvida de 1 rad em água ou tecido mole.
ELETRON VOLT é a energia adquirida por um elétron ao atravessar uma diferença de potencial de 1 v.
1 eV= 1,6 x 10-12 J
![Page 18: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/18.jpg)
CURIE é uma unidade de taxa de decaimento radioativo de um nuclídeo que possui 3,7 x 1010 desintegrações/segundo.
1 Ci = 3,7 x 1010 desint./s
MEIA - VIDA tempo médio para que metade dos átomos de um elemento radioativo decaiam.
T 1/2 = (ln2)/ , onde é a constante de decaimento
BEQUEREL unidade de atividade
1 bq = 3,7 x 10-10 Ci
ROENTGEN EQUIVALENT MAN unidade de dose que tenta expressar todos os tipos de radiação numa escala comum.
DREM = DRAD x QF
![Page 19: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/19.jpg)
RELAÇÕES DE UNIDADE
DL50/30 (seres humanos): 4 Gy = 400 rad = 4 Sv (para radiação eletromagnética)
1 mSv = 0,1 rem = 0,1 rad = 0,1 cGy (para radiação eletromagnética)
Dose rad gray Gy 1 rad = 1cGy
Dose equivalente
rem sievert Sv 1 rem = 0,01 Sv
Radioatividade Ci bequerel Bq 1 Ci = 3,7 x 1010 Bq
Antiga Nova Símbolo Relação
![Page 20: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/20.jpg)
DOSES LIMITES
TRABALHADORES: 50 mSv/ano ou média de 20mSv/5 anos
PÚBLICO: 1 mSv/ano
![Page 21: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/21.jpg)
VALORES DE EXPOSIÇÃO NATURAL
RADÔNIO: 0,2 a 500 mSv/ano; (222Ra libera radônio)
BG NATURAL: 1 a 2 mSv/ano podendo chegar a 20 mSv/ano
MATERIAL DE CONSTRUÇÃO: 0,2 a 1 m Sv/ano
USINA NUCLEAR: 0,001 a 0,01 mSv/ano
RX DE TÓRAX: 0,05 a 0,2 mSv/exame
LEITE PODE CONSUMIR ATÉ : 100 Bq/l
CARNE PODE CONSUMIR ATÉ: 300 bq/kg (podendo chegar a 1000 em alguns países)
![Page 22: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/22.jpg)
Comparação das doses de exposição
![Page 23: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/23.jpg)
Exposição humana à radiação - acidentes nucleares
73.884 Mortes
74.909 Feridos
11.574 Casas queimadas
5.509 Casa metade destruídas
50.000 Casas parcialmente destruídas
2 Mortos em 1 dia
29 Mortos em 2-120
200 Sobreviventes
400.000 Não afetados porém expostos
BOMBA DE NAGAZAKI ACIDENTE DE CHERNOBIL
![Page 24: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/24.jpg)
45.000 Mortos em 1 dia 22.000
19.000 Mortos em 2-120 dias 17.000
72.000 Sobreviventes 25.000
119.000 Não afetados 110.000
255.000 População 174.000
BOMBA DE NAGAZAKI
BOMBA DE HIROSHIMA
![Page 25: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/25.jpg)
Qual a exposição natural que sofremos diariamente?
![Page 26: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/26.jpg)
Expectativa de perda de vida por diversos motivosCAUSA DIASSer homem solteiro 3500Homem fumante 2250Doenças do coração 2100Ser mulher solteira 1600Ter sobrepeso em 30% 1300Ser mineiro de carvão 1100Ter câncer 980Ter sobrepeso em 20% 900Escolaridade (8a. Série) 850Mulher fumante 800Ser pobre 700Hemorragia cerebral 520Viver em estado desfavorável 500Fumar charutos 330Acidentes em trab. arriscado 300Fumar cachimbo 220Comer 100 cal/dia A MAIS 210Acidentes com veículos mot. 207Pneumonia – gripes 141Alcoolismo 130Acidentes domésticos 95Suicídios 95Diabete 95Homicídios 90Uso impróprio de drogas 90Acidentes de trabalho 74
CAUSADIAS
Afogamento 41Trab. ocup. com mat. rad. 40Quedas 30Acidentes com pedestres 37Trab. seguro – acidentes 30Fogo – queimaduras 27Geração de energia 24Uso ilícito de drogas 18Envenenamento (sol. – líq) 17Sufocamento 13Acid. com armas de fogo 11Radiação natural 8Raios X médicos 6Envenenamento (gás) 7Café 6Anticoncepcionais 5Acidentes c/ bicicletas, motos 5Combinação de todas catástrofes
3,5Bebidas dietéticas 2Acidentes com reatores 2Radiação da ind. nuclear
9Teste papanicolau p/ mulher -4Alarme de fumaça nos lares -10Sistema protetor em carros -50Melhoria em segurança (1966-1976) -110Unidade móvel cardio-clín. -125
![Page 27: INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062512/552fc170497959413d8edba5/html5/thumbnails/27.jpg)
Energia da radiação para causar dano
O efeito biológico da radiação não se deve à quantidade de energia absorvida, mas ao tamanho do fóton ou a quantidade de energia armazenada