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Forma de Energia

RADIAÇÃO. Forma de Energia. propagação independe da existência do meio. RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS. RADIAÇÃO IONIZANTE X RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE. DOIS GRANDES GRUPOS:. DIFERENÇA:. ENERGIA. RADIAÇÃO IONIZANTE. RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS.

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Presentation Transcript

  1. RADIAÇÃO Forma de Energia propagação independe da existência do meio

  2. RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS RADIAÇÃO IONIZANTE X RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE DOIS GRANDES GRUPOS: DIFERENÇA: ENERGIA

  3. RADIAÇÃO IONIZANTE RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS Energia suficiente para arrancar elétrons de um átomo - produção de pares de íons. Partículas carregadas: Alfa, Beta, Prótons, Elétrons Partículas não carregadas: Nêutrons Ondas eletromagnéticas: Gama, Raios X.

  4. RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE Não possui energia suficiente para arrancar elétrons de um átomo Pode quebrar moléculas e ligações químicas Ultravioleta, Infravermelho, Radiofreqüência, Laser, Microondas, Luz visível.

  5. RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS • RADIAÇÃO BETA • Denominação dada ao elétron emitido pelo núcleo do átomo - partícula leve • Possui uma carga negativa • Perde energia para o meio rapidamente - alcance médio (até alguns metros no ar) • Pequeno poder de ionização - produção de pequena densidade de ionizações. TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES

  6. RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS • RADIAÇÃO ALFA • Partículas com dois prótons e dois neutrons - partícula pesada • Possui duas cargas positivas • Perde energia para o meio muito rapidamente - alcance pequeno (alguns centímetros no ar) • Alto poder de ionização - produção de grande densidade de ionizações. TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES

  7. RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS • RADIAÇÃO DE NEUTRONS • Partícula pesada • Não possui carga • Perde energia para o meio de forma muito variável - extremamente dependente da energia • Produção de ionizações igualmente variável - indiretamente ionizante - núcleos de recuo. TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES

  8. RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS • RADIAÇÃO DE PÓSITRON • Denominação dada ao elétron com carga positiva emitido pelo núcleo do átomo - partícula leve • Possui uma carga positiva • Perde energia para o meio rapidamente – elétrons livres do meio - processo de aniquilação de pares • Pequeno poder de ionização - produção de pequena densidade de ionizações. TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES

  9. RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS • RADIAÇÃO GAMA • Ondas Eletromagnéticas emitidas do núcleo de átomos em estado excitado de energia • Não possui carga • Perde energia para o meio de forma muito lenta - grande alcance (centímetros de concreto) • Pequeno poder de ionização - produção de muito poucas ionizações TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES

  10. RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS • RADIAÇÃO X • Ondas Eletromagnéticas: • Produzidas pela desaceleração de partículas carregadas (especialmente elétrons) - radiação de freamento ou Brehmstrahlung • Ou pela transição de elétrons orbitais para órbitas mais internas do átomo - raio X característico • Todas as demais características são idênticas à radiação gama. TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES

  11. RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS • Relação entre Energia e Alcance • Todo tipo de radiação ionizante, seja partícula ou onda eletromagnética, perde energia nas interações com a matéria • Quanto maior a energia da radiação, mais interações é capaz de produzir, portanto maior o percurso até ser totalmente freada, ou seja, maior o alcance TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES

  12. RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS Relação entre Energia e Alcance Radiação Alfa TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES

  13. RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS Relação entre Energia e Alcance Radiação Beta TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES

  14. RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS Relação entre Energia e Alcance Radiação Gama ou X TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES

  15. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES • A radiação perde energia para o meio provocando ionizações • Os átomos ionizados podem gerar: Alterações moleculares Danos em órgãos ou tecidos Manifestação de efeitos biológicos

  16. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES MECANISMOS DE AÇÃO • Possibilidades da radiação incidindo em uma célula: • Passar sem interagir • Atingir uma molécula: • Não produzir dano • Produzir dano.

  17. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES MECANISMOS DE AÇÃO • Possibilidades da radiação incidindo em uma célula: • Atingir uma molécula: • Produzir dano: • Reversível • Irreversível • Pode ou não levar à indução de efeito biológico • morte celular • reprodução - perpetuação do dano.

  18. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES MECANISMOS DE AÇÃO • A cada possibilidade está associada uma probabilidade diferente de zero • O fenômeno da indução de efeitos biológicos pela interação da radiação com organismos vivos é de natureza PROBABILÍSTICA.

  19. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES PROPRIEDADES DOS EFEITOS SEQÜÊNCIA DE EVENTOS • Estágio físico: • Ocorre para tempos  10-14 segundos • Estágio de absorção e deposição de energia • Excitação e ionização dos compostos.

  20. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES PROPRIEDADES DOS EFEITOS SEQÜÊNCIA DE EVENTOS • Estágio físico-químico: • Ocorre para tempos de 10-14 a 10-12 segundos • Quebra de ligações • Radiólise da água - formação de radicais livres • Começa o dano químico - radicais livres começam a reagir.

  21. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES PROPRIEDADES DOS EFEITOS SEQÜÊNCIA DE EVENTOS • Estágio químico: • Ocorre para tempos de 10-12 a 10-7 segundos • Continua a reação dos radicais livres • Formação de produtos tóxicos • Começam os danos ao RNA e DNA • Enzimas são inativadas e ativadas.

  22. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES PROPRIEDADES DOS EFEITOS SEQÜÊNCIA DE EVENTOS • Estágios químico e biológico coincidem: • Ocorre para tempos de 10-3 a 10 segundos • Formação de radicais secundários e peróxidos orgânicos • Muitas reações bioquímicas são interrompidas • Começa o reparo do DNA

  23. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES PROPRIEDADES DOS EFEITOS SEQÜÊNCIA DE EVENTOS • Estágio biológico: • Ocorre para tempos de 10 segundos a 10 horas • Completa-se a maioria das reações • Diminui a mitose das células irradiadas • São bloqueadas as reações bioquímicas • Rompimento de membrana celular.

  24. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS • Classificam-se conforme sua variação quanto: • ao tempo de manifestação • ao tipo de célula atingida • à quantidade de energia depositada

  25. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS QUANTO AO TEMPO DE MANIFESTAÇÃO: • Efeitos Agudos: • característicos de exposições a doses elevadas • manifestam-se em, no máximo, dois meses (seres humanos) • Exemplos: eritema, síndrome aguda.

  26. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS QUANTO AO TEMPO DE MANIFESTAÇÃO: • Efeitos Tardios: • característicos de exposições a pequenas doses • manifestam-se em anos ou dezenas de anos (seres humanos) • Exemplo: câncer.

  27. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS QUANTO AO TIPO DE CÉLULA ATINGIDA: • Efeitos Somáticos: • alterações provocadas pela interação da radiação ionizante com qualquer célula do organismo, exceto as reprodutivas • manifestam-se no próprio indivíduo irradiado • Exemplos: câncer, catarata.

  28. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS QUANTO AO TIPO DE CÉLULA ATINGIDA: • Efeitos Genéticos (hereditários): • Alterações provocadas pela interação da radiação ionizante com as células reprodutivas do organismo. • Manifestam-se nos descendentes do indivíduo irradiado • Exemplos: mutações genéticas.

  29. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS QUANTO À QUANTIDADE DE ENERGIA DEPOSITADA: • Efeitos Estocásticos: • Ocorrem com doses pequenas de radiação • Não apresentam um limiar de dose para sua ocorrência • A probabilidade de ocorrência aumenta com o aumento da dose

  30. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS QUANTO À QUANTIDADE DE ENERGIA DEPOSITADA: • Efeitos Estocásticos: • A gravidade do efeito independe da dose. Exemplo: câncer Por menor que seja a dose, está sempre associada uma probabilidade diferente de zero para a ocorrência deste tipo de efeito.

  31. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS QUANTO À QUANTIDADE DE ENERGIA DEPOSITADA: • Efeitos Determinísticos (não-estocásticos): • Ocorrem com doses elevadas de radiação • Apresentam um limiar de dose para sua ocorrência • A gravidade do efeito aumenta com o aumento da dose. • Exemplos: eritema, catarata.

  32. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES RADIOSENSIBILIDADE Os diferentes tecidos e órgãos possuem diferentes sensibilidades à radiação. Sistema hematopoiético Sistema gastrointestinal Sistema nervoso

  33. GRANDEZAS E UNIDADES USADAS EM RADIOPROTEÇÃO RADIOPROTEÇÃO - HISTÓRICO • 1895  Wilhelm Conrad Röentgen descobre os Raios X - revolução na medicina • 1896  Marie e Pierre Curie e Henry Becquerel descobrem as substâncias radioativas.

  34. Pierre e Marie Curie Wilhelm Conrad Röentgen

  35. Em uma de suas experiências, Röentgen colocou a mão de sua mulher, Bertha, na frente do filme e obteve a primeira radiografia da história, mostrando os ossos de Dona Bertha e até seu anel de casamento.

  36. Radiografia tirada por Röentgen de seu rifle de caça. Observe que há um pequeno defeito no cano. Com essa foto, Röentgen antecipou o uso industrial dos Raios-X como controle de qualidade de peças.

  37. TIPOS DE FONTES E MODOS DE EXPOSIÇÃO TIPOS DE FONTES • Equipamentos emissores de radiação ionizante: • Fornecer energia para o funcionamento. • Materiais Radioativos: • Naturais ou produzidos artificialmente • Emitem radiação continuamente.

  38. TIPOS DE FONTES E MODOS DE EXPOSIÇÃO TIPOS DE FONTES • Exemplos de equipamentos emissores de radiação ionizante: • Equipamentos emissores de Raios X: • Espectrômetros de fluorescência e difratômetros: - identificação do conteúdo de amostras • Microscópios eletrônicos: • - visualização de amostras

  39. TIPOS DE FONTES E MODOS DE EXPOSIÇÃO TIPOS DE FONTES • Exemplos de equipamentos emissores de radiação ionizante: • Equipamentos emissores de Raios X: • Diagnóstico médico e odontológico: • Diagnóstico e terapia • Controle de qualidade • Calibração de detetores • Testes de blindagens.

  40. TIPOS DE FONTES E MODOS DE EXPOSIÇÃO TIPOS DE FONTES • Exemplos de equipamentos emissores de radiação ionizante: • Outros: • Aceleradores de partículas: • Pesquisas em física de partículas • Radioterapia • Tokamak: • Pesquisa em física de plasmas

  41. TIPOS DE FONTES E MODOS DE EXPOSIÇÃO TIPOS DE FONTES • Exemplos de materiais radioativos: • Fontes Seladas (não há possibilidade de contato com o material radioativo): • Radioterapia: • Tratamento de tumores • Irradiadores biológicos: • Indução e estudos de efeitos biológicos

  42. Fonte: Apostila “Aplicações da Energia Nuclear”, Comissão Nacional de Energia Nuclear.

  43. Fonte: Apostila “Aplicações da Energia Nuclear”, Comissão Nacional de Energia Nuclear.

  44. TIPOS DE FONTES E MODOS DE EXPOSIÇÃO TIPOS DE FONTES • Exemplos de materiais radioativos: • Fontes Seladas (não há possibilidade de contato com o material radioativo): • Fontes de calibração: • Detetores de radiação • Agricultura: • Estudos de densidade e umidade do solo

  45. TIPOS DE FONTES E MODOS DE EXPOSIÇÃO TIPOS DE FONTES • Exemplos de materiais radioativos: • Fontes Não Seladas (há possibilidade de contato com o material radioativo): • Traçadores e marcadores: • Atividade metabólica • Marcação de DNA • Fluxo de fluidos

  46. Uso de traçadores no estudo do comportamento de insetos: A marcação de insetos com radioisótopos é também útil para a eliminação de pragas, identificando qual predador se alimenta de determinado inseto indesejável. Neste caso, o predador é usado em vez insetcidas nocivos à saúde.

  47. TIPOS DE FONTES E MODOS DE EXPOSIÇÃO TIPOS DE FONTES • Exemplos de materiais radioativos: • Fontes Não Seladas (há possibilidade de contato com o material radioativo): • Medicina Nuclear: • Diagnóstico e terapia • Naturais: • Análises ambientais

  48. TIPOS DE FONTES E MODOS DE EXPOSIÇÃO MODOS DE EXPOSIÇÃO: • Irradiação Externa: • Exposição à radiação emitida pela fonte. • Estar próximo à fonte, considerando a energia de emissão e o tipo de radiação • Equipamentos emissores de radiação ionizante • Fontes seladas • Fontes não-seladas.

  49. TIPOS DE FONTES E MODOS DE EXPOSIÇÃO MODOS DE EXPOSIÇÃO: • Contaminação: • Presença indesejável de material radioativo. • Contaminação Interna • Incorporação de material radioativo por ingestão, inalação ou absorção por contato direto com a pele. • Fontes não seladas • Fontes seladas (pouco provável).

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