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INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO

INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO

Interação da radiação com a matéria

Eletromagnética (raios X e g) Partículas carregadas (e-, a, d, etc) Nêutrons Radiação Ionização: remoção completa de um ou mais elétrons de valência Excitação: os elétrons são levados a níveis com energias mais altas

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 MeV ou térmicos n  0,025 eV epitérmicos 1 eV <n < 100 keV rápidos n > 100 keV Interagem por colisão direta com o núcleo

Interação com partículas carregadas

Pesadas a, 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.

elétron incidente absorvedor Elétrons perdem energia através de uma série de colisões que defletam do processo original, causando uma série de ionizações secundárias.

Interação com raios X e g

Raios g são radiações eletromagnéticas que acompanham transições nucleares. Raios X são radiações eletromagnéticas que companham transições eletrônicas. Principais processos competitivos Efeito fotoelétrico Efeito Compton Produção de pares

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.

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.

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.

Energia do fóton nos processos competitivos

Z do absorvedor 20 40 60 80 100 120 Energia do fóton, MeV 0,01 0,05 0,1 0,5 1 5 10 50 100 Efeito fotoelétrico dominante Efeito Compton dominante Produção de pares dominante

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.

Energia dos diferentes tipos de radiação

A-400  320nm B-320  290 nm C-290  200nm 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 

Escala do tempo do dano da radiação

Reparo parcial das ligações por compostos –SH presentes. Alguma proteção pode ser dada pela injeção de aditivos antes da irradiação Começa o dano químico. Radicais livres começam a reagir com os radicais metabólicos normais 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 10-14 a 10-12 s Físico -químico Nenhuma, somente blindagem externa como prevenção Excitação dos compostos e absorção de luz Deposição de energia na água – orgânicos e inorgânicos na proporção aproximada das massas < 10-14 s Físico Proteção e tratamento Efeito Ação Tempo Estágio

Escala do tempo do dano da radiação

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 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 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 10-12 a 10-7 s Químico Proteção e tratamento Efeito Ação Tempo Estágio

Escala do tempo do dano da radiação

Tratamentos Mitose das células é diminuída. Reações bioquímicas bloqueadas. Rompimento da membrana celular. Começa o efeito biológico A maioria das reações primárias são completadas. Reações secundárias continuam 10 s a 10 h Biológico Tratamento pós-irradiação deveria começar Muitas reações bioquímicas são interrompidas. Começa reparo do DNA Radicais secundários. Peróxidos orgânicos. Hidroperóxiodos H2O2 continuam a agir 10-7 a 10 s Químico e biológico coincidem Proteção e tratamento Efeito Ação Tempo Estágio

Escala aproximada do tempo dos eventos em química das radiações

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 g, 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

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)/l , onde l 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

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) 1 Ci = 3,7 x 1010 Bq Bq bequerel Ci Radioatividade 1 rem = 0,01 Sv Sv sievert rem Dose equivalente 1 rad = 1cGy Gy gray rad Dose Antiga Nova Símbolo Relação

DOSES LIMITES

TRABALHADORES: 50 mSv/ano ou média de 20mSv/5 anos PÚBLICO: 1 mSv/ano

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Name: 
200906041006030.Intera...
Author: 
Estela
Company: 
Fait
Description: 
INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA ESCALA DO TEMPO
Tags: 
tempo | energia | radiação | efeito | 000 | elétron | dose | 100 | rad
Created: 
8/16/2001 5:38:50 PM
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