A interação da Radiação ionizante com a matéria: partículas alfa, beta, gama e Raio X
Interação da partícula ALFA com a matéria:
A partícula alfa é emitida por elementos pesados e é formada por 2 nêutrons e 2 prótons (hélio), tendo carga positiva. Ao interagir com a matéria, pode causar excitação ou ionização. Na excitação, a partícula alfa interage com um átomo, transferindo energia suficiente para um elétron, a fim de excitá-lo sem arrancá-lo do átomo. Esse elétron, que estará agora com nível de energia mais alto, ao retornar para seu estado fundamental, irá emitir a energia recebida como fóton. A ionização ocorre quando há uma transferência maior de energia da partícula alfa para um elétron, arrancando-o e, consequentemente, transformando o elemento em um íon positivo (perdeu carga negativa). Esse elétron livre pode causar ionizações. Durante as interações da partícula alfa com a matéria, ela perde parte de sua energia cinética. No entanto, como possui altas energias (4 a 10 MeV), isso possibilita que ela interaja diversas vezes com diferentes átomos.
Interação da partícula BETA com a matéria:
A partícula beta é classificada como radiação corpuscular por possuir carga e massa. Ela é formada por um elétron (negatron) um nêutron no núcleo se transforma em um próton (beta mais), ocorrendo no núcleo através do processo de transformação de um próton em um nêutron. Sua trajetória é irregular na matéria, interagindo com o meio devido à sua leveza, resultando em um alcance médio maior que a partícula alfa. Durante essa interação, a partícula beta perde energia devido ao processo de ionização, depositando-a nos elétrons presentes na eletrosfera, os quais são então ejetados. Ao serem atraídos para o núcleo do átomo, esses elétrons (ou partícula β-) sofrem um desvio da sua trajetória pela repulsão eletroestática. A emissão das partículas beta ocorre em elementos com número atômico baixo ou médio, relacionando-se ao excesso de prótons ou nêutrons. Outra importante interação é a aniquilação, que ocorre devido às partículas β+ e β- possuírem carga oposta. Ao se atraírem, ambas sofrem aniquilação. Na aniquilação, as duas partículas são convertidas em dois fótons de radiação eletromagnética, cujo comprimento de onda é próximo aos raios X.
Aplicações Beta menos (negatron):
Amplamente utilizado na Medicina Nuclear para tratamento, o radionuclídeo I-131 passa por uma conversão interna no núcleo, transformando um nêutron em um próton. Isso resulta no aumento de um próton no núcleo (n-p(z+1)), sendo compensado pela emissão de um antineutrino. A necessidade de blindagem é menos rigorosa, utilizando materiais como lúcite ou acrílico. Utilizar chumbo, por exemplo, provoca a emissão de radiação de frenagem. Ex de radionuclideos beta (negatron : I131,cs 137, P-32, Sr-90, K-40 , Ca -45
Aplicações Beta mais (pósitron):
Altamente utilizado na Medicina Nuclear para diagnósticos por PET, esse processo resulta na aniquilação de um próton, gerando duas radiações gama detectadas pelos dispositivos PET. Na tomografia por emissão de pósitron, radionuclídeos que emitem beta mais incluem F-18, Na-22, N13, C-11, Ga-68.
INTERAÇÃO DAS RADIAÇÕES X E GAMA ( γ ) COM A MATÉRIA
As radiações gama e X são ondas eletromagnéticas. A primeira tem origem nuclear é produzida por núcleos atômicos instáveis que para atingir a estabilidade, eles precisam liberar energia emitindo radiação gama., enquanto que a segunda está relacionada com a eletrosfera. Efeito Fotoelétrico: neste efeito, um fóton de radiação X ou γ interage com um elétron orbital de um átomo, transferindo-lhe toda a sua energia. O elétron é então ejetado do átomo, deixando-o ionizado. Efeito Compton: neste efeito, um fóton de radiação X ou γ interage com um elétron de um átomo, transferindo-lhe parte de sua energia. O fóton é então espalhado em uma direção diferente da original. Produção de Pares: é possível apenas para radiações X e γ com energia superior a 1,02 MeV.
Neste efeito, um fóton de radiação X ou γ interage com o campo elétrico de um núcleo atômico, produzindo um elétron e um pósitron. Eles se aniquilam em um curto espaço de tempo, emitindo dois fótons de radiação gama. Espalhamento Rayleigh: neste efeito, um fóton de radiação X ou γ interage com um elétron de um átomo, sendo espalhado em uma direção diferente da original.
No entanto, a energia do fóton é preservada. Efeito de espalhamento Thomson: neste efeito, um fóton de radiação X ou γ interage com um núcleo atômico, sendo espalhado em uma direção diferente da original. No entanto, a energia do fóton é preservada. Absorção nuclear: neste efeito, um fóton de radiação X ou γ é absorvido por um núcleo atômico, causando sua ionização ou excitação.
