INTERAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS COM A MATÉRIA

INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA COM A

MATÉRIA

Docente: Thassiany Sarmento

Faculdade Mauricio de Nassau – FMNCurso de Radiologia

Componente curricular: técnicas para diagnóstico por imagem.

INTERAÇÕES DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA

APÓS PRODUZIDAS, SEJA POR MEIO DE UM APARELHO DE RAIOS X, OU POR UMA FONTE GERADORA DE RADIOATIVIDADE, AS RADIAÇÕES ATINGEM AS SUBSTÂNCIAS, INTERAGINDO COM AS MESMAS DE DIFERENTES MANEIRAS.

APÓS PRODUZIDAS, SEJA POR MEIO DE UM APARELHO DE RAIOS X, OU POR UMA FONTE GERADORA DE RADIOATIVIDADE, AS RADIAÇÕES ATINGEM AS SUBSTÂNCIAS, INTERAGINDO COM AS MESMAS DE DIFERENTES MANEIRAS.

A FORMA COMO OCORRERÁ ESTA INTERAÇÃO, SEJA COM O ORGANISMO VIVO, SEJA COM O PRÓPRIO RECEPTOR DE IMAGENS (FILME, SENSOR) SERÁ RESPONSÁVEL PELA DEFINIÇÃO DA QUALIDADE DIAGNÓSTICA DA IMAGEM.

A FORMA COMO OCORRERÁ ESTA INTERAÇÃO, SEJA COM O ORGANISMO VIVO, SEJA COM O PRÓPRIO RECEPTOR DE IMAGENS (FILME, SENSOR) SERÁ RESPONSÁVEL PELA DEFINIÇÃO DA QUALIDADE DIAGNÓSTICA DA IMAGEM.

ESSE CONHECIMENTO PERMITIRÁ AO TECNÓLOGO CONDIÇÕES DE COMPREENDER MELHOR COMO SE DÁ O PROCESSO DE FORMAÇÃO DA IMAGEM, OS RISCO DOS EXAMES QUE UTILIZAM RADIAÇÕES IONIZANTES, BEM COMO FUNCIONAM AS BARREIRAS PROTETORAS E EQUIPAMENTOS INDIVIDUAIS DE PROTEÇÃO.

ESSE CONHECIMENTO PERMITIRÁ AO TECNÓLOGO CONDIÇÕES DE COMPREENDER MELHOR COMO SE DÁ O PROCESSO DE FORMAÇÃO DA IMAGEM, OS RISCO DOS EXAMES QUE UTILIZAM RADIAÇÕES IONIZANTES, BEM COMO FUNCIONAM AS BARREIRAS PROTETORAS E EQUIPAMENTOS INDIVIDUAIS DE PROTEÇÃO.

2

ANTES DE COMEÇARMOS A ESTUDAR OS TIPOS DE INTERAÇÕES QUE PODERÃO OCORRER ENTRE OS RAIOS X E OS CORPOS NOS QUAIS INCIDEM, É

IMPORTANTE REVERMOS ALGUNS CONCEITOS COMO DE EXCITAÇÃO E IONIZAÇÃO.

ANTES DE COMEÇARMOS A ESTUDAR OS TIPOS DE INTERAÇÕES QUE PODERÃO OCORRER ENTRE OS RAIOS X E OS CORPOS NOS QUAIS INCIDEM, É

IMPORTANTE REVERMOS ALGUNS CONCEITOS COMO DE EXCITAÇÃO E IONIZAÇÃO.

EXCITAÇÃOEXCITAÇÃO

IONIZAÇÃOIONIZAÇÃO

3

EXCITAÇÃO & IONIZAÇÃOEXCITAÇÃO & IONIZAÇÃO

AO INTERAGIREM COM A MATÉRIA, OS FÓTONS DE RADIAÇÃO PODERÃO PROVOCAR PROCESSOS DE

EXCITAÇÃO.

NESTE PROCESSO, A ENERGIA DOS FÓTONS INCIDENTES É TRANSFERIDA A UM ELÉTRON QUE, AO RECEBÊ-LA, PASSA A UM NÍVEL ENERGÉTICO MAIS ALTO NO ÁTOMO.

APÓS ESTA ETAPA, ESTE MESMO ELÉTRON CEDE ESTA ENERGIA ABSORVIDA NA FORMA DE FÓTON.

AO INTERAGIREM COM A MATÉRIA, OS FÓTONS DE RADIAÇÃO PODERÃO PROVOCAR PROCESSOS DE

EXCITAÇÃO.

NESTE PROCESSO, A ENERGIA DOS FÓTONS INCIDENTES É TRANSFERIDA A UM ELÉTRON QUE, AO RECEBÊ-LA, PASSA A UM NÍVEL ENERGÉTICO MAIS ALTO NO ÁTOMO.

APÓS ESTA ETAPA, ESTE MESMO ELÉTRON CEDE ESTA ENERGIA ABSORVIDA NA FORMA DE FÓTON.

4

INTERAÇÕES DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA

EXCITAÇÃO & IONIZAÇÃO EXCITAÇÃO & IONIZAÇÃO

POR ESTAR MAIS ENERGÉTICO, APÓS ESTA ABSORÇÃO, O ÁTOMO TORNA-SE MAIS REATIVO,

MAIS PROPENSO A REAÇÕES. DIZEMOS QUE OCORREU UMA EXCITAÇÃO.

POR ESTAR MAIS ENERGÉTICO, APÓS ESTA ABSORÇÃO, O ÁTOMO TORNA-SE MAIS REATIVO,

MAIS PROPENSO A REAÇÕES. DIZEMOS QUE OCORREU UMA EXCITAÇÃO.

5


POR OUTRO LADO, DEPENDENDO DA ENERGIA DO FÓTON INCIDENTE, PODERÁ OCORRER UMA REMOÇÃO DE ELÉTRONS DO ÁTOMO DA SUBSTÂNCIA IRRADIADA. O QUE, COMO SABEMOS, TRANSFORMARÁ ESTA SUBSTANCIA EM UM ÍON COM CARGA POSITIVA, JÁ QUE PERDEU ELÉTRON(S).

OS ÍONS SÃO ELEMENTOS EXTREMAMENTE REATIVOS E ENTÃO PODERÃO FORMAR

NOVOS COMPOSTOS. DIZEMOS QUE HOUVE UMA IONIZAÇÃO.

POR OUTRO LADO, DEPENDENDO DA ENERGIA DO FÓTON INCIDENTE, PODERÁ OCORRER UMA REMOÇÃO DE ELÉTRONS DO ÁTOMO DA SUBSTÂNCIA IRRADIADA. O QUE, COMO SABEMOS, TRANSFORMARÁ ESTA SUBSTANCIA EM UM ÍON COM CARGA POSITIVA, JÁ QUE PERDEU ELÉTRON(S).

OS ÍONS SÃO ELEMENTOS EXTREMAMENTE REATIVOS E ENTÃO PODERÃO FORMAR

NOVOS COMPOSTOS. DIZEMOS QUE HOUVE UMA IONIZAÇÃO.

6


-

ESTES ÍONS ATUAM NOS ORGANISMOS VIVOS COMO OS CHAMADOS “RADICAIS LIVRES”, PODENDO LEVAR À FORMAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS DE DIFERENTES AÇÕES NOS TECIDOS

ESTES ÍONS ATUAM NOS ORGANISMOS VIVOS COMO OS CHAMADOS “RADICAIS LIVRES”, PODENDO LEVAR À FORMAÇÃO DE SUBSTÂNCIAS DE DIFERENTES AÇÕES NOS TECIDOS

7

BEM, ANTES DE COMEÇARMOS A ESTUDAR AS DIFERENTES INTERAÇÕES DAS RADIAÇÕES COM A MATÉRIA, VAMOS RECORDAR UMA UNIDADE DE “ENERGIA” QUE É MUITO UTILIZADA NO ESTUDO DA QUANTIFICAÇÃO ENERGÉTICA DAS RADIAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS,

O “ELÉTRONVOLT”

BEM, ANTES DE COMEÇARMOS A ESTUDAR AS DIFERENTES INTERAÇÕES DAS RADIAÇÕES COM A MATÉRIA, VAMOS RECORDAR UMA UNIDADE DE “ENERGIA” QUE É MUITO UTILIZADA NO ESTUDO DA QUANTIFICAÇÃO ENERGÉTICA DAS RADIAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS,

O “ELÉTRONVOLT”

ASSIM COMO O JOULE (J) E OUTRAS UNIDADES JÁ CONHECIDAS DE MENSURAÇÃO DE

ENERGIA, O ELÉTRONVOLT É UMA UNIDADE DE ENERGIA QUE CORRESPONDE À ENERGIA ADQUIRIDA POR 01 ELÉTRON, QUANDO ESTE É ACELERADO EM UM CAMPO ELÉTRICO DE 01 VOLT. OBSERVE:

ASSIM COMO O JOULE (J) E OUTRAS UNIDADES JÁ CONHECIDAS DE MENSURAÇÃO DE

ENERGIA, O ELÉTRONVOLT É UMA UNIDADE DE ENERGIA QUE CORRESPONDE À ENERGIA ADQUIRIDA POR 01 ELÉTRON, QUANDO ESTE É ACELERADO EM UM CAMPO ELÉTRICO DE 01 VOLT. OBSERVE:

8

+

-

AO SER ACELERADO DE A PARA B, CUJA D.D.P É 1 VOLT, ESTE ELÉTRON IRÁ ADQUIRIR 01

ELÉTRONVOLT (eV) DE ENERGIA.

ESTA É A DEFINIÇÃO DA UNIDADE DE ENERGIA eV.

AO SER ACELERADO DE A PARA B, CUJA D.D.P É 1 VOLT, ESTE ELÉTRON IRÁ ADQUIRIR 01

ELÉTRONVOLT (eV) DE ENERGIA.

ESTA É A DEFINIÇÃO DA UNIDADE DE ENERGIA eV.

A

1eV

B

DDP=1V

9

ASSIM COMO TODAS AS UNIDADES, O eV POSSUI TAMBÉM SEUS MÚLTIPLOS:ASSIM COMO TODAS AS UNIDADES, O eV POSSUI TAMBÉM SEUS MÚLTIPLOS:

MeV MEGA ELETRONVOLT

KeVKILO

ELÉTRONVOLT

eVELÉTRONVOLT

1

1 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0

10

MeV

KeVeV

1

1 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0

DESTA FORMA:

1MeV= 1000 000 eV = 10 eV

1KeV= 1 000 eV = 10 eV

DESTA FORMA:

1MeV= 1000 000 eV = 10 eV

1KeV= 1 000 eV = 10 eV

6

3

11

SABEMOS QUE UM FEIXE DE RAIOS X É UM FEIXE HETEROGÊNEO, POSSUINDO FÓTONS DE DIVERSOS COMPRIMENTOS DE ONDAS (λ), AS ENERGIA POR CONSEQUÊNCIA DESTES

FÓTONS SÃO VARIÁVEIS, DEPENDENDO DE DIVERSOS FATORES (KV, ETC).

OS RAIOS X UTILIZADOS PARA FINS DE DIAGNÓSTICO (PRODUÇÃO DE IMAGENS RADIOGRÁFICAS), POSSUEM ENERGIAS VARIANDO DENTRO DE UMA FAIXA DE

20 A 150 KeV.

SABEMOS QUE UM FEIXE DE RAIOS X É UM FEIXE HETEROGÊNEO, POSSUINDO FÓTONS DE DIVERSOS COMPRIMENTOS DE ONDAS (λ), AS ENERGIA POR CONSEQUÊNCIA DESTES

FÓTONS SÃO VARIÁVEIS, DEPENDENDO DE DIVERSOS FATORES (KV, ETC).

OS RAIOS X UTILIZADOS PARA FINS DE DIAGNÓSTICO (PRODUÇÃO DE IMAGENS RADIOGRÁFICAS), POSSUEM ENERGIAS VARIANDO DENTRO DE UMA FAIXA DE

20 A 150 KeV.

150 KeV

20 KeV

12

DE UMA MANEIRA GERAL, AO ATINGIREM UM CORPO, AS RADIAÇÕES PODERÃO INTERAGIR COM ESTA MATÉRIA, SOFRENDO OS SEGUINTES COMPORTAMENTOS:

DE UMA MANEIRA GERAL, AO ATINGIREM UM CORPO, AS RADIAÇÕES PODERÃO INTERAGIR COM ESTA MATÉRIA, SOFRENDO OS SEGUINTES COMPORTAMENTOS:

SEREM TRANSMITIDAS, OU SEJA ULTRAPASSAREM O CORPO, SEM QUE HAJA NENHUMA ALTERAÇÃO ENERGÉTICA OU DE

TRAJETÓRIA

SEREM TRANSMITIDAS, OU SEJA ULTRAPASSAREM O CORPO, SEM QUE HAJA NENHUMA ALTERAÇÃO ENERGÉTICA OU DE

TRAJETÓRIA

13

SEREM ATENUADAS, ONDE HÁ UMA INTERAÇÃO DESTAS COM A MATÉRIA, OCASIONANDO ALTERAÇÕES EM SUA ENERGIA E/OU TRAJETÓRIA, ALÉM DE OUTROS

PROCESSOS.

SEREM ATENUADAS, ONDE HÁ UMA INTERAÇÃO DESTAS COM A MATÉRIA, OCASIONANDO ALTERAÇÕES EM SUA ENERGIA E/OU TRAJETÓRIA, ALÉM DE OUTROS

PROCESSOS.

14

ATENUAÇÃO :CADA VEZ QUE UM FEIXE DE RADIAÇÃO ATRAVESSA UMA SUBSTÂNCIA, ESTE FEIXE SOFRERÁ UM CERTO GRAU DE ATENUAÇÃO QUE DIMINUIRÁ SUA INTENSIDADE

INICIAL

ATENUAÇÃO :CADA VEZ QUE UM FEIXE DE RADIAÇÃO ATRAVESSA UMA SUBSTÂNCIA, ESTE FEIXE SOFRERÁ UM CERTO GRAU DE ATENUAÇÃO QUE DIMINUIRÁ SUA INTENSIDADE

INICIAL

15

CADA MATERIAL TERÁ A CAPACIDADE DE ABSORVER OS FÓTONS DE DIFERENTES INTENSIDADES. ESTA ABSORÇÃO SEGUE À SEGUINTE EQUAÇÃO, CONSIDERANDO A FIGURA ACIMA.

CADA MATERIAL TERÁ A CAPACIDADE DE ABSORVER OS FÓTONS DE DIFERENTES INTENSIDADES. ESTA ABSORÇÃO SEGUE À SEGUINTE EQUAÇÃO, CONSIDERANDO A FIGURA ACIMA.

I0

I0 e-

X

X

IX

IX =

16

e- X

I0IX =

I0 = INTENSIDADE DA RADIAÇÃO INCIDENTE

IX= INTENSIDADE DA RADIAÇÃO EMERGENTE

X= ESPESSURA DO MEIO ABSORVENTE

e = CONSTANTE (NÚMERO NEPERIANO)

VALOR JÁ TABELADO PARA MUITOS MATERIAIS, VARIANDO COM O MATERIAL E A ENERGIA (KV) DA RADIAÇÃO INCIDENTE.

=CONSTANTE, DEPENDE DO MATERIAL E DA ENERGIA DA RADIAÇÃO

INCIDENTE: COEFICIENTE DE ABSORÇÃO LINEAR DO MATERIAL

17

eX

I0IX =

1

e- X

I0IX =

NOTE QUE QUANTO MAIOR FOR:

1)INTENSIDADE INCIDENTE (I0)

MAIOR SERÁ IX, OU SEJA HAVERÁ MUITA RADIAÇÃO CAPAZ DE PASSAR ATRAVÉS DO MATERIAL!

MAIOR SERÁ IX, OU SEJA HAVERÁ MUITA RADIAÇÃO CAPAZ DE PASSAR ATRAVÉS DO MATERIAL! 18

NOTE QUE QUANTO MAIOR FOR:

ESPESSURA (X), DENSIDADE E NÚMERO ATÔMICO ( ) DO MATERIAL.

MENOR SERÁ IX, OU SEJA HAVERÁ POUCA RADIAÇÃO CAPAZ DE PASSAR ATRAVÉS DO MATERIAL, MUITA ABSORÇÃO!

MENOR SERÁ IX, OU SEJA HAVERÁ POUCA RADIAÇÃO CAPAZ DE PASSAR ATRAVÉS DO MATERIAL, MUITA ABSORÇÃO! 19

eX

I0IX =

1

e- X

I0IX =

ATENUAÇÃO “CURVA DE ATENUAÇÃO”- PODEMOS CONFECCIONAR UMA CURVA, NA QUAL MEDIREMOS A INTENSIDADE DE UM FEIXE DE FÓTONS A CONSIDERAR, EM

RELAÇÃO À PROFUNDIDADE DO MATERIAL QUE ESTE ATRAVESSA DURANTE SUA TRAJETÓRIA. OBSERVE ESTA CURVA ABAIXO DENOMINADA DE “CURVA DE ATENUAÇÃO”.

ATENUAÇÃO “CURVA DE ATENUAÇÃO”- PODEMOS CONFECCIONAR UMA CURVA, NA QUAL MEDIREMOS A INTENSIDADE DE UM FEIXE DE FÓTONS A CONSIDERAR, EM

RELAÇÃO À PROFUNDIDADE DO MATERIAL QUE ESTE ATRAVESSA DURANTE SUA TRAJETÓRIA. OBSERVE ESTA CURVA ABAIXO DENOMINADA DE “CURVA DE ATENUAÇÃO”.

ESTA CURVA É FUNÇÃO DO MATERIAL

ABSORVENTE E DA ENERGIA DOS FÓTONS INCIDENTES!

20

ATENUAÇÃO ”CAMADA SEMI-REDUTORA” ATENUAÇÃO ”CAMADA SEMI-REDUTORA”

CONFORME VISTO, DIFERENTES MATERIAIS ATENUARÃO DIFERENTES QUANTIDADES DE RADIAÇÃO.

POR DEFINIÇÃO, A FIM DE SE COMPARAR O PODER DE ATENUAÇÃO DE DIFERENTES MATERIAIS, DEFINIU-SE A GRANDEZA “CAMADA SEMI-REDUTORA” (CSR) (DE ORIGEM DO INGLÊS: HALF-VALUE LAYER, HVL), COMO SENDO A ESPESSURA DE DETERMINADO

MATERIAL NECESSÁRIA PARA DIMINUIR EM 50% A INTENSIDADE DE UM FEIXE QUE O ATRAVESSA.

CONFORME VISTO, DIFERENTES MATERIAIS ATENUARÃO DIFERENTES QUANTIDADES DE RADIAÇÃO.

POR DEFINIÇÃO, A FIM DE SE COMPARAR O PODER DE ATENUAÇÃO DE DIFERENTES MATERIAIS, DEFINIU-SE A GRANDEZA “CAMADA SEMI-REDUTORA” (CSR) (DE ORIGEM DO INGLÊS: HALF-VALUE LAYER, HVL), COMO SENDO A ESPESSURA DE DETERMINADO

MATERIAL NECESSÁRIA PARA DIMINUIR EM 50% A INTENSIDADE DE UM FEIXE QUE O ATRAVESSA.

21

TENSÃO MÁX DE VOLTAGEM

(KV)

CSR CHUMBO

(mm)

CSRCONCRETO

(cm)

50 0,06 0,43

70 0,17 0,84

100 0,27 1,60

125 0,28 2,00

150 0,30 2,24

200 0,52 2,50

A TABELA AO LADO COMPARA

AS CSR DO CHUMBO E

CONCRETO, PARA DIFERENTES

INTENSIDADES DE RADIAÇÃO

22


TENSÃO MÁX DE VOLTAGEM

(KV)

CSR CHUMBO

(mm)

CSMCONCRETO

(cm)

50 0,06 0,43

70 0,17 0,84

100 0,27 1,60

125 0,28 2,00

150 0,30 2,24

200 0,52 2,50

PARA A MESMA INTENSIDADE DE RADIAÇÃO (100)

POR EX, NECESSITARÍAMOS

DE UMA ESPESSURA DE CONCRETO

APROXIMADAMENTE 16 VEZES MAIOR QUE DE CHUMBO.

23


CAMADA SEMI-REDUTORA

0

20

40

60

80

100

120

0 10 20 30 40 50 60 70

Espessura de Material (em cm)

Inte

nsi

dad

e d

o f

eixe

de

rad

iaçã

o

50%

25%12,5%

1 CSR 2 CSR 3 CSR CSR = 15 CM24

ISTO EXPLICA PORQUE O Pb (chumbo), POR EXEMPLO, É UM ELEMENTO MUITO USADO COMO BARREIRA DE RAIOS X, COMO PROTETOR DE ÁREAS ADJACENTES À

SALAS DE EXAMES, POR EXEMPLO, JÁ QUE POSSUI ALTA DENSIDADE E ALTO NÚMERO ATÔMICO (82)

ISTO EXPLICA PORQUE O Pb (chumbo), POR EXEMPLO, É UM ELEMENTO MUITO USADO COMO BARREIRA DE RAIOS X, COMO PROTETOR DE ÁREAS ADJACENTES À

SALAS DE EXAMES, POR EXEMPLO, JÁ QUE POSSUI ALTA DENSIDADE E ALTO NÚMERO ATÔMICO (82)

Biombo de chumbo

25

NAS ATENUAÇÕES, EM QUE O FÓTON INCIDENTE CEDE TODA SUA ENERGIA NO MEIO ABSORVENTE, DIZEMOS QUE A RADIAÇÃO FOI

ABSORVIDA.

NESTE CASO O FÓTON INCIDENTE CEDE TODA SUA ENERGIA NO MEIO ABSORVENTE, E ENTÃO NÃO HÁ TRANSMISSÃO DE RADIAÇÃO ATRAVÉS DESTE MEIO.

NESTE CASO O FÓTON INCIDENTE CEDE TODA SUA ENERGIA NO MEIO ABSORVENTE, E ENTÃO NÃO HÁ TRANSMISSÃO DE RADIAÇÃO ATRAVÉS DESTE MEIO.

26

NAS ATENUAÇÕES EM QUE O FÓTON INCIDENTE EMERGE DO MEIO ABSORVENTE COM DIFERENTES ENERGIA E TRAJETÓRIAS, DIZEMOS QUE HOUVE UM “ESPALHAMENTO”

NESTE CASO O FÓTON INCIDENTE SOFRE INTERAÇÃO COM OS ÁTOMOS DO ABSORVENTE, SOFRENDO DESVIO DE SUA TRAJETÓRIA, SENDO ESPALHADO.

NESTE CASO O FÓTON INCIDENTE SOFRE INTERAÇÃO COM OS ÁTOMOS DO ABSORVENTE, SOFRENDO DESVIO DE SUA TRAJETÓRIA, SENDO ESPALHADO.

27

EM UM EXAME RADIOGRÁFICO, QUANDO CONSIDERAMOS O ABSORVENTE, SENDO O CORPO A SER RADIOGRAFADO, PODEMOS CONCLUIR QUE AS ATENUAÇÕES SEJAM ELAS POR ABSORÇÃO

DA RADIAÇÃO, SEJAM ELAS POR ESPALHAMENTO, SERÃO AS RESPONSÁVEIS PELA DETERMINAÇÃO DA IMAGEM NO RECEPTOR (FILME, SENSORES).

EM UM EXAME RADIOGRÁFICO, QUANDO CONSIDERAMOS O ABSORVENTE, SENDO O CORPO A SER RADIOGRAFADO, PODEMOS CONCLUIR QUE AS ATENUAÇÕES SEJAM ELAS POR ABSORÇÃO

DA RADIAÇÃO, SEJAM ELAS POR ESPALHAMENTO, SERÃO AS RESPONSÁVEIS PELA DETERMINAÇÃO DA IMAGEM NO RECEPTOR (FILME, SENSORES).

FILMEFILME

28

A RADIAÇÃO EMERGENTE DO CORPO , POSSUIRÁ VÁRIAS CARACTERÍSTICAS DIFERENTES OU NÃO DO FÓTON INCIDENTE, E ATINGINDO O RECEPTOR DA IMAGEM, PROVOCARÁ

NESTE DIFERENTES ESTÍMULOS, QUE SERÃO INTERPRETADOS DE DISTINTAS MANEIRA E PRODUZIRÃO ASSIM OS DETALHES DA ESTRUTURA RADIOGRAFADA EM TONS DE CINZA,

GERALMENTE

A RADIAÇÃO EMERGENTE DO CORPO , POSSUIRÁ VÁRIAS CARACTERÍSTICAS DIFERENTES OU NÃO DO FÓTON INCIDENTE, E ATINGINDO O RECEPTOR DA IMAGEM, PROVOCARÁ

NESTE DIFERENTES ESTÍMULOS, QUE SERÃO INTERPRETADOS DE DISTINTAS MANEIRA E PRODUZIRÃO ASSIM OS DETALHES DA ESTRUTURA RADIOGRAFADA EM TONS DE CINZA,

GERALMENTE

AS REGIÕES DO FILME QUE NÃO RECEBERAM MUITOS FÓTONS

EMERGENTES DO CORPO, OU SEJA, ONDE O CORPO, ABSORVEU MUITA RADIAÇÃO é

chamada de REGIÃO RADIOPACA (OPACA À RADIAÇÃO)

AS REGIÕES DO FILME QUE NÃO RECEBERAM MUITOS FÓTONS

EMERGENTES DO CORPO, OU SEJA, ONDE O CORPO, ABSORVEU MUITA RADIAÇÃO é

chamada de REGIÃO RADIOPACA (OPACA À RADIAÇÃO)

29

AS REGIÕES DO FILME QUE RECEBERAM MUITOS FÓTONS EMERGENTES DO CORPO, OU SEJA, ONDE O CORPO, NÃO ABSORVEU MUITA

RADIAÇÃO NESTA ÁREA= REGIÃO RADIOLÚCIDA (TRANSLÚCIDA À

RADIAÇÃO)

HÁ OPOSIÇÃO DAS ÁREAS RADIOLÚCIDAS E RADIOPACAS NA IMAGEM RADIOGRÁFICA, O QUE PERMITE A INTERPRETAÇÃO DAS REGIÕES ANATÔMICAS E

SEU ESTUDO.

HÁ OPOSIÇÃO DAS ÁREAS RADIOLÚCIDAS E RADIOPACAS NA IMAGEM RADIOGRÁFICA, O QUE PERMITE A INTERPRETAÇÃO DAS REGIÕES ANATÔMICAS E

SEU ESTUDO.

RADIOPACAS: CORPOS ESPESSOS;

DE ALTA DENSIDADE FÍSICA;

CLAROS NA IMAGEM.

RADIOLÚCIDAS: CORPOS FINOS:

DE BAIXA DENSIDADE FÍSICA;

ESCUROS NA IMAGEM.

30

RADIOPACAS = ATENUAM BASTANTE AS RADIAÇÕES INCIDENTES, POR SUAS ALTAS DENSIDADE E/OU ESPESSURAS.

EX: OSSOS, ESMALTE DOS DENTES...

OBS: IMAGENS CLARAS (O FILME NÃO FOI SENSIBILIZADO!)

31

RADIOLÚCIDAS = NÃO ATENUAM AS RADIAÇÕES INCIDENTES, POR SUAS BAIXAS DENSIDADE E/OU ESPESSURAS.

EX: PELE, GORDURA, AR...

OBS: IMAGENS ESCURAS (O FILME FOI MUITO SENSIBILIZADO!)

32

EXEMPLO

33

EXERCÍCIOS PROPOSTOS:

1) DE QUAIS FATORES DEPENDERÁ O GRAU DE ATENUAÇÃO DE DETERMINADA RADIAÇÃO QUE INCIDE EM UM CORPO?

2) QUAL A IMAGEM RADIOGRÁFICA (RADIOPACA/RADIOLÚCIDA) VOCÊ ESPERA NORMALMENTE OBTER DAS SEGUINTES ESTRUTURAS:

a) INTESTINO GROSSO

b) ESMALTE DOS DENTES.

c) PULMÕES

d) COLUNA VERTEBRAL

3) DA QUESTÃO ANTERIOR, QUAL DELAS SERÁ ESCURA E QUAL SERÁ CLARA? POR QUE?

34

INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA COM A

MATÉRIA: PARTE II

Faculdade Mauricio de Nassau – FMNCurso de Radiologia

Componente curricular: técnicas para diagnóstico por imagem.

Docente: Thassiany Sarmento

JÁ QUE SABEMOS QUE A INTERAÇÃO ENTRE A RADIAÇÃO E OS CORPOS SERÁ A RESPONSÁVEL PELA PRODUÇÃO DA IMAGEM RADIOGRÁFICA, PODEMOS NOS VOLTAR AGORA A UM ESTUDO

MAIS DETALHADO DOS TIPOS DE INTERAÇÃO.

JÁ QUE SABEMOS QUE A INTERAÇÃO ENTRE A RADIAÇÃO E OS CORPOS SERÁ A RESPONSÁVEL PELA PRODUÇÃO DA IMAGEM RADIOGRÁFICA, PODEMOS NOS VOLTAR AGORA A UM ESTUDO

MAIS DETALHADO DOS TIPOS DE INTERAÇÃO.

PRIMEIRAMENTE, OBSERVAMOS QUE AS INTERAÇÕES ENTRE AS RADIAÇÕES E A MATÉRIA DEPENDERÁ , DENTRE OUTROS FATORES, DA ENERGIA DESTE FÓTON

PRIMEIRAMENTE, OBSERVAMOS QUE AS INTERAÇÕES ENTRE AS RADIAÇÕES E A MATÉRIA DEPENDERÁ , DENTRE OUTROS FATORES, DA ENERGIA DESTE FÓTON

COMO EXPLICADO, A FAIXA DE RADIAÇÃO X PARA DIAGNÓSTICO

VARIARÁ ENTRE 20 A 150 KeV

COMO EXPLICADO, A FAIXA DE RADIAÇÃO X PARA DIAGNÓSTICO

VARIARÁ ENTRE 20 A 150 KeV

1) ESPALHAMENTO CLÁSSICO OU ESPALHAMENTO COERENTE1) ESPALHAMENTO CLÁSSICO OU ESPALHAMENTO COERENTE

ESTE TIPO DE INTERAÇÃO FOI INICIALMENTE OBSERVADO POR J.J. THOMSON, NO FINAL DO SÉCULO XIX. POR ISSO É TAMBÉM CONHECIDA COMO “EFEITO THOMSON”.

ESTE TIPO DE INTERAÇÃO FOI INICIALMENTE OBSERVADO POR J.J. THOMSON, NO FINAL DO SÉCULO XIX. POR ISSO É TAMBÉM CONHECIDA COMO “EFEITO THOMSON”.

ESTA INTERAÇÃO OCORRE QUANDO ESTAMOS LIDANDO COM FÓTONS DE

ENERGIAS MENORES QUE 10 KeV!

ESTA INTERAÇÃO OCORRE QUANDO ESTAMOS LIDANDO COM FÓTONS DE

ENERGIAS MENORES QUE 10 KeV!


NESTA INTERAÇÃO, O FÓTON INCIDENTE APRESENTA UM COMPRIMENTO DE ONDA (λ) MAIOR QUE AS DIMENSÕES DO ÁTOMO DO MATERIAL ( E RELATIVAMENTE BAIXA

ENERGIA).

NESTA INTERAÇÃO, O FÓTON INCIDENTE APRESENTA UM COMPRIMENTO DE ONDA (λ) MAIOR QUE AS DIMENSÕES DO ÁTOMO DO MATERIAL ( E RELATIVAMENTE BAIXA

ENERGIA).

O QUÊ OCORRE?

O FÓTON INCIDENTE

INTERAGE COM ELÉTRONS MAIS EXTERNOS DO

ÁTOMO, TRANSFERINDO

TODA SUA ENERGIA A ESTE.


O QUÊ OCORRE?

O ÁTOMO TORNA-SE EXCITADO E LIBERA

IMEDIATAMENTE ESTA ENERGIA ATRAVÉS DA

EMISSÃO DE UM FÓTON DE MESMO COMPRIMENTO DE ONDA E ENERGIA

QUE O INCIDENTE, PORÉM EM OUTRA

DIREÇÃO (HÁ ESPALHAMENTO DO

MESMO).


IMPORTANTE!!

PARA A RADIOLOGIA DIAGNÓSTICA, ESTE TIPO DE INTERAÇÃO NÃO TEM GRANDE IMPORTÂNCIA, UMA VEZ QUE ENVOLVE FÓTONS COMO DITO, NA MAIORIA, DE

BAIXA ENERGIA, OS QUAIS SÃO PRONTAMENTE ABSORVIDOS ATRAVÉS DOS FILTROS DOS APARELHOS GERADORES DE RX (INERENTES E ADICIONAIS).

IMPORTANTE!!

PARA A RADIOLOGIA DIAGNÓSTICA, ESTE TIPO DE INTERAÇÃO NÃO TEM GRANDE IMPORTÂNCIA, UMA VEZ QUE ENVOLVE FÓTONS COMO DITO, NA MAIORIA, DE

BAIXA ENERGIA, OS QUAIS SÃO PRONTAMENTE ABSORVIDOS ATRAVÉS DOS FILTROS DOS APARELHOS GERADORES DE RX (INERENTES E ADICIONAIS).

41

p1p2

Uma possibilidade

p1 p2

Outra possibilidade

• Há diversas possibilidades de interação entre partículas (colisão elástica, colisão inelástica, fusão, fissão, desintegração... );• Cada interação tem uma probabilidade de ocorrência;• A probabilidade depende, em geral, da energia e das características de cada partícula envolvida na interação;• A probabilidade específica para uma interação é chamada Seção de Choque;• O resultado efetivo das interações é naturalmente relacionado com a Seção de Choque;


42

Raios-X (interação de fóton com elétron)

Ef E

Espalhamento Thomson ( = “clássico”)Ef E

Processo análogo

• O campo elétromagnético (fóton) leva o elétron a oscilar em sua órbita;• A oscilação implica aceleração/desaceleração;• Elétrons acelerados emitem radiação;• A radiação emitida tem a mesma frequência da incidente (coerente);

2) EFEITO FOTOELÉTRICO2) EFEITO FOTOELÉTRICO

ESTE EFEITO FOI ESTUDADO PRIMEIRAMENTE PELO CIENTISTA GERMÂNICO ALBERT EISTEIN, QUE

RECEBEU O PRÊMIO NOBEL POR SEU TRABALHO SOBRE A INTERAÇÃO

FOTOELÉTRICA ENTRE DIVERSOS TIPOS DE ONDAS DE LUZ VISÍVEL E METAIS.

ESTE EFEITO FOI ESTUDADO PRIMEIRAMENTE PELO CIENTISTA GERMÂNICO ALBERT EISTEIN, QUE

RECEBEU O PRÊMIO NOBEL POR SEU TRABALHO SOBRE A INTERAÇÃO

FOTOELÉTRICA ENTRE DIVERSOS TIPOS DE ONDAS DE LUZ VISÍVEL E METAIS.


SABEMOS QUE CADA ELÉTRON ENCONTRA-SE EM CAMADAS ESPECÍFICAS DE ENERGIA , LIGADOS AOS NÚCLEOS ATÔMICOS.

ESTA LIGAÇÃO PODERÁ SER MAIS FORTE OU FRACA, DEPENDENDO DO TIPO DO ELEMENTO QUÍMICO EM QUESTÃO E A DISTÂNCIA DESTES ELÉTRON DO NÚCLEO, SENDO AS CAMADAS

K E L AS MAIS ENERGÉTICAS.

SABEMOS QUE CADA ELÉTRON ENCONTRA-SE EM CAMADAS ESPECÍFICAS DE ENERGIA , LIGADOS AOS NÚCLEOS ATÔMICOS.

ESTA LIGAÇÃO PODERÁ SER MAIS FORTE OU FRACA, DEPENDENDO DO TIPO DO ELEMENTO QUÍMICO EM QUESTÃO E A DISTÂNCIA DESTES ELÉTRON DO NÚCLEO, SENDO AS CAMADAS

K E L AS MAIS ENERGÉTICAS.

K

LESTA ENERGIA É

DENOMINADA “ENERGIA DE LIGAÇÃO”

ESTA ENERGIA É

DENOMINADA “ENERGIA DE LIGAÇÃO”


PARA QUE POSSAMOS RETIRARA UM ELÉTRON DE SUA CAMADA, DEVEREMOS FORNECER UMA ENERGIA AO MESMO IGUAL OU MAIOR QUE SUA ENERGIA DE

LIGAÇÃO (E Lig).

PARA QUE POSSAMOS RETIRARA UM ELÉTRON DE SUA CAMADA, DEVEREMOS FORNECER UMA ENERGIA AO MESMO IGUAL OU MAIOR QUE SUA ENERGIA DE

LIGAÇÃO (E Lig).


O QUÊ OCORRE?O QUÊ OCORRE?

O FÓTON INCIDENTE POSSUINDO ENERGIA

IGUAL OU MAIOR QUE A DE LIGAÇÃO DO

ELÉTRON INCIDE EM UM ELÉTRON,

TRANSFERINDO SUA ENERGIA AO MESMO.


NOTE QUE A ENERGIA CINÉTICA DO ELÉTRON SERÁ IGUAL À DIFERENÇA DA ENERGIA DO FÓTON INCIDENTE MENOS A DE LIGAÇÃO DESTE ELÉTRON.

NOTE QUE A ENERGIA CINÉTICA DO ELÉTRON SERÁ IGUAL À DIFERENÇA DA ENERGIA DO FÓTON INCIDENTE MENOS A DE LIGAÇÃO DESTE ELÉTRON.

EC

EI E Lig

EI= E Lig + ECEI= E Lig + EC


OBSERVE QUE NESTE TIPO DE INTERAÇÃO OCORRE UMA ABSORÇÃO COMPLETA DO FÓTON, ESTE FÓTON NÃO É ESPALHADO.


APÓS A EJEÇÃO DO FOTO ELÉTRON, O ÁTOMO APRESENTARÁ UMA

VACÂNCIA.


O ELÉTRON DE UMA CAMADA VIZINHA PREENCHE ESTA

VACÂNCIA EMITINDO UM FÓTON NA FORMA DE

RADIAÇÃO CARACTERÍSTICA (DE

ACORDO COM A ENERGIA DO NÍVEL QUE ELE ESTÁ)

ESTE FÓTON É DENOMINADO DE RADIAÇÃO SECUNDÁRIA


A RADIAÇÃO SECUNDÁRIA É UMA RADIAÇÃO “INDESEJADA”, POIS: AUMENTA A DOSE DOS TECIDOS DO PACIENTE, NÃO CONTRIBUI PARA A FORMAÇÃO DA

IMAGEM RADIOGRÁFICA E AINDA É CAPAZ DE ALTERAR DE FORMA INDESEJADA A IMAGEM OBTIDA,

POIS AUMENTA O GRAU DE ESCURECIMENTO DA MESMA (VELAMENTO!).

RADIAÇÃO SECUNDÁRIA




ESTE FÓTON ALTERNATIVAMENTE

PODERÁ TRANSFERIR SUA ENERGIA A OUTRO

ELÉTRON DE UMA CAMADA MAIS EXTERNA

E COM MENOR E Lig.

ESTE ELÉTRON É ENTÃO EJETADO E DENOMINADO DE ELÉTRON AUGER


ESTA INTERAÇÃO PÓS EFEITO FOTOELÉTRICO FOI ESTUDADA PELO

FÍSICO FRANCÊS PIERRE AUGER (1899 -1993) ,

POR ISSO, O NOME DOS ELÉTRONS AUGER.

ESTA INTERAÇÃO PÓS EFEITO FOTOELÉTRICO FOI ESTUDADA PELO

FÍSICO FRANCÊS PIERRE AUGER (1899 -1993) ,

POR ISSO, O NOME DOS ELÉTRONS AUGER.


APÓS A EJEÇÃO DE UM ELÉTRON AUGER,

HAVERÁ NOVA FORMAÇÃO DE

VACÂNCIA NO ÁTOMO, QUE DEVERÁ SER

PREENCHIDA E DESENCADEARÁ NOVAS

INTERAÇÕES.

OS EVENTOS AUGER TÊM IMPORTÂNCIA NA

RADIOLOGIA, POIS SÃO RESPONSÁVEIS PELO AUMENTO DAS DOSES

TECIDUAIS.

• Predomina em baixas energias;• Também predomina em elementos de elevado

número atômico Z;• Como exemplo, para o Chumbo este efeito

predomina para energias menores que 0,6 MeV (600 KeV) enquanto para o Alumínio a faixa de energia predominante é de 0,06 MeV (60 KeV).

2) CARACTERÍSTICAS DO EFEITO FOTOELÉTRICO2) CARACTERÍSTICAS DO EFEITO FOTOELÉTRICO

55

Ef E

Efeito fotoelétricoEf > E


• A energia do fóton é apenas maior que a energia de ligação do elétron;• O elétron adquire (absorve) a energia do fóton;• Com o excesso de energia, o elétron se desprende do átomo; • O fóton desaparece.

3) EFEITO COMPTON- ESPALHAMENTO COMPTON OU ESPALHAMENTO INCOERENTE


DESCOBERTO EM 1923, POR

ARTHURCOMPTON

DESCOBERTO EM 1923, POR

ARTHURCOMPTON




UM FÓTON INCIDENTE, REAGE COM UM ELÉTRON MAIS EXTERNO DO

ÁTOMO, EXPULSANDO-O DA

ELETROSFERA E IONIZANDO ESTE

ÁTOMO.



OBSERVE QUE NESTE CASO HOUVE UM

ESPALHAMENTO E NÃO UMA

ABSORÇÃO COMO NO FOTOELÉTRICO,

POIS O FÓTON INCIDENTE

CONTINUOU A SE PROPAGAR!



OS FÓTON ESPALHADOS PELO EFEITO COMPTON PODERÃO

ADQUIRIR DIFERENTES ÂNGULOS DE TRAJETÓRIA EM RELAÇÃO À

INCIDENTE. HÁ CASOS EM QUE O FÓTON ADQUIRIRÁ UM ÂNGULO NOVO DE PROPAGAÇÃO DE 180º.

OU SEJA, RETORNARÁ EM DIREÇÃO à FONTE. ESTA RADIAÇÃO É CHAMADA

RETROESPALHADA, QUE PODE SER PREJUDICIAL À

IMAGEM...

DAÍ A EXISTÊNCIA DA GRADES ANTIDIFUSORAS EM

RADIOGRAFIAS, CAPAZES DE ELIMINAR ESTAS RADIAÇÕES,

QUE ATINGIRIAM O FILME.

• O fóton incidente sempre é espalhado;• Predomina numa faixa de energia maior

comparada à do Efeito Fotoelétrico;• Embora o fóton, em cada interação deste tipo,

seja espalhado, também é responsável pela absorção da radiação incidente se levarmos em conta que os fótons vão perdendo energia nesta interação até serem completamente absorvidos ao atravessarem o paciente.



61

Ef E

Espalhamento Compton Ef >> E

λ1

λ2 > λ1


• A energia do fóton é muito maior que a energia de ligação do elétron;

• Portanto, é como se o elétron estivesse “livre”;• Ocorre colisão inelástica; • O elétron adquire energia, o fóton perde energia.

4) PRODUÇÃO DE PARES4) PRODUÇÃO DE PARES

ESTE TIPO DE INTERAÇÃO OCORRE APENAS COM RADIAÇÕES DE ALTO NÍVEL DE ENERGIA (ACIMA DE 1,022 MeV!).

O QUE, COMO JÁ SABEMOS, ESTÁ FORA DOS NÍVEIS DE RAIOS X DIAGNÓSTICO. OCORRE APENAS NA RADIOTERAPIA E RADIOGRAFIA INDUSTRIAL.

ESTE TIPO DE INTERAÇÃO OCORRE APENAS COM RADIAÇÕES DE ALTO NÍVEL DE ENERGIA (ACIMA DE 1,022 MeV!).

O QUE, COMO JÁ SABEMOS, ESTÁ FORA DOS NÍVEIS DE RAIOS X DIAGNÓSTICO. OCORRE APENAS NA RADIOTERAPIA E RADIOGRAFIA INDUSTRIAL.



UM FÓTON DE ALTÍSSIMA ENERGIA

E BAIXO COMPRIMENTO DE ONDA, CONSEGUE

“ESCAPAR” DE INTERAGIR COM OS

ELÉTRONS DA ELETROSFERA E SE

APROXIMA DO NÚCLEO ATÔMICO.

ONDE SOFRE ENORME INFLUÊNCIA DO CAMPO ELÉTRICO

AÍ EXISTENTE.

64

Ef

Produção de Par elétron-pósitronEf > mec2 (512keV)


• A energia do fóton é suficiente para “materializar” um elétron e um pósitron;

• O núcleo do átomo adquire momento de recuo;• O fóton desaparece (aniquilação).

5) FOTODESINTEGRAÇÃO5) FOTODESINTEGRAÇÃO

ESTA INTERAÇÃO TAMBÉM ENVOLVE FÓTONS COM ALTÍSSIMAS ENERGIA (ACIMA DE 10 MeV!!), NÃO OCORRENDO TAMBÉM NA FAIXA DE RAIOS X DIAGNÓSTICO ,

MAS QUE É BEM FREQÜENTE NO CASO DE RADIOTERAPIA.

ESTA INTERAÇÃO TAMBÉM ENVOLVE FÓTONS COM ALTÍSSIMAS ENERGIA (ACIMA DE 10 MeV!!), NÃO OCORRENDO TAMBÉM NA FAIXA DE RAIOS X DIAGNÓSTICO ,

MAS QUE É BEM FREQÜENTE NO CASO DE RADIOTERAPIA.


O FÓTON DE ALTÍSSIMA ENERGIA É

COMPLETAMENTE ABSORVIDO PELO

NÚCLEO.

5) FOTODESINTEGRAÇÃO5) FOTODESINTEGRAÇÃO


O NÚCLEO É ENTÃO ELEVADO A UM ALTO NÍVEL DE ENERGIA,

EMITINDO, INSTANTANEAMENTE

UM FRAGMENTO-

O NÚCLEON

PROBABILIDADES DE INTERAÇÕESPROBABILIDADES DE INTERAÇÕES

OBSERVE NESTE GRÁFICO QUE PARA BAIXOS VALORES ENERGÉTICO, HÁ PREDOMINÂNCIA DE EFEITO

FOTOELÉTRICO EM QUALQUER QUE SEJA O ÁTOMO.

PROBABILIDADES DE INTERAÇÕESPROBABILIDADES DE INTERAÇÕES

Á MEDIDA QUE A ENERGIA VAI CRESCENDO, A PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA DO EFEITO COMPTON TAMBÉM CRESCE, ATINGINDO UM

VALOR MÁXIMO EM 2 MeV, ONDE PRATICAMENTE TODAS AS INTERAÇÕES SÃO COMPTON.

PROBABILIDADES DE INTERAÇÕES--------------------------PROBABILIDADES DE INTERAÇÕES--------------------------

ACIMA DE 5 MeV, À MEDIDA QUE A ENERGIA CRESCE E O TAMANHO DO ÁTOMO DECRESCE (MENOR Z) A PRODUÇÃO DE PARES É O FENÔMENO PREDOMINANTE.

INTERAÇÃO DAS PARTÍCULAS RADIOATIVASINTERAÇÃO DAS PARTÍCULAS RADIOATIVAS

A INTERAÇÃO DA RADIOATIVIDADE, ATRAVÉS DE PARTÍCULAS DIFERE-SE DAQUELA EXPOSTA ANTERIORMENTE PARA OS FÓTONS.

A INTERAÇÃO DA RADIOATIVIDADE, ATRAVÉS DE PARTÍCULAS DIFERE-SE DAQUELA EXPOSTA ANTERIORMENTE PARA OS FÓTONS.

PRIMEIRAMENTE PORQUE SÃO RADIAÇÕES DOTADAS DE MASSA, O QUÊ NÃO OCORRE NAS RADIAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS.

PRIMEIRAMENTE PORQUE SÃO RADIAÇÕES DOTADAS DE MASSA, O QUÊ NÃO OCORRE NAS RADIAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS.

SEGUNDO, PELO GRAU DE ENERGIA QUE ESTAS PARTÍCULAS SÃO DOTADAS. SENDO QUE OS RX DIAGNÓSTICOS POSSUEM ENERGIA BEM INFERIOR AO DAS

PARTÍCULAS α E β.

SEGUNDO, PELO GRAU DE ENERGIA QUE ESTAS PARTÍCULAS SÃO DOTADAS. SENDO QUE OS RX DIAGNÓSTICOS POSSUEM ENERGIA BEM INFERIOR AO DAS

PARTÍCULAS α E β.


PAPEL

LÂMINA METAL

CHUMBO

DEVEMOS TAMBÉM NOS LEMBRAR QUE APESAR DE ENERGÉTICAS, POSSUEM O PODER DE

PENETRAÇÃO MENOR QUE ALGUMAS RADIAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS, COMO A

GAMA (γ).

α

γ

β


PARTÍCULAS α

+

+

AS PARTÍCULAS α SÃO PARTÍCULAS PRODUZIDAS EM NÚCLEOS INSTÁVEIS

DOTADAS DE CARGA ELÉTRICA +2, POSSUINDO ENERGIA VARIANDO EM TORNO

DE 4 A 7 MeV!

POR ESTA ALTÍSSIMA ENERGIA, POSSUEM ELEVADO PODER DE IONIZAÇÃO: SÃO CAPAZES DE IONIZAR ATÉ

40. 000 ÁTOMOS AO ATRAVESSAREM 1 cm DE AR!!


PARTÍCULAS α

+

+

ESTA ALTÍSSIMA IONIZAÇÃO SE DÁ PORQUE POR SUA CARGA ATRAI GRANDE NÚMERO DE ELÉTRONS DO

MEIO, QUE DEIXAM SEUS ÁTOMOS IONIZADOS, MAS QUE NÃO ENCONTRAM A PARTÍCULA DEVIDO A ALTA

VELOCIDADE DA MESMA.

-

- -

--


PARTÍCULAS α

POR POSSUÍREM PENETRAÇÃO POUCA EM TECIDOS (CERCA DE APENAS 0,1mm PODERÃO SER BARRADAS

POR UMA SIMPLES FOLHA DE PAPEL.

PORÉM, DEVIDO A SEU ALTÍSSIMO PODER DE IONIZAÇÃO, PODEM LEVAR A DANOS GRAVES NOS TECIDOS, COMO POR EXEMPLO UM ELEVADO GRAU DE CâNCER DE PELE, ATÉ MAIOR QUE O RISCO DE SER CAUSADO POR RX E GAMA!

ALÉM DISSO , ELEMENTOS RADIOATIVOS EMISSORES DE PARTÍCULAS α TAMBÉM EMITEM , POR SUA

INSTABILIDADE, RADIAÇÕES GAMA E RX, DESTA FORMA, UM FOLHA DE PAPEL NOS PROTEGERIA DA α, MAS NÃO

DAS OUTRA QUE A ATRAVESSARIAM FACILMENTE...


PARTÍCULAS α

PAPEL

LÂMINA METAL

CHUMBO

α

γ

β


PARTÍCULAS β

ββ

PARTÍCULAS β PODERÃO APRESENTAR CARGAS + OU - .

PODEM SER CONSIDERADAS COMO ELÉTRONS EM MOVIMENTO, DESTA FORMA ATUARÃO DA MESMA MANEIRA EM UM ÁTOMO COMO UM FEIXE DE ELÉTRON: FORMANDO RADIAÇÃO CARACTERÍSTICA E BREMSSTRAHLUNG (FRENAGEM)

Energia de ligação de materiais relevantes para a radiologia

Exercicio

Uma radiação X de 70 KeV interage por efeito fotoelétrico com um átomo da camada K de

carbono e um átomo de bário. Qual a energia cinética de cada fotoelétron?

Bibliografia

1. Bases Físicas e Tecnológicas Aplicadas aos Raios X, Renato Dimenstein e Thomaz Ghilardi Netto, Ed. SENAC.

2. Radiações ionizantes para médicos, físicos e leigos, Antônio Renato Biral, Ed. Insular.

3. Radioproteção e Dosimetria – Fundamentos, Luiz Tauhata, Ivan P. A. Salati, Renato Di Prinzio e Antonieta R. Di Prinzio, Instituto de Radioproteção e Dosimetria, IRD – CNEN. Disponível para download na internet.

INTERAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS COM A MATÉRIA

Health & Medicine

Transcript of INTERAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS COM A MATÉRIA