Aplicações da Energia Nuclear na Medicina

Interações Alfa e Beta com a Matéria

A Radiação Alfa

O decaimento alfa é característico de átomos de núcleos pesados. É um tipo de radiação corpuscular  que se propaga na forma de partículas com carga positiva, partículas semelhantes a um núcleo de Hélio com 2 prótons e 2 nêutrons. 

Interação Alfa:

- Trajetória retilínea;

- Baixo alcance;

- Alto poder de ionização.

A Radiação Beta

O decaimento beta ocorre através do excesso de prótons ou nêutrons no núcleo atômico, os feixes beta se  propagam como partículas na forma de elétrons com cargas negativa ou positiva (nas formas beta negativa e beta positiva). 

Interação Beta:

- Trajetória do feixe é tortuosa (aleatória);

- Médio alcance;

- Baixo poder de ionização.

Comparando-as com a radiação gama:

Interação gama:

- Trajetória retilínea; 

- Alta capacidade de alcance;

- Alto poder de ionização.

Experimento de Ernest Rutherford (1898):

             

Rutherford observou que os feixes de radiação que emanavam do material radioativo sofriam ação dos campos elétricos (positivo e negativo) das placas. Logo deduziu que os feixes se propagavam em forma de partículas eletricamente carregadas.

Barreiras e alcance das radiações.

A Braquiterapia Ocular

Interação das Radiações Eletromagnéticas com a Matéria

Os principais fenômenos de interação das radiações eletromagnéticas (raios X e gama) com a matéria são:

- Efeito fotoelétrico;

- Efeito Compton ou espalhamento Compton;

- Produção de Pares

A probabilidade de interação depende da energia do fóton incidente, da densidade do meio, da espessura do meio e do número atômico do meio.

O Efeito Fotoelétrico

Esse fenômeno ocorre quando um fóton interage com um elétron orbital transferindo para ele toda sua energia. Parte da energia é utilizada para ejetar o elétron (ionização) e o restante é carregado pelo elétron em forma de energia cinética. Nessa interação o fóton desaparece e o átomo é ionizado, os espaços das camadas internas são preenchidos pelos elétrons das camadas externas, ocorrendo assim, radiação característica.
Este efeito físico é característico em elétrons da camada mais interna (camada K) nos átomos e os raios X característicos produzidos são considerados uma radiação secundária (espalhada).

O Efeito Compton

Na interação Compton, os raios X transferem para os átomos alvo parte de sua energia, o fóton colide com o elétron mas não causa sua ejeção, apenas faz com que o elétron vibre dentro de seu orbital. Nessa interação, o fóton continua a se propagar depois de interagir com o meio, desviado de sua trajetória e sofrendo espalhamento (radiação secundária).

A Produção de Pares

Uma das formas predominantes de absorção da radiação eletromagnética é a produção de par elétron-pósitron. Este fenômeno ocorre quando fótons de alta energia (superior a 1,022 MeV) passam perto de núcleos com número atômico elevado, interagindo com o forte campo elétrico nuclear.

Fenômeno da produção de pares.

Fóton gama produzindo par elétron-pósitron.