RADIAÇÕES BIOFISICA

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Radiações Corpusculares ☢ 
● Radiação corpuscular é a emissão de porções de matéria na forma de partículas 
elementares, a partir de um núcleo atômico instável; 
● Elementos radioativos: aqueles que possuem a capacidade de emissão de partículas; 
● Elementos da tabela que possuem o número atômico (Z) maior que 83 são instáveis, 
portanto são radioativos; 
● O núcleo atômico instável possui energia armazenada e essa tende a se dissipar 
com o passar do tempo; 
● Características físicas das partículas atômicas: 
- O movimento dos elétrons ao redor do núcleo é em órbitas circulares; 
- órbitas circulares= camadas eletrônicas, que possuem diferentes distâncias do 
núcleo e diferentes níveis de energia (quanto mais externa a camada, mais 
energia ela possui); 
- O elétron pode saltar entre as camadas, ao saltar para uma camada mais 
externa irá absorver energia e quando retorna para a camada anterior emite a 
mesma intensidade de energia absorvida; 
- 
● Modelo Padrão: é a teoria que fala sobre a existência de duas classes de partículas: 
- Férmions: aquelas que constituem a matéria. Existem doze tipos, que se 
agrupam em quarks e léptons: quark up (U) e quark down (D); 
- Bósons: aquelas que são carreadoras de força; 
- Quarks U e D possuem carga elétrica fracionada, essas partículas se agrupam 
e formam uma tríade para poder dar origem aos prótons (2 quarks u e 1 quark 
d) e nêutrons (2 quarks d e 1 quark u); 
- É possível, a partir desse modelo, supor que um nêutron pode se tornar um 
próton a partir da perda de um D e ganho de um U, e vice-versa; 
- O que mantém essas partículas unidas é a força nuclear forte (FNF); 
- A FNF só atua em distâncias pequenas, portanto quanto mais afastadas as 
partículas estiverem, menos força de atração elas terão; 
- A FNF é o que mantém os neutrons e protons fortemente unidos, formando 
assim o núcelo; 
● Nucleossíntese estelar: 
- Força da gravidade tende a compactar a matéria dentro do menor espaço 
possível e ela tende a atuar sobre tudo que possui massa, isso inclui moléculas 
gasosas; 
- Dentro de uma estrela, a força da gravidade atua de uma maneira muito 
intensa, de modo que os átomos de hidrogênio fiquem cada vez mais próximos 
uns dos outros, gerando um aumento de pressão e temperatura, acelerando 
cada vez mais os átomos de hidrogênio. Com isso, a energia cinética se torna 
maior que a força de repulsão elétrica entre eles, e com isso se chocam entre 
si, portanto a FNF “gruda” os núcleos formando um núcleo de Hélio. Esse 
processo se chama fusão nuclear; 
- Fusão Nuclear é quando dois núcleos mais leves se juntam e formam um 
núcleo mais pesado; 
- Quanto mais pesado for o núcleo, ou seja, quanto mais prótons tiver, maior 
será a carga elétrica, o que significa que maior terá que ser a energia cinética 
para vencer a força elétrica de repulsão; 
- Para que uma estrela se mantenha viva, a força da gravidade irá comprimir a 
estrela, para colapsa-la, enquanto isso a energia gerada pela fusão nuclear irá 
fazer o contrário e com a mesma intensidade, fazendo com que ela se expanda. 
Isso se chama sequência principal da estrela, em que ela não se expande ao 
ponto de desintegrar e nem colapsa a ponto de explodir; 
- 
- SUPERNOVA: a energia de expansão térmica diminui muito, portanto a 
contração gravitacional se torna predominante, então a estrela se contrai 
gradativamente ao ponto em que a pressão e a temperatura aumentem e levem 
a explosão da estrela; 
- 
- É durante a explosão da estrela que há a fusão de muitos núcleos e a geração 
de elementos mais pesados; 
- A energia gerada a partir dessa fusão é tão intensa que é transformada em 
matéria; 
 
Radiações eletromagnéticas 
● A fonte das radiações eletromagnéticas emitem energia na forma de fótons que se 
propagam na velocidade da luz; 
● A energia transportada nessa propagação é classificada em diferentes categorias que 
dependem do comprimento da onda; 
● Um campo magnético variável no tempo gera um campo elétrico e um campo 
elétrico variável no tempo gera um campo magnético; 
● 
- O sentido do campo magnético irá depender do sentido da corrente; 
- Quando a corrente é direcionada para cima, o campo eletromagnético será no 
sentido anti-horário, enquanto se a corrente é direcionada para baixo, o campo 
eletromagnético será no sentido horário; 
- Caso haja um condutor com corrente alternada, alternando continuamente o 
sentido da corrente, o campo magnético também irá alternar seguindo o fluxo 
contrário da corrente, compondo assim uma onda senoidal; 
- 
- Levando em consideração que os campos magnéticos e elétricos são 
perpendiculares entre si, a composição da onda eletromagnética que se 
propaga no espaço como radiação eletromagnética; 
- 
● O espectro eletromagnético irá variar de acordo com a frequência da onda, ou seja, é 
medido de acordo com quantas vezes um fenômeno se repete em uma unidade de 
tempo. A unidade de medida da frequência é o Hertz (Hz= 1/s); 
● 
● Portanto, a frequência das ondas eletromagnéticas irá variar de acordo com quantas 
vezes esse ciclo completo ocorre a cada segunda; 
● Corrente elétrica = carga elétrica em movimento; 
● Quanto mais rápido irá se alternar a corrente elétrica, mais energia carrega a onda 
eletromagnética que será gerada; 
● E= h*f, em que E é a energia transportada, f é a frequência da onda e h é a constante 
de Plank; 
● 
● As ondas eletromagnéticas são contínuas em sua extensão, sendo que cada faixa de 
frequência é produzida por diferentes tipos de fontes; 
● Usina nuclear solar: no centro do sol as condições de densidade, pressão e 
temperatura proporcionam a ocorrência de fusão nuclear, que originam onda 
eletromagnéticas de altas frequências; 
- Os fótons acelerados que compõem esse tipo de radiação perdem muita 
energia e interagem de maneira aleatória com as partículas do plasma solar ao 
se irradiar, através da camada radiativa em direção à fotosfera, originando 
onda eletromagnéticas de menor frequência; 
- 
- Resumindo: o núcleo é o reator nuclear que emite ondas eletromagnéticas de 
alta frequência, como os raios gama. A camada radiativa funciona como um 
filtro radioativo ou atenuador de onda, que irá reduzir a energia das ondas 
gamas que emanam do núcleo para todas as faixas do espectro abaixo daquelas 
dos raios gama. A fotosfera é a estrutura de emissão das radiações em 
eletromagnéticas solares; 
- Portanto, o sol irá emitir radiações eletromagnéticas em todas as faixas do 
espectro abaixo dos raias gama, que irão se irradiar na velocidade da luz 
em todas as direções no espaço sideral e no planeta terra. 
● A terra possui um campo eletromagnético chamado magnetosfera, que protege o 
planeta de radiações corpusculares; 
● Acredita-se que há um líquido condutor em movimento que gera o campo 
magnético, no planeta terra o líquido condutor é formado por ferro e níquel 
derretidos, proporcionando movimento de rotação; 
- Esse sistema funciona como um grande imã, que gera o campo magnético da 
Terra, que se estende por mais de 60 mil Km no espaço e cria a magnetosfera; 
- 
- Por conta desse campo, as partículas eletricamente carregadas do Vento solar e 
as radiações corpusculares do sol não conseguem atravessar e são derretida ao 
redor da terra; 
● A maioria das frequências que atingem o planeta terra estão na faixa de frequência da 
luz visível e, em menor grau, os raios ultravioletas (UV) e infravermelho (IV); 
● 
● Há uma filtração das radiações eletromagnéticas antes de adentrarem a superfície 
terrestre; 
- O filtro funciona quando a radiação eletromagnética interage com os gases 
aerossóis da atmosfera, fazendo com que a radiação seja fundamentalmente 
refletida de volta para o espaço, absorvida ou mesmo que passe atinja a 
superfície; 
- 
● Parte da energia que é absorvida é convertida em calor, assim aquecendo o planeta; 
- O oxigênio e o ozônio, junto com o vapor da água, são os poucos elementos 
que são, de fato, absorvedores da atmosfera;- Grande parte das frequências UV são praticamente bloqueadas pelo filtro UV 
da atmosfera terrestre (sendo formado pela camada de ozônio); 
● Os raios UV são formados por três faixas de frequência (UV-A, UV-B e UV-C), 
sendo o UV-C o mais energético e que são melhor filtrados pela atmosfera; 
● 
 
Aspectos ambientais face ao uso das radiações 
 
● O uso de energia nuclear tem a vantagem de não precisar utilizar combustíveis 
fósseis, portanto é evitado a emissão de gases tóxicos na atmosfera, cujo alguns 
podem ser responsáveis pelo aumento do efeito estufa; 
● Porém, é gerado uma grande quantidade de lixo atômico, uma vez que os resíduos 
radioativos possuem uma longa vida e devem ser acondicionados sob medidas fortes 
de segurança para não correr o risco de contaminar o meio ambiente; 
● A camada de ozônio é composta 90% de ozônio atmosférico, sua formação se deu 
em um momento que os níveis de oxigênio atmosférico começaram a aumentar por 
conta da fotossíntese; 
● 
● O oxigênio molecular, O2 por si só já apresenta uma função de filtro, absorvendo os 
raios UV com comprimento de onda menor que 200 nm; 
● O átomo de oxigênio resultante é muito reativo, que se reage com outra molécula de 
oxigênio e gera o ozônio, O3; 
● O que equilibra a formação e destruição de 03 é o Ciclo de Chapman: 
● 
● Os raios UV distantes quebram a molécula de 02, que irá propiciar a formação de O3, 
enquanto os raios UV-B irão quebrar a molécula de ozônio, restaurando o O2; 
● Caso haja algum fator que interrompa o Ciclo de Chapman, fazendo com que o 
ozônio seja mais destruído que produzido, significa que a camada de ozônio irá se 
tornar menos densa, criando buracos na camada; 
● Os fatores que interrompem o ciclo são outras moléculas, como H, OH, Cl, Br ou NO; 
● 
● Efeito estufa: 
- Na primeira coluna a radiação solar chega à terra durante o dia de maneira 
muito mais intensa que a radiação refletida para o espaço, ou seja, uma grande 
quantidade de radiação é absorvida pela superfície terrestre, aquecendo-a, 
Nesse exemplo, durante o dia a temperatura iria subir muito e durante a noite 
esfriaria demais; 
- Na segunda coluna, a radiação solar é parcialmente filtrada no topo da 
atmosfera, prevenindo assim um superaquecimento da terra, e como há 
radiação infravermelha sendo absorvida pela superfície e re-irradiada, dificulta 
a perda de calor para o espaço, portanto evitando um congelamento durante a 
noite; 
- Na terceira coluna, há um acúmulo de CO2, portanto a radiação IV fica presa 
na atmosfera, elevando a temperatura da superfície terrestre e dos mares.