A medição da radioatividade consiste em quantificar a emissão de radiação ionizante de materiais radioativos. É realizado por meio de diversos instrumentos como contadores Geiger-Müller, dosímetros e espectrômetros de radiação. Esses dispositivos detectam e medem a quantidade de partículas alfa, beta e gama emitidas por uma fonte radioativa.
A medição da radioatividade é essencial em muitos campos. Por exemplo, na segurança nuclear, garante que as centrais nucleares não emitem níveis perigosos de radiação. Da mesma forma, na medicina, permite que tratamentos como a radioterapia sejam administrados com precisão para atacar tumores sem danificar tecidos saudáveis. Além disso, na indústria, é utilizado para verificar a qualidade de soldas ou medir a espessura de materiais. No campo científico, é utilizado para datar fósseis antigos. Finalmente, na proteção ambiental, permite detectar a contaminação radioativa e proteger a população.
Diferença entre unidades de medida e dose de radiação
As unidades de medição de radioatividade quantificam a atividade radioativa, ou seja, o número de decaimentos nucleares que ocorrem por segundo em uma fonte. Em contraste, as unidades de dose de radiação medem a energia que a radiação deposita num material ou tecido e consideram os efeitos biológicos desta radiação.
Enquanto os primeiros se concentram na quantidade de radiação emitida, os últimos se concentram no impacto dessa radiação em termos de energia absorvida e potenciais danos à saúde.
Unidades de medida
Essas unidades concentram-se na medição da atividade radioativa de uma fonte, ou seja, o número de decaimentos nucleares que ocorrem em um segundo.
- Becquerel (Bq) : Um becquerel equivale a uma desintegração nuclear por segundo, o que é conhecido como atividade típica. É a unidade do Sistema Internacional (SI) para medir a radioatividade. Por exemplo, uma amostra de um material radioativo pode ter uma atividade de 500 Bq, o que significa que ocorrem 500 decaimentos por segundo.
- Curie (Ci) : Um curie equivale a 3,7 x 10 ^ 10 desintegrações por segundo. É uma unidade mais antiga que ainda é utilizada em alguns contextos, principalmente nos Estados Unidos. 1 Ci = 37 GBq (gigabecquerel).
Unidades de dose de radiação
Essas unidades concentram-se na medição da energia que a radiação deposita em um material ou tecido e nos efeitos biológicos dessa radiação.
- Gray (Gy) : Um cinza equivale à absorção de um joule de energia de radiação por quilograma de matéria. É a unidade SI para medir a dose absorvida de radiação.
- Rad : Um rad equivale à absorção de 0,01 joules de energia de radiação por quilograma de matéria. É uma unidade mais antiga, substituída pela cinza no SI. 1 Gy = 100 rad.
- Sievert (Sv) : Um sievert mede a dose equivalente, que leva em consideração o efeito biológico da radiação. É a unidade do SI para medir o risco radiológico. Para radiação gama e beta, 1 Gy = 1 Sv, mas para radiação alfa, 1 Gy pode ser igual a mais de 1 Sv devido ao seu maior efeito biológico.
- Rem : Um rem equivale à absorção de 0,01 sievert. É uma unidade mais antiga que foi substituída pelo sievert no SI. 1 Sv = 100 rem.
Esta tabela mostra vários exemplos de níveis de dose de radiação:
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Tipo de radiação |
Dose (Gy) |
Dose equivalente (Sv) |
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radiografia dentária |
0,005 - 0,01 Gy |
0,005 - 0,01 VS |
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Raio-x do tórax |
0,1 Gy |
0,1 Sv |
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TAC abdominal |
5 - 10 mGy (0,005 - 0,01 Gy) |
5 - 10 mSv (0,005 - 0,01 Sv) |
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radioterapia diária |
1 - 2 Gy |
1 - 2 Sv |
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Dose letal mediana (LD50/30)* |
3,5 - 4,5 Gy |
3,5 - 4,5 Sv |
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Acidente nuclear (imediato) |
1.000 - 10.000 Gy (varia dependendo da proximidade do epicentro) |
1.000 - 10.000 Sv (varia dependendo da proximidade do epicentro) |
Estes valores são aproximados e podem variar dependendo do tipo específico de radiação, do tipo de tecido exposto e de outros fatores, mas dão-nos uma ideia da diferença de doses entre os diferentes elementos da tabela.
* O termo "LD50/30" refere-se a uma medição utilizada em radiobiologia e radiologia para indicar a dose de radiação ionizante que se espera que cause a morte em 50% de uma população exposta dentro de 30 dias após a exposição.
Dispositivos para medir radioatividade
Um dispositivo de medição de radioatividade é um instrumento projetado para detectar e quantificar a radiação emitida por materiais radioativos. Utiliza princípios físicos como a ionização de gases em contadores Geiger-Müller, a emissão de luz em espectrômetros de cintilação ou a geração de pulsos elétricos em detectores semicondutores.
Esses dispositivos são usados para monitorar os níveis de radiação, avaliar riscos e garantir a conformidade com os regulamentos de segurança.
Aqui estão os principais tipos e suas características:
- Contadores Geiger-Müller (GM): detectam partículas ionizantes (alfa, beta, gama) que ionizam o gás dentro do tubo detector, produzindo uma descarga elétrica. Eles são comuns para medir níveis de radiação ambiental e em aplicações de proteção contra radiação e segurança. São dispositivos simples e robustos, ideais para detecção de radiação em tempo real.
- Dosímetros: medem a dose cumulativa de radiação recebida por uma pessoa. Eles são projetados para uso pessoal (usados por trabalhadores expostos à radiação) e uso local (monitorar os níveis de radiação em espaços específicos). Eles são utilizados em ambientes de trabalho para garantir que as doses recebidas não ultrapassem os limites de segurança.
- Espectrômetros de cintilação: utilizam cristais de cintilação que emitem luz quando excitados pela radiação. A luz emitida é proporcional à energia da radiação. Eles analisam a energia dos fótons gama, permitindo a identificação de isótopos radioativos específicos. Suas principais vantagens são a alta precisão e a capacidade de identificar diferentes tipos de radiação.
- Câmaras de Ionização: Medem a ionização do ar ou gás dentro da câmara causada pela radiação. Eles são usados para medir a exposição à radiação em um volume específico, comum em aplicações médicas e ambientais. Em geral, eles fornecem medições precisas da dose absorvida.
- Detectores semicondutores: Eles usam materiais semicondutores que geram um pulso elétrico quando passam por radiação. Esses detectores oferecem alta precisão na medição de radiação ionizante e são úteis na pesquisa e monitoramento de radiação.