Radiação ionizante é aquela radiação formada por fótons ou partículas que, ao interagir com a matéria, produzem íons. Esta definição é válida quer o façam direta ou indiretamente.
Alguns exemplos de radiação eletromagnética ionizante são a radiação ultravioleta (UV) de maior energia, os raios X e os raios gama. Alguns exemplos de radiação ionizante corpuscular são a radiação alfa e o decaimento beta.
De acordo com a definição de radiação ionizante, estão excluídas as radiações ópticas, a luz visível, os raios infravermelhos e as ondas de rádio.
Para fins de saúde, dependendo do tipo de radiação, a exposição à radiação ionizante pode causar danos aos tecidos vivos e pode causar mutações, doença aguda da radiação, câncer e morte.
A radiação ionizante é invisível e não é diretamente perceptível pelos sentidos humanos. Por esta razão, são necessários instrumentos para detectar radiação, como contadores Geiger. No entanto, esse tipo de radiação pode causar a emissão de luz visível imediatamente após a interação com a matéria, como na radiação de Cherenkov e na radioluminescência.
Quem descobriu a radiação ionizante?
Essas radiações foram descobertas por Wilhelm Conrad Röntgen em 1895.
Aplicações da radiação ionizante
A radiação ionizante é utilizada em uma ampla variedade de aplicações, especialmente na medicina e na indústria.
No campo da medicina nuclear, a aplicação mais conhecida dos aparelhos de raios X. Essas fontes ou aceleradores de partículas são utilizadas no diagnóstico (cintilografia) e no tratamento (radioterapia em oncologia, por exemplo).
Qual a origem da radiação ionizante?
A radiação ionizante pode ter origem natural ou artificial. Naturalmente, algumas substâncias radioativas podem emitir radiação espontaneamente. Por outro lado, existem geradores artificiais, como geradores de raios X e aceleradores de partículas.
Alguns elementos são mais adequados do que outros para produzir esse tipo de reação, como o urânio-235. Este isótopo tende a absorver qualquer nêutron que colida com ele. Quando isso acontece, o urânio-235 acaba se quebrando em vários fragmentos, liberando outros nêutrons e energia nuclear.
Uma pessoa normal também está exposta a baixos níveis de radiação ionizante do sol, rochas, solo ou outras fontes naturais.
Diferença entre radiação ionizante e não ionizante
Uma propriedade importante dos campos eletromagnéticos é a frequência e o comprimento de onda. Algumas partículas conhecidas como quanta de luz são responsáveis pelo transporte de ondas eletromagnéticas. A energia que essas ondas carregam depende do comprimento de onda, ou seja, quanto maior o comprimento de onda, mais energia.
Em alguns casos, a energia transportada pelas ondas eletromagnéticas é tão alta que elas podem arrancar elétrons de um átomo e até quebrar ligações moleculares. As radiações ionizantes são aquelas que possuem energia suficiente para realizar essas alterações: raios X, raios cósmicos e raios gama emitidos por materiais radioativos.
Por outro lado, as radiações não ionizantes são aquelas que não possuem tanta energia para modificar as estruturas das moléculas ou remover elétrons.
Quais são os efeitos físicos da radiação ionizante?
Podemos classificar os efeitos físicos da radiação ionizante em:
1. Efeitos nucleares
Nêutrons (partículas subatômicas), raios alfa e raios gama extremamente energéticos (> 20 MeV) podem causar uma perturbação no núcleo dos átomos.
Se ocorrer um grande número desses distúrbios, isso pode alterar as propriedades macroscópicas e fazer com que os alvos se tornem radioativos mesmo após a remoção da fonte original.
2. Efeitos químicos
A interação da radiação ionizante com as moléculas pode levar a:
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A quebra de ligações químicas.
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Formação de radicais livres altamente reativos. Esses radicais podem reagir quimicamente com elementos vizinhos, arrancando um elétron deles, mesmo depois que a radiação original parou.
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Destruição das redes cristalinas, tornando-as amorfas.
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Aceleração de reações químicas, como a polimerização, que ajuda a atingir a energia de ativação necessária para a reação.
Alguns elementos que são imunes aos efeitos químicos da radiação ionizante, como fluidos monoatômicos que não possuem ligações químicas para quebrar e não interferem na rede cristalina.
Por outro lado, compostos diatômicos simples com entalpia de formação muito negativa, como o ácido fluorídrico, se reformarão rápida e espontaneamente após a ionização.
3. Efeitos elétricos
A ionização de materiais aumenta temporariamente sua condutividade afetando a eletrônica dos átomos. Este é um perigo particular na microeletrônica de semicondutores com o risco de correntes atrasadas introduzirem mau funcionamento. A microeletrônica semicondutora é usada em equipamentos eletrônicos.
Quando os dispositivos são destinados a ambientes de alta radiação, eles podem ser fabricados para resistir a tais efeitos por meio de design, materiais e métodos de fabricação. Esses dispositivos são comumente usados em equipamentos espaciais (extra-atmosféricos) e para a indústria nuclear.
Efeitos da radiação ionizante em humanos
A radiação ionizante afeta os tecidos biológicos e, portanto, a saúde.
Os danos que pode causar aos tecidos biológicos são de vários tipos e dividem-se em:
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Danos somáticos determinísticos: Os efeitos determinísticos envolvem altas doses de radiação em grandes porções do corpo.
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Dano somático estocástico: Efeitos não determinísticos ocorrem em baixos níveis de exposição à radiação. Nesse caso, o dano é estatístico, ou seja, é possível prever a proporção de uma determinada população de pessoas expostas que será afetada, mas impossível saber como isso afetará cada pessoa individualmente.
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Danos genéticos estocásticos: esses danos descrevem alterações genotípicas hereditárias resultantes de mutações em genes ou cromossomos de células germinativas.
Dano somático refere-se ao dano ocorrido nos tecidos do indivíduo irradiado. Por outro lado, o dano genético refere-se a danos que afetarão as gerações futuras.
Os regulamentos antipoluição atuais estabelecem limites estritos para a exposição individual, que também inclui a exposição a materiais de construção comuns, como tufo (que libera vapores de radônio).
Nas disciplinas profissionais em que o trabalhador possa estar exposto a material radioativo, deve haver um plano de prevenção de riscos ocupacionais.
Efeitos da radiação alfa na saúde
As partículas alfa têm baixo poder de penetração. Portanto, pode ser facilmente interrompido pela camada superficial da pele. Nesse sentido, a pele desempenha uma função de proteção contra a radiação, portanto não é perigosa para o ser humano em casos de radiação externa.
Em vez disso, a radiação alfa torna-se perigosa em situações em que a fonte radioativa é inalada ou ingerida porque, nesse caso, pode danificar diretamente os tecidos radiossensíveis.
Efeitos da radiação gama na saúde
Por outro lado, a radiação gama (fótons), que possui um poder de penetração muito alto, pode ser perigosa para os seres vivos mesmo em situações de radiação externa. A quantidade de radiação absorvida por um corpo é chamada de dose absorvida e é medida em cinza.
Exemplos de radiação ionizante
Alguns exemplos de fontes de radiação ionizante são os seguintes:
Fontes naturais:
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Decaimento radioativo espontâneo de radionuclídeos.
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Reações termonucleares, como as que ocorrem no Sol.
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Reações nucleares induzidas como resultado da entrada no núcleo de partículas elementares de alta energia ou fusão nuclear.
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raios cósmicos.
fontes artificiais:
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radionuclídeos artificiais.
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Reatores nucleares.
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Aceleradores de partículas que geram fluxos de partículas carregadas, bem como radiação de fótons bremsstrahlung.
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Aparelho de raios-X como uma espécie de acelerador, o freio gera raios-X.
