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Usina Nuclear Isar, Alemanha

Piscina de combustível nuclear usado

Turbina de uma usina nuclear

Raios gama

Raios gama

Na física nuclear, os raios gama, geralmente indicados pela letra grega minúscula correspondente γ, são a radiação eletromagnética produzida pelo decaimento radioativo dos núcleos atômicos.

Eles são de radiação de frequência muito alta e estão entre os mais perigosos para os seres humanos, assim como todas as radiação ionizante. O perigo deriva do fato de serem ondas de alta energia capazes de danificar irreparavelmente as moléculas que compõem as células, o que as leva a desenvolver mutações genéticas ou até a morte.

Na Terra, podemos observar fontes naturais de raios gama, tanto na decadência dos radionuclídeos quanto nas interações dos raios cósmicos com a atmosfera; mais raramente os raios também produzem essa radiação.

Características e propriedades

Normalmente, a frequência dessa radiação é maior que 10 20 Hz, portanto, possui uma energia maior que 100 keV e comprimento de onda menor que 3x10 −13 m, muito menor que o diâmetro de um átomo. Interações envolvendo raios gama de energia de TeV a PeV também foram estudadas.

Os raios gama são mais penetrantes do que a radiação produzida por outras formas de decaimento radioativo, ou decaimento alfa e decaimento beta, devido à menor tendência a interagir com a matéria. A radiação gama é composta de fótons: é uma diferença substancial da radiação alfa, composta por núcleos de hélio e radiação beta, composta por elétrons; Os fótons, não sendo dotados de massa, são menos ionizantes. Nessas frequências, a descrição dos fenômenos de interações entre o campo eletromagnético e a matéria não pode ignorar a mecânica quântica.

Os raios gama são diferenciados dos raios X por sua origem: os raios gama são produzidos por transições nucleares ou subatômicas, em qualquer caso, enquanto os raios X são produzidos por transições de energia devido a elétrons que entram em níveis externos quantificados de energia em níveis internos de energia livre mais. Como é possível que algumas transições eletrônicas excedam as energias de algumas transições nucleares, a frequência de raios X mais energéticos pode ser maior do que a de raios gama menos energéticos. De fato, porém, ambas são ondas eletromagnéticas, assim como ondas de rádio e luz.

Escudo de radiação gama

A blindagem dos raios γ requer materiais muito mais espessos do que os necessários para proteger as partículas α e β que podem ser bloqueadas com uma simples folha de papel (α) ou uma fina placa de metal (β). Os raios gama são melhor absorvidos por materiais com alto número atômico e alta densidade: de fato, se para reduzir a intensidade de um raio gama em 50%, é necessário 1 cm de chumbo, o mesmo efeito ocorre com 6 cm de cimento 9 cm de terra prensada.

Os materiais de proteção são geralmente medidos com base na espessura necessária para reduzir pela metade a intensidade da radiação. Obviamente, quanto maior a energia dos fótons, maior a espessura da blindagem necessária. Portanto, telas espessas são necessárias para a proteção dos seres humanos, porque os raios gama e os raios X produzem efeitos como queimaduras, formas de câncer e mutações genéticas. Por exemplo, em usinas nucleares para proteger aço e cimento, elas são usadas no recipiente de contenção de partículas e a água fornece proteção contra a radiação produzida durante o armazenamento de barras de combustível ou durante o transporte do núcleo do reator nuclear.

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Última revisão: 24 de outubro de 2019