Formas de radiação ionizante
A radiação ionizante é classificada pela natureza das partículas ou ondas eletromagnéticas que criam o efeito ionizante. Essas partículas / ondas têm diferentes mecanismos de ionização e podem ser agrupadas como:
- Ionizante direto . Partículas carregadas ( núcleos atômicos, elétrons, pósitrons, prótons, múons etc. ) podem ionizar átomos diretamente por interação fundamental através da força de Coulomb, se transportarem energia cinética suficiente. Essas partículas devem estar se movendo em velocidades relativísticas para alcançar a energia cinética necessária. Mesmo os fótons (raios gama e raios X) podem ionizar átomos diretamente (apesar de serem eletricamente neutros) através do efeito Fotoelétrico e do efeito Compton, mas a ionização secundária (indireta) é muito mais significativa.
- Radiação alfa . A radiação alfa consiste em partículas alfa em alta energia / velocidade. A produção de partículas alfa é denominada decaimento alfa. As partículas alfa consistem em dois prótons e dois nêutrons unidos em uma partícula idêntica a um núcleo de hélio. As partículas alfa são relativamente grandes e carregam uma carga positiva dupla. Eles não são muito penetrantes e um pedaço de papel pode detê-los. Eles viajam apenas alguns centímetros, mas depositam todas as suas energias ao longo de seus caminhos curtos.
- Radiação beta . A radiação beta consiste em elétrons livres ou pósitrons a velocidades relativísticas. As partículas beta (elétrons) são muito menores que as partículas alfa. Eles carregam uma única carga negativa. Eles são mais penetrantes que as partículas alfa, mas o metal fino de alumínio pode detê-las. Eles podem percorrer vários metros, mas depositam menos energia em qualquer ponto do caminho do que as partículas alfa.
- Ionizando indiretamente . A radiação ionizante indireta é partículas eletricamente neutras e, portanto, não interage fortemente com a matéria. A maior parte dos efeitos de ionização é devida a ionizações secundárias.
- Radiação de fótons ( raios gama ou raios X). A radiação de fótons consiste em fótons de alta energia . Esses fótons são partículas / ondas (Dualidade de Partículas de Onda) sem massa de repouso ou carga elétrica. Eles podem viajar 10 metros ou mais no ar. Esta é uma longa distância em comparação com partículas alfa ou beta. No entanto, os raios gama depositam menos energia em seus caminhos. Chumbo, água e concreto impedem a radiação gama. Os fótons (raios gama e raios X) podem ionizar átomos diretamente através do efeito Fotoelétrico e do efeito Compton, onde o elétron relativamente energético é produzido. O elétron secundário continuará produzindo múltiplos eventos de ionização ; portanto, a ionização secundária (indireta) é muito mais significativa.
- Radiação de nêutrons . A radiação de nêutrons consiste em nêutrons livres em qualquer energia / velocidade. Os nêutrons podem ser emitidos por fissão nuclear ou pela decomposição de alguns átomos radioativos. Os nêutrons têm carga elétrica zero e não podem causar ionização diretamente. Os nêutrons ionizam a matéria apenas indiretamente . Por exemplo, quando os nêutrons atingem os núcleos de hidrogênio, ocorre radiação de prótons (prótons rápidos). Os nêutrons podem variar de partículas de alta velocidade e alta energia a partículas de baixa velocidade e baixa energia (chamados nêutrons térmicos). Os nêutrons podem viajar centenas de pés no ar sem nenhuma interação.
Radiação alfa
A radiação alfa consiste em partículas alfa , que são núcleos energéticos de hélio . A produção de partículas alfa é denominada decaimento alfa. As partículas alfa consistem em dois prótons e dois nêutrons unidos em uma partícula idêntica a um núcleo de hélio. As partículas alfa são relativamente grandes e carregam uma carga positiva dupla.
As principais características das partículas alfa estão resumidas em alguns pontos a seguir:
- As partículas alfa são núcleos energéticos de hélio e são relativamente pesadas e carregam uma carga positiva dupla .
- As partículas alfa típicas têm energia cinética em torno de 5 MeV. Isto é devido à natureza do decaimento alfa.
- O decaimento alfa puro é muito raro, o decaimento alfa é frequentemente acompanhado por radiação gama .
- As partículas alfa interagem com a matéria principalmente através de forças coulombianas (ionização e excitação da matéria) entre sua carga positiva e a carga negativa dos elétrons dos orbitais atômicos.
- As partículas alfa ionizam fortemente a matéria e rapidamente perdem sua energia cinética. Portanto, partículas alfa têm faixas muito curtas . Por outro lado, eles depositam todas as suas energias ao longo de seus caminhos curtos.
- Por exemplo, os intervalos de uma partícula alfa de 5 MeV (a maioria possui essa energia inicial) são aproximadamente apenas 0,002 cm em liga de alumínio ou aproximadamente 3,5 cm no ar.
- O poder de parada é bem descrito pela fórmula de Bethe .
- A curva de Bragg é típica para partículas alfa e para outras partículas carregadas pesadas e descreve a perda de energia da radiação ionizante durante a viagem pela matéria.
Fonte: wikipedia.org
Materiais básicos para blindagem de partículas alfa.
Blindagem da radiação alfa
A blindagem da radiação alfa por si só não representa um problema difícil. Por outro lado, os nuclídeos radioativos alfa podem levar a sérios riscos à saúde quando ingeridos ou inalados (contaminação interna). Quando são ingeridas ou inaladas, as partículas alfa de sua decomposição prejudicam significativamente o tecido vivo interno. Além disso, a radiação alfa pura é muito rara, o decaimento alfa é frequentemente acompanhado por radiação gama, cuja proteção é outro problema.
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