Proteção Radio biológica

Prévia do material em texto

ACESSE AQUI ESTE 
MATERIAL DIGITAL!
DANIEL RICARDO LERCH MACHADO
PROTEÇÃO 
RADIOBIOLÓGICA
Coordenador(a) de Conteúdo 
Gislaine Cardoso Fiais
Projeto Gráfico e Capa
Arthur Cantareli Silva
Editoração
Lucas Pinna Silveira Lima
Renata Sguissardi
Revisão Textual
Tatiane Schmitt Costa
Ilustração
Andre Luis Azevedo da Silva
Fotos
Shutterstock e Envato
Impresso por: 
Bibliotecária: Leila Regina do Nascimento - CRB- 9/1722.
Ficha catalográfica elaborada de acordo com os dados fornecidos pelo(a) autor(a).
Núcleo de Educação a Distância. MACHADO, Daniel Ricardo Lerch.
Proteção Radiobiológica / Daniel Ricardo Lerch Machado; 
Florianópolis, SC: Arqué, 2024.
272 p.
ISBN papel 978-65-6137-019-6
ISBN digital 978-65-6137-020-2
1. Proteção 2. Radiobiológica 3. EaD. I. Título. 
CDD - 621.3673 
EXPEDIENTE
FICHA CATALOGRÁFICA
N964
02511595
https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/17299
RECURSOS DE IMERSÃO
Utilizado para temas, assuntos ou con-
ceitos avançados, levando ao aprofun-
damento do que está sendo trabalhado 
naquele momento do texto. 
APROFUNDANDO
Uma dose extra de 
conhecimento é sempre 
bem-vinda. Aqui você 
terá indicações de filmes 
que se conectam com o 
tema do conteúdo.
INDICAÇÃO DE FILME
Uma dose extra de 
conhecimento é sempre 
bem-vinda. Aqui você 
terá indicações de livros 
que agregarão muito na 
sua vida profissional.
INDICAÇÃO DE LIVRO
Utilizado para desmistificar pontos 
que possam gerar confusão sobre o 
tema. Após o texto trazer a explicação, 
essa interlocução pode trazer pontos 
adicionais que contribuam para que 
o estudante não fique com dúvidas 
sobre o tema. 
ZOOM NO CONHECIMENTO
Este item corresponde a uma proposta 
de reflexão que pode ser apresentada por 
meio de uma frase, um trecho breve ou 
uma pergunta. 
PENSANDO JUNTOS
Utilizado para aprofundar o 
conhecimento em conteúdos 
relevantes utilizando uma lingua-
gem audiovisual.
EM FOCO
Utilizado para agregar um con-
teúdo externo.
EU INDICO
Professores especialistas e con-
vidados, ampliando as discus-
sões sobre os temas por meio de 
fantásticos podcasts.
PLAY NO CONHECIMENTO
PRODUTOS AUDIOVISUAIS
Os elementos abaixo possuem recursos 
audiovisuais. Recursos de mídia dispo-
níveis no conteúdo digital do ambiente 
virtual de aprendizagem.
4
U N I D A D E 1
CONCEITOS BÁSICOS E UNIDADES DE GRANDEZAS DE RADIAÇÕES IONIZANTES 8
U N I D A D E 2
RADIOATIVADADE, O DECAIMENTO RADIOATIVO E SUAS INTERAÇÕES 40
U N I D A D E 3
DETECTORES DE RADIAÇÃO 80
U N I D A D E 4
DOSIMETRIA E EQUIPAMENTOS DE PROTEÇÃO INDIVIDUAL (EPI) 114
U N I D A D E 5
BLINDAGEM, REGULAMENTAÇÃO E PRINCÍPIOS DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA 140
U N I D A D E 6
RADIOBIOLOGIA 188
U N I D A D E 7
CITOLOGIA E INTERAÇÃO DA CÉLULA COM A RADIAÇÃO IONIZANTE 206
U N I D A D E 8
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 230
U N I D A D E 9
ACIDENTES RADIOLÓGICOS E NUCLEARES QUE MARCARAM O MUNDO 258
5
CAMINHOS DE APRENDIZAGEM
UNIDADE 1
MINHAS METAS
CONCEITOS BÁSICOS E UNIDADES 
DE GRANDEZAS DE RADIAÇÕES 
IONIZANTES
Conhecer os tipos de ondas e partículas que são radiações ionizantes. 
Compreender as grandezas aplicadas ao estudo das radiações ionizantes.
Entender as unidades aplicadas ao estudo das radiações ionizantes.
T E M A D E A P R E N D I Z A G E M 1
8
INICIE SUA JORNADA
A radiação sempre esteve presente na vida do homem, e o fato de habitar o 
planeta Terra o expõe aos raios cósmicos, aos raios ultravioletas do Sol, tanto que 
é importante e recomendado o uso de protetor solar com barreiras UVA e UVB, 
bloqueando a passagem das radiações na pele.
Depois da descoberta do raios X e da radioatividade, as radiações ionizantes 
passaram a ser utilizadas em várias regiões do mundo, porém sem muito critério, 
havendo relatos do aparecimento de alguns efeitos nocivos, inclusive nos pesqui-
sadores, como ocorreu com o casal Curie e a esposa de Roentgen.
Os seres humanos estão expostos às radiações naturais e podem ser expostos 
às radiações artificiais. Na forma artificial, podemos citar os exames de raios X, 
cuja radiação é obtida por meio da transformação de energia elétrica em radiação 
eletromagnética ionizante. Citamos também a medicina nuclear, uma área médi-
ca que utiliza fontes de radionuclídeos, obtidos artificialmente, com finalidades 
diagnóstica e terapêutica. Na medicina nuclear, por exemplo, são utilizados o 
molibdênio e o iodo que, na natureza, não são radioativos, sendo considerados 
nuclídeos. Contudo, depois de passarem por uma transição nuclear (o núcleo sai 
do equilíbrio e passa para um estado instável), os núcleos dos átomos passam a 
emitir energia na forma de radiação ionizante corpuscular beta, e uma radiação 
eletromagnética residual, denominada radiação gama, tornando o molibdênio 
e o iodo radionuclídeos. Estudante, serão essas as questões que abordaremos 
neste tema, para que você entenda as bases do estudo das radiações ionizantes.
Bons estudos!
DESENVOLVA SEU POTENCIAL
CONCEITO DE RADIAÇÃO
Vamos relembrar um conceito importante daqui para frente: o que é uma radia-
ção? A radiação é uma energia emitida e transferida por intermédio do espaço, 
podendo ou não necessitar de um meio de transporte para se propagar em todas 
UNICESUMAR
9
TEMA DE APRENDIZAGEM 1
as direções. Segundo Tilly Jr. (2010), existem três tipos de radiações: as mecâ-
nicas, as eletromagnéticas e as corpusculares.
RADIAÇÃO MECÂNICA
O som é uma radiação mecânica, surge da vibração de um material, propaga-se por 
intermédio do espaço e precisa de um meio de propagação, no caso, o ar. O som não 
consegue se propagar no vácuo.
RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA
Surge de perturbações eletrônicas, ou seja, da movimentação de elétrons, envolvendo 
a oscilação de campos elétricos e magnéticos.
RADIAÇÃO CORPUSCULAR 
Surge de interações dentro do núcleo do átomo. Estas são emitidas e transferidas por 
intermédio do espaço e precisam de um meio de propagação. Precisam de um corpo, 
de uma partícula para transferir a energia pelo espaço.
Nesse momento, a radiação mecânica não tem grande importância para nós. 
Por esse motivo, deixaremos de lado. Focaremos nossos esforços nos conceitos 
de radiação eletromagnética e radiação corpuscular.
RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA 
A radiação (energia) eletromagnética está mais presente em nossa rotina do que ima-
ginamos, por exemplo: as ondas do rádio, o sinal de televisão, a internet Wi-Fi, os celu-
lares, o micro-ondas, a luz visível, o infravermelho, a radiação ultravioleta, o raios X etc. 
Descrita por James C. Maxwell, a radiação eletromagnética foi percebida por 
observação de cargas elétricas (elétrons) em movimento, produzindo um campo 
elétrico induzido e variável no tempo. 
Maxwell percebeu que o processo não terminava. Assim, o fenômeno foi 
se repetindo e se propagando no espaço. Maxwell demonstrou, de forma clara, 
1
1
que a propagação de energia eletromagnética por meio de vibrações de campos 
elétricos e campos magnéticos induzidos e variáveis no tempo tinha característica 
de duas ondas oscilantes. É a chamada onda eletromagnética.
Campo Elétrico
Campo Magnético
Figura 1 - Ilustração da propagação descrita por Maxwell
Fonte: https://www.todamateria.com.br/eletromagnetismo//. Acesso em: 18 jun. 2019.
Descrição da Imagem: imagem mostra uma ilustração da propagação descrita por Maxwell, em que há um campo 
magnético indicado pelas ondas azuis e o campo elétrico representado pelas ondas rochas.
Uma onda eletromagnética é considerada uma radiação por não precisar de um 
meio de propagação. Propaga-se em linha reta, no vácuo, e possui a velocidade da 
luz no ar, que se aproxima dos 300.000 m/s. Mesmo não possuindo massa,pode car-
regar uma grande quantidade de energia. Por esse motivo, é importante mencionar 
a Teoria do Quanta, desenvolvida por Max Planck (1901) e Albert Einstein (1905). 
Os cientistas descreveram que a radiação eletromagnética se propaga como 
pequenos pulsos de energia, chamados de pacotes de energia, quantum ou fótons. 
Segundo Tilly Jr. (2010), um fóton é a menor porção de radiação eletromagnética. 
Podemos dizer que um fóton é um único “raio” de luz. 
Um fóton se comporta como uma partícula, porém sem massa, só energia. 
Essa característica permite um melhor controle da sua energia e suas interações 
com a matéria. Se o comportamento de onda fosse mantido, teríamos momen-
tos variados durante a ondulação, com picos mais altos de energia e, em outros 
momentos, picos mais baixos. 
Do ponto de vista radiológico, torna-se mais interessante uma abordagem 
quântica em relação às ondas eletromagnéticas. No caso das exposições médicas, 
seria impossível ter uma precisão adequada do uso do raios X se fosse mantido 
UNICESUMAR
1
1
TEMA DE APRENDIZAGEM 1
um comportamento oscilante de uma onda. Já como um pacote de energia, fica 
mais fácil ajustar os parâmetros com pouquíssima variação.
A física descreve que a energia de um fóton é diretamente proporcional à frequên-
cia, e inversamente proporcional ao seu comprimento de onda. A constante de 
Planck é 6,626 x 10-34 Joules/segundos.
APROFUNDANDO
As radiações eletromagnéticas podem variar entre radiações ionizantes e radiações 
não ionizantes. Conforme observado no espectro eletromagnético, do ultravioleta em 
diante, são as radiações com menor comprimento de onda, assim, todas ionizantes.
Figura 2 - Espectro eletromagnético / Fonte: https://medium.com/ubntbr/como-o-sinal-wifi-%C3%A9-pro-
pagado-na-natureza-d87daef39575. Acesso em: 27 jun. 2019.
Descrição da Imagem: imagem mostra o espectro eletromagnético, em que há uma escala de radiação não-ioni-
zante (faixa em azul) e uma radiação ionizante (faixa vermelha). Também há exemplos de aparelhos e eletrodo-
mésticos e cada qual com sua respectiva onda de radiação.
1
1
Segundo Tilly Jr. (2010), essa classificação utiliza como referências o comprimen-
to de onda e a quantidade de energia que as radiações transferem. 
As radiações eletromagnéticas ionizantes que interessarão no momento são: 
raios X e raio gama.
Raios X 
O raios X é produzido por interações ocorridas na eletrosfera do átomo, onde ocorre 
a transformação de energia elétrica em energia eletromagnética. Como você já apren-
deu, a produção do raios X ocorre por freamento e/ou saltos eletrônicos. O raios X 
não possui carga e nem massa, é energia pura como a luz. Seu comprimento de onda 
é de 10-8 m, maior do que a radiação gama, sendo um pouco menos penetrante. 
Raios gama (γ)
É produzido por interações dentro do núcleo do átomo. A energia é emitida do 
núcleo quando este se encontra em estado instável, com desequilíbrio. A radiação 
gama tende a ser residual. Em radioisótopos metaestáveis, podemos ter a emissão 
de radiação gama pura.
Há falta de carga e massa, preservando todas as características de uma radia-
ção eletromagnética, assim como o raios X. Seu comprimento de onda é menor 
que 10-11 m, sendo menor que a radiação X, e bem mais penetrante.
A diferença entre as duas radiações eletromagnéticas ionizantes está na sua ori-
gem e no seu comprimento de onda.
APROFUNDANDO
RADIAÇÃO CORPUSCULAR 
Segundo Hironaka et al. (2012), sempre que houver um feixe de energia forma-
do por partículas com massa e velocidade, podemos denominá-lo de radiação 
corpuscular. Esta estará sempre ligada ao fenômeno da radioatividade, que será 
discutido um pouco mais à frente.
UNICESUMAR
1
1
TEMA DE APRENDIZAGEM 1
A radiação corpuscular possui energia cinética suficiente para causar ionização 
quando suas partículas estão em movimento. Conforme afirma Bushong (2010), 
não há ionização quando as partículas estiverem em repouso. A energia cinética 
das partículas pode ser calculada pela fórmula a seguir, estabelecida pela teoria 
de Einstein e dividida por 2.
E
mxv
�
� �2
2
Sendo: 
E = energia. 
m = massa da partícula. 
v = velocidade da partícula. 
Como estamos tratando da emissão de partículas, referimo-nos às partículas 
elementares de dentro do núcleo: prótons e nêutrons.
Segundo Mourão e Oliveira (2009), o próton é uma partícula estável, possui 
massa e carga elétricas positivas. O fato de ser estável sugere que a partícula não 
se desintegre de forma espontânea ao se deslocar no espaço. 
O nêutron possui massa um pouco maior em relação ao próton. Tem uma pe-
culiaridade interessante: só é estável quando contido dentro do núcleo do átomo. Já 
quando livre, após uma emissão para fora do núcleo, o nêutron passa para uma con-
dição instável, desintegrando-se muito rápido, tornando-se um próton e um elétron. 
A radiação corpuscular é a emissão de uma partícula alfa ou beta, sempre com 
origem no núcleo de um átomo, quando este se encontrar em um estado instável 
e sofrer o processo de decaimento radioativo.
APROFUNDANDO
1
4
PARTÍCULA ALFA (α)
Segundo Bushong (2010), uma partícula alfa combina dois prótons e dois nêu-
trons, o que resulta em uma massa de 04. Assim, assemelha-se a um núcleo de Hé-
lio (He), porém sem os elétrons orbitais. Possui uma velocidade de 30.000 km/s.
Figura 3 - Ilustração da emissão da particula alfa do núcleo do átomo
Fonte: https://mundoeducacao.uol.com.br/quimica/leis-radioatividade.htm Acesso em: 15 jun. 2019.
Descrição da Imagem: imagem mostra uma representação da emissão da partícula alfa do núcleo do átomo.
UNICESUMAR
1
5
TEMA DE APRENDIZAGEM 1
Por ser uma partícula pesada, possui pouco poder de penetração, atravessando 
de 5 a 10 cm de ar e não atravessa a pele humana. Contudo, possui um grande 
poder de ionização, pois transfere facilmente sua energia cinética para os elétrons 
das órbitas dos átomos que encontra pelo seu caminho.
 “ A ionização acompanha a radiação alfa. A partícula alfa com mé-
dia energia possui de 4 a 7 MeV de energia cinética e ioniza, apro-
ximadamente, 40.000 átomos a cada 1 cm percorrido através do ar. 
Devido à quantidade de ionização, a energia de uma partícula alfa 
é perdida com rapidez. Ela tem um alcance muito curto na matéria 
(BUSHONG, 2010, p. 53).
A partícula alfa tem grande aplicabilidade na área industrial. Com relação à 
aplicação clínica, não possui nenhuma utilidade, pois traria mais riscos do que 
benefícios em função do seu alto poder de ionização. 
Segundo Thrall e Ziessman (2003), a emissão alfa ocorre em núcleos instá-
veis de elementos com alto número atômico, acima de 83. Podemos citar como 
exemplos o rádio-226 (Ra), radônio-222 (Rn), urânio-235 (U) e o Tório-321 (Th). 
Essa emissão ocorre por um processo de transmutação ou decaimento que você 
compreenderá ainda neste livro didático. 
PARTÍCULA BETA (β)
A partícula beta é considerada leve, pois não possui massa, e considerada rápida, 
pois possui velocidade de deslocamento de 290.000 km/s. Pode possuir uma 
carga positiva (beta positivo) ou uma carga negativa (beta negativo). 
Segundo Bushong (2010), uma partícula beta negativa é igual a um elétron, 
porém a partícula vai surgir de dentro do núcleo. Já a partícula beta positiva é 
chamada de pósitron, a antimatéria. 
 “ Uma vez emitidas a partir de um radioisótopo, as partículas beta 
atravessam o ar, ionizando várias centenas de átomos por centí-
metro. O alcance da partícula beta é maior do que a partícula alfa. 
Dependendo da sua energia, uma partícula beta pode cruzar de 
1
1
10 a 100 cm de ar e, aproximadamente, 1 a 2 cm de tecidos moles 
(BUSHONG, 2010, p. 54). 
O físico italiano Enrico Fermi era um cientista que pesquisava as emissões de 
partículas betas, inclusive pela descoberta da fissão nuclear e do seu trabalho so-
bre o primeiro reator nuclear para realização das fissões. Fermi recebeu o Prêmio 
Nobel em 1938, pois foi um grande nome dentro da física quântica. 
Fermi descreveu a hipótese que afirmaque podemos ter um elétron saindo 
de dentro do núcleo de um átomo instável (radioativo). Ainda, afirma que um 
nêutron tem o poder de se autotransformar em outras partículas.
PARTÍCULA BETA NEGATIVO – NEGATRON (β- )
Você verá que a emissão da partícula beta negativo representa muito bem a teoria 
de Fermi. Em um núcleo instável (radioativo), começa o processo de transforma-
ção interna: um nêutron começa a se transformar, alterando suas subpartículas, 
dando origem a outras partículas. 
Primeiramente, o nêutron se transforma em um próton, que permanecerá 
dentro do núcleo, aumentando o número atômico (Z) do elemento em 1. Depois, 
transforma-se em um elétron e em um processo residual em uma subpartícula 
chamada de antineutrino. Essas duas últimas partículas, que serão emitidas de 
dentro do núcleo. O processo de emissão beta negativo ocorre em núcleos instá-
veis que estão com excesso de nêutrons (THRALL; ZIESSMAN, 2003).
UNICESUMAR
1
1
TEMA DE APRENDIZAGEM 1
próton
antineutrino
elétron
(beta)
�
� -
-
nêutron
Figura 4 - Ilustração da emissão da partícula beta negativo e a transformação do neutron
Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/radioatividade-estrutura-atomo.htm. Acesso em: 15 jun. 2019.
Descrição da Imagem: imagem mostra uma representação da emissão da partícula beta negativo e a transfor-
mação do nêutron. 
São vários os radionuclídeos que decaem por emissão do beta negativo. Alguns 
exemplos são: Iodo-131, Carbono-14, Cobalto-60, Cesio-137 etc.
PARTÍCULA BETA POSITIVO – PÓSITRON (β+)
Você, agora, aprenderá a respeito da uma emissão beta positivo. Segundo Thrall 
e Ziessman (2003), é um processo que ocorre em núcleos instáveis que estão com 
falta de nêutrons, ou seja, excesso de prótons. O nome pósitron é usado para iden-
tificar um elétron com carga positiva. Exatamente, estudante, um elétron positivo!
No caso, o próton se transformará em um nêutron, emitindo um elétron 
positivo, com mesma massa do elétron negativo, denominado de pósitron e um 
neutrino. Assim, como perdemos um próton do núcleo, o número atômico (Z) 
do elemento diminuirá para 1.
1
8
Nesse tipo de emissão, temos o que chamamos de antimatéria, que é o contrário 
da matéria.
 ■ Matéria: tudo que compõe o que enxergamos: as pessoas, os objetos ao nosso re-
dor, ou seja, átomos com prótons positivos, elétrons negativos e nêutrons (neutro). 
 ■ Antimatéria: tudo está invertido. Vamos encontrar os antiprótons, que 
são os prótons com carga negativa, e os pósitrons, que são os elétrons 
com carga positiva. 
A emissão de partícula beta positivo sempre ocorrerá com uma energia de 1,02 
MeV, o equivalente à massa de dois elétrons (THRALL; ZIESSMAN, 2003). Quando 
ocorre a emissão desse pósitron (antimatéria) do núcleo do átomo, no seu trajeto en-
contrará um elétron negativo (matéria). Ambos se chocarão e, do processo de encon-
tro da antimatéria com a matéria, acontecerá um fenômeno chamado de aniquilação! 
Na aniquilação, a colisão do elétron positivo com o negativo originará dois fó-
tons que serão emitidos cada um com sua energia correspondente. Um exemplo 
prático é o seu uso na aquisição de imagens através da Tomografia por Emissão 
de Pósitrons (PET/CT). São exemplos de radioisótopos emissores de pósitron o 
Fluor-18 (F), o Potássio-40 (K) e o Argônio-40 (Ar).
Figura 5 - Ilustração da emissão da partícula positiva e a transformação do próton
Fonte: http://www.antonioguilherme.web.br.com/Arquivos/reacoes_nuc.php. Acesso em: 15 jun. 2019.
Descrição da Imagem: imagem mostra uma representação da emissão da partícula positiva e a transformação do próton. 
Há um núcleo instável (muitos prótons) se ligando a partícula “n”, que se liga ao núcleo estável e a emissão de pósitron.
UNICESUMAR
1
9
TEMA DE APRENDIZAGEM 1
Os neutrinos e antineutrinos são partículas sem carga elétrica, com massa muito peque-
na que não interage com a matéria. Atravessam tudo o que vemos pela frente: pessoas, 
carros, árvores, prédios etc. Na atmosfera, têm origem das fusões ocasionadas pelo sol.
APROFUNDANDO
RADIAÇÃO IONIZANTE 
Segundo Tahuata et al. (2014), a produção das radiações ionizantes se dá por dois 
processos: por ajustes que ocorrerão no núcleo ou por camadas eletrônicas da ele-
trosfera. Estamos tratando do raios X, radiação gama, partícula beta e partícula alfa. 
Uma radiação ionizante é aquela que possui energia potencial para arrancar elé-
trons de um átomo ou molécula. Ainda, há riscos nocivos à saúde se não utilizados os 
critérios de segurança e de proteção radiológica adequados em cada tipo de aplicação. 
Podemos resumir três fatores que determinam o perigo de uma radiação ioni-
zante: o grau de ionização (transferência de energia) dessa radiação, o seu poder 
de penetração e o tipo de tecido biológico que teve interação com a radiação.
Figura 6 - Relação do poder de penetração das radiações ionizantes / Fonte: https://radioprotecaonapratica.
com.br/radiacao-entenda-de-uma-vez-por-todas/ Acesso em: 16 jun. 2019.
Descrição da Imagem: imagem mostra relação do poder de penetração das radiações ionizantes a partir de um 
exemplo do papel como barreira à um corpo humano, o aço e o concreto.
1
1
Processo de Ionização
Segundo Mourão e Oliveira (2009), um átomo encontra-se em seu estado fun-
damental, eletricamente neutro, quando o número de prótons em seu núcleo é 
igual ao número de elétrons nos orbitais da eletrosfera. Assim, podemos dizer 
que as cargas elétricas se encontram em equilíbrio. 
Se um átomo ou molécula for exposto a uma energia com potencial de io-
nização, ou seja, uma energia (força) maior que a energia de ligação do elétron 
no orbital, o elétron será ionizado, literalmente arrancado de sua órbita, deixan-
do um espaço vazio. No momento, forma-se o par iônico, pois temos o elétron 
arrancado, que possui carga negativa, sendo, então, o íon negativo. Ainda, há o 
átomo que, após ionizado, perdeu esse elétron, ficando, agora, com um número 
de prótons maior. Como estes possuem uma carga positiva, o átomo será nosso 
íon positivo. Nosso par iônico será formado pelo átomo carregado positivamente 
(cátion) e o elétron arrancado que está carregado negativamente.
Figura 7 - Ilustração do processo de ionização e produção dos pares iônicos
Fonte: https://depositphotos.com/pt/photo/3d-helium-atom-3106833.html. Acesso em: 16 jun. 2019.
Descrição da Imagem: imagem mostra processo de ionização e produção dos pares iônicos, onde um átomo 
neutro se transforma em um átomo ionizado com menos 1 elétron sendo o íon positivo.
UNICESUMAR
1
1
TEMA DE APRENDIZAGEM 1
O processo de ionização, ocasionado por radiações ionizantes, acontecerá em 
qualquer tipo de matéria que tiver contato com a radiação, incluindo os objetos 
inanimados e qualquer tipo de vida biológica, como os seres humanos.
UNIDADES E GRANDEZAS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
Segundo Okuno e Yoshimura (2010), somente depois de 30 anos que começou a 
ser cogitada a criação de uma comissão que se preocupasse em estabelecer os re-
quisitos, normas e parâmetros relativos ao uso das radiações ionizantes. Um dos 
parâmetros foi a criação de grandezas com unidades de medida que pudessem 
expressar, de forma clara, a quantidade de radiação, relacionando esses valores 
com os possíveis efeitos ao corpo humano. 
Após muita discussão por médicos radiologistas da época, em 1925, foi criada 
a Comissão Internacional de Unidades e Medidas de Radiação (ICRU), órgão 
responsável pela criação e regulação das grandezas básicas e operacionais das 
radiações. Logo após, em 1928, foi criada a Comissão Internacional de Prote-
ção Radiológica (ICRP), órgão que ficou responsável pelas normas de proteção 
radiológica, limites de exposição e doses, tanto do público em geral como do 
indivíduo ocupacionalmente exposto (IOE).
GRANDEZAS FÍSICAS 
As grandezas aqui expostas foram criadas para expressar a quantidade de ra-
diação emitida e mensurar o quanto interagiu com o corpo humano, definindo 
possíveis riscos de efeitos nocivos à saúde.GRANDEZA EXPOSIÇÃO 
É representada pela letra “X”, utilizada apenas para radiação eletromagnética, ou 
seja, para fótons de raios x e raios gama interagindo no ar. Mensura a capacidade 
de os fótons ionizarem o ar. Segundo Tahuata et al. (2014), para medir essa gran-
deza, é necessário o uso de uma câmara de ionização à base de gases. 
1
1
Os fótons ionizarão, arrancando elétrons dos átomos contidos em um deter-
minado volume de ar, formando os pares iônicos. Essa interação poderá aconte-
cer por efeito fotoelétrico ou Compton e, se for o caso, a produção de pares para 
emissão de pósitrons. 
O valor da exposição será determinado contabilizando os números de íons 
negativos formados em dada quantidade de ar por onde o fóton passou, sempre 
considerando as condições normais de temperatura e pressão (CNTP). A uni-
dade de medida é o Roentgen (R), tendo o valor a seguir descrito no Sistema 
Internacional de Medidas (SI):
1 2 58 10
4R x C kgar� �
, /
Segundo Okuno e Yoshimura (2010), existe uma prática das comissões internacio-
nais em substituírem a grandeza exposição pela grandeza de taxa de Kerma no 
ar. Existe uma relação simples entre os conceitos de Kerma e Exposição para as 
radiações eletromagnéticas.
APROFUNDANDO
Grandeza Kerma
Representada pela letra “K”, é a Kinetic Energy Released Per Unit of Mass 
(K.E.R.M.A.), ou seja, a energia cinética liberada por unidade de massa. Men-
sura a quantidade de energia que foi transferida ao meio e, consequentemente, 
que sofreu ionização. 
 “ O kerma refere-se à transferência inicial de energia e, muitas vezes, é 
usado como dose absorvida, por ser numericamente igual, principal-
mente para energia de fótons menor que 1,0 MeV. O kerma ocorre 
no ponto de interação do fóton, e a dose absorvida ocorre ao longo 
da trajetória do elétron (OKUNO; YOSHIMURA, 2010, p.192). 
Para Tahuata et al. (2014), o kerma (k) é o resultante do kerma de radiação (KR), 
somado ao kerma de colisão (Kc). Kc é a energia dissipada no local da colisão por 
UNICESUMAR
1
1
TEMA DE APRENDIZAGEM 1
ionização ou excitação e, no caso do KR, a energia é dissipada longe do local por 
meio dos raios x ao longo da trajetória.
A unidade de medida é o Gray (Gy), sendo o valor a seguir descrito no Sis-
tema Internacional de Medidas (SI):
1 1Gy J kg= /
Conforme destacam Okuno e Yoshimura (2010), muitas comissões utilizam a 
grandeza kerma. Segue a relação entre as grandezas, mesmo que não haja equi-
líbrio eletrônico: 
KC Gy X R( ) , ( )= 0 00876
Cada kerma de colisão contabilizado (medido em Gray) é equivalente a 0,00876 
de exposição (em Roentgen). 
A taxa de kerma no ar também pode ser utilizada para mensurar a intensi-
dade (quantidade) de fótons de raios x que saem de um tubo, sendo expressa por 
mGy/s ou mGy/mAs.
Grandeza Atividade 
A atividade de uma amostra radioativa é o número de partículas ou fótons que 
a amostra emite por unidade de tempo. É a taxa do decaimento. A diminuição 
dessa atividade se dá de forma exponencial. A unidade de medida antiga era o 
curie (Ci). Segundo Tahuata et al. (2014), o Ci ainda pode ser utilizado em casos 
específicos dentro da medicina nuclear. 
A Unidade “Ci” corresponde ao número de transformações nucleares por 
unidade de tempo de 1 g de rádio−226 . Houve substituição pelo becquerel (Bq), que 
corresponde a uma transformação nuclear por segundo. Sendo: 
1 3 7
10
10
Ci x Bq= , (desintegrações/s)
1
4
Grandeza fator de qualidade
A grandeza representada pela letra “Q” pode ser definida como a estimativa de 
energia transferida para o meio. É calculada com base na transferência linear de 
energia (LET), definida como a densidade (quantidade) de ionização de uma 
radiação ao longo de sua trajetória. 
Segundo Okuno e Yoshimura (2010), para fins de proteção radiológica e 
dosimetria, deve ser sempre considerado o LET não restrito (L∞). O LET será 
melhor visto no estudo da radiobiologia, pois está intimamente ligado aos efei-
tos nocivos da radiação ionizante. A ICRP criou uma tabela com os valores de 
fator de qualidade efetivo das radiações. Fica claro, por exemplo, que partículas 
pesadas, como a radiação alfa, possuem um poder de ionização muito mais alto.
TIPO DE RADIAÇÃO Q
Raios x, radiação gama e elétrons. 1
Prótons e partículas com uma unidade de carga e com massa de repouso maiores. 10
Nêutrons com energia desconhecida. 20
Radiação alfa e demais partículas com carga superior a uma unidade de carga. 20
Quadro 1 - Fator de qualidade efetivo
Fonte: Tahuata et al. (2014, p. 152).
Então, se você for exposto a uma dose absorvida de 1 mGy de raios x, con-
siderando o produto do fator de qualidade Q=1, você recebeu 1 mSv de dose 
equivalente. Já no caso de você ser exposto a uma dose absorvida de 1 mGy de 
radiação alfa, considerando o fator de qualidade Q=20, você recebeu 20 mSv de 
dose equivalente. Assim, é possível afirmar que, receber a mesma dose, mas de 
radiações diferentes, resultará em efeitos biológicos diferentes.
UNICESUMAR
1
5
TEMA DE APRENDIZAGEM 1
GRANDEZA DOSE ABSORVIDA
A grandeza representada pela letra “D” pode ser definida como a quantidade 
de energia (radiação) que realmente foi retida (absorvida) na massa (corpo) do 
absorvedor, seja por ionização ou excitação. 
Vale para qualquer meio absorvedor, seja um tecido biológico ou um material 
inanimado (sem vida), como uma mobília, por exemplo. É uma grandeza que 
vale para qualquer tipo de radiação, seja eletromagnética ou corpuscular. 
No momento em que uma radiação atinge um corpo, não significa que toda 
essa energia será absorvida. São vários os fatores envolvidos: energia da radiação, 
espessura e densidade do corpo absorvedor. Então, a dose absorvida é o valor da 
energia que realmente foi retida no corpo ou material.
A unidade de medida antiga era o radiation absorved dose (rad). Contudo, 
foi substituída pelo Gray (Gy), sendo o valor a seguir descrito no Sistema Inter-
nacional de Medidas (SI): 
BA Gy rad J kg1 100 1= = /
IMPORTANTE!
Para que você possa dimensionar o que estamos tratando com relação às doses 
de radiação, ilustraremos uma descrição feita por Okuno e Yoshimura (2010). A dose 
absorvida em uma sessão de radioterapia é de 2 Gy, equivalente a 200 rad. A dose total 
prescrita para um tratamento completo pode atingir a casa de 50 Gy. Para irradiação 
de alimentos, a dose absorvida pelo alimento fica em torno de 10 a 20 kGy. Ainda, na 
realização de um exame de raios X simples de abdômen, em torno de 0,7 mGy. Perceba 
a diferença entre as doses praticadas na radioterapia em relação às doses dos exames 
de raios X. É preciso observar a importância de limitar o campo de irradiação, focando 
apenas o tumor, preservando, ao máximo, as células sadias. “A dose letal, que mata 50% 
de seres humanos expostos no corpo todo à radiação em um intervalo de tempo de 30 
dias, identificada como 5030D, é de 4 Gy” (OKUNO; YOSHIMURA, 2010, p. 186).
1
1
GRANDEZAS DE PROTEÇÃO 
As grandezas aqui expostas são aplicadas na limitação de dose para órgãos espe-
cíficos, considerando a sua radiossensibilidade e o limiar de dose para o corpo 
todo. As grandezas de proteção consideram a absorção de energia pelos seres 
humanos e, para calcular, é necessário saber o valor da dose absorvida. 
GRANDEZA DOSE EQUIVALENTE 
TIPOS DE RADIAÇÃO E INTERVALOS DE ENERGIA WR (1990) WR (2007)
Fótons de todas as energias 1 1
Elétrons e múons de todas as energias 1 1
Nêutrons com energias
< 10 keV 
10-100 keV 
> 100 keV a 2 MeV 
 > 2 MeV a 20 MeV 
 > 20 MeV
5 
10
20
10
5
Uma função 
contínua da 
energia dos 
nêutrons
Prótons 5
2 (prótons e 
píons)
Partículas alfa, elementos de fissão e núcleos 
pesados 
20 20
Quadro 2 - Fatores de ponderação da radiação
Fonte: Okuno e Yoshimura (2010, p. 194).
UNICESUMAR
1
1
TEMA DE APRENDIZAGEM 1
A grandeza é representada pela letra “H”, originada das recomendações da ICRP, e 
consta descrita nas normas da CNEN-NN-3.01:2011. É utilizada para determinar 
a limitação de dose para um tecido ou órgão específico(cristalino, pele e extre-
midades) e pode ser utilizada para radiações eletromagnéticas ou corpusculares. 
A dose equivalente ou equivalente de dose (como tratam alguns autores) leva 
em consideração os valores obtidos na medição de dose absorvida e considera o 
tipo de radiação utilizado. Há a seguinte equação:
H D WT T R= *
Sendo: 
DT – Dose absorvida média 
WR – Tipo de radiação (Baseado no fator de ponderação 1990 – Tabela 2) 
Os valores de ponderação escolhidos pela ICRP determinam cada tipo de partí-
cula e sua energia, equivalendo a sua efetividade biológica relativa (RBE) e indu-
zindo efeitos estocásticos nos seres humanos. A Comissão Nacional de Energia 
Nuclear (CNEN) orienta que seja utilizada, para fins de cálculo, a ICRP60 de 
1990. A referência tecidual é o cristalino, pele e extremidades.
A unidade de medida antiga era o roentgen equivalente man (rem), mas foi 
substituída pelo Sievert (Sv), sendo o valor a seguir descrito no Sistema Interna-
cional de Medidas (SI): 
1 1 100Sv J kg rem= =/
GRANDEZA DOSE EFETIVA 
É representada pela letra “E”. Segundo Okuno e Yoshimura (2010), a grandeza 
estabelece os limites para exposição do corpo inteiro às radiações, preservando 
a ocorrência de efeitos cancerígenos ou causando efeitos hereditários. 
A dose efetiva leva em consideração os valores obtidos na medição de dose 
equivalente e considera o tipo de tecido exposto, utilizando o fator de ponderação 
do tecido ou órgão (WT ), que é classificado de acordo com a radiossensibilidade 
de cada tecido. Observe a seguinte equação:
1
8
 
E W HT T T=£ * *
Sendo: 
T∑ – “T” relevante. 
WT– Fator de peso para tecido ou órgão. (Baseado no fator de peso da ICRP-60: 
Tabela 01) 
HT – Dose equivalente
TECIDO OU 
ÓRGÃO 
WT (1977) WT (1990) WT (2007)
Gônadas 
Medula óssea
Cólon
Pulmão
Estômago
Mama 
Bexiga
Esôfago
Fígado
Tireoide
Superfície do osso
Cérebro
Glândulas salivares
Pele
Restante
0,25
0,12
- 
0,12
-
0,15
-
-
-
0,03
0,03
-
-
-
0,30*
0,20
0,12
0,12
0,12
0,12
0,05
0,05
0,05
0,05
0,05
0,01
-
-
0,01
0,05**
0,08
0,12
0,12
0,12
0,12
0,12
0,04
0,04
0,04
0,04
0,01
0,01
0,01
0,01
0,12***
Tabela 1 - Fatores de ponderação de tecidos
Fonte: Okuno e Yoshimura (2010, p. 195).
* Cinco órgãos ou tecidos altamente irradiados, cada um com peso de 0,06. 
** Inclusos glândula suprarrenal, intestino grosso superior, intestino delgado, rins, músculo, pâncreas, baço, timo e útero. 
*** inclusos glândula suprarrenal, tecido extratorácico, vesícula biliar, paredes do coração, rins, linfonodos, músculo, 
mucosa oral, pâncreas, próstata, intestino delgado, baço, timo e útero/colo do útero. Conforme estabelecido, a unidade 
de medida para a grandeza de dose efetiva é o Sievert (Sv).
UNICESUMAR
1
9
TEMA DE APRENDIZAGEM 1
GRANDEZA DOSE EFETIVA COMPROMETIDA 
Segundo Okuno e Yoshimura (2010), a grandeza só é válida quando ocorre a 
incorporação de radionuclídeo por ingestão ou inalação. O período de integração 
para adultos é de 50 anos e, para crianças, é de 70 anos. 
GRANDEZAS OPERACIONAIS
Considerando as boas práticas do uso das radiações ionizantes, é esperado que 
profissionais tenham conhecimento dos riscos e bom senso no controle das do-
ses. Por isso, existem limitações de doses recomendadas pelas comissões interna-
cionais e definidas na legislação brasileira, limites estes que devem ser obedecidos 
pelos indivíduos ocupacionalmente expostos. 
Segundo Tahuata et al. (2014), o ideal, para fins de proteção radiológica, seria 
ter uma única grandeza que mensurasse a exposição das pessoas às radiações ioni-
zantes, facilitando os registros e comparações, quando necessário. Por um tempo, o 
ideal foi a dose equivalente, pois nela constavam o valor da dose absorvida e o tipo 
de radiação utilizado. Contudo, era difícil mensurar ou estimar, de forma direta, os 
danos biológicos, pois havia diferença física entre os indivíduos expostos. 
A ICRP e a ICRU definiram o equivalente de dose pessoal e o equivalente 
de dose ambiente como as grandezas operacionais que devem ser utilizadas 
para exposição às radiações ionizantes externas.
EQUIVALENTE DE DOSE PESSOAL 
É a grandeza operacional que monitora o indivíduo ocupacionalmente exposto 
(IOE) às radiações externas por meio do uso de dosímetros de tórax (monitores 
individuais). A grandeza é representada por Hp (d). 
Segundo Okuno e Yoshimura (2010), o “d” representa a profundidade de 
entrada da radiação de fora para dentro do corpo. Para radiações com muito 
poder de penetração, são considerados 10 mm. Para radiações com poder de 
penetração fraco, 0,07 mm. Assim, com o índice “d”, é possível estimar a dose 
equivalente do cristalino, pele e extremidades. 
1
1
O Hp (d) será obtido multiplicando o valor da dose absorvida (D) pelo fa-
tor de qualidade da radiação (Q), considerando a profundidade. Assim, surge a 
seguinte equação:
Hp d DxQ( ) =
Sendo: 
(d) – 10 mm para dose equivalente ou 0,07 mm para dose equivalente. 
D – Dose absorvida, obtida na leitura do dosímetro. 
Q – Fator de qualidade da radiação obtido na Tabela 2.
LET (L) IRRESTRITO NA ÁGUA Q (L)
L < 10 keV/µm 1
10 < L ≤ 100 keV/µm 0,32L - 2,2
L > 100 keV/µm 300/√L
Tabela 2 - Fator de qualidade da radiação em função do let introduzido
Fonte: adaptado de Okuno e Yoshimura (2010) e Tahuata et al. (2014).
Com o uso do dosímetro, é possível ter uma estimativa da dose efetiva, a qual o 
indivíduo esteve exposto ao longo dos 30 dias que utilizou esse monitor indivi-
dual. Conforme Okuno e Yoshimura (2010), para cada dose efetiva, deve sempre 
ser considerado o valor de “d” como 10mm e, para a dose equivalente, considerar 
o valor de “d” como 0,07 mm. 
A unidade de medida é o Sievert (Sv), sendo os limites definidos em mili-
sievert (mSv).
EQUIVALENTE DE DOSE AMBIENTE
É a grandeza operacional que monitora o ambiente de trabalho. Segundo Okuno 
e Yoshimura (2010), é obtida pelo produto da dose absorvida em um ponto pelo 
UNICESUMAR
1
1
TEMA DE APRENDIZAGEM 1
fator de qualidade da radiação. Esse valor corresponde ao que seria o equivalente 
de dose em uma esfera de tecido equivalente, com diâmetro de 30 cm, conforme 
a esfera ICRU.
IMPORTANTE!
Em 1980, a ICRU, em sua publicação 33, propôs uma esfera de 30 cm de diâmetro, 
feita de material tecido-equivalente de densidade de 1g/cm3, como um simulador 
do tronco humano. Quase todos os órgãos sensíveis à radiação poderiam ser 
englobados. A sua composição química, em massa, é de 76,2% de oxigênio, 11,1% de 
carbono, 10,1% de hidrogênio e 2,6% de nitrogênio (TAHUATA et al., 2014).
É importante finalizar com duas observações importantes: a primeira, é que ficou 
convencionado que 1 Gy equivale a 1 Sv. Então, se você recebeu uma dose de 0,6 
mGy, pode-se dizer que a sua dose foi de 0,6 mSv. A segunda é com relação ao 
fator de qualidade das radiações. 
Você deve ter observado que existem a ICRP-26 e a ICRP-60 que tratam desse 
tema, e que uma sugere o fator de qualidade (Q) para cálculo e, a outra, o fator 
de peso dessa radiação (WR ). Segundo Okuno e Yoshimura (2010), na prática, 
são usados os mesmos valores do WR , como o valor de Q, para calcular os riscos 
de efeitos biológicos das radiações, pois a ICRP-60 é mais atualizada.
1
1
NOVOS DESAFIOS
Neste tema, você aprendeu que:
 ■ A radiação é uma energia emitida e transferida por intermédio do espaço, 
podendo ou não necessitar de um meio de transporte para se propagar 
em todas as direções.
 ■ Uma onda eletromagnética é considerada uma radiação pelas suas carac-
terísticas de não precisar de um meio de propagação. Ainda, propaga-se 
em linha reta, no vácuo e possui a velocidade da luz no ar, que se aproxima 
dos 300.000 m/s. 
 ■ Uma radiação ionizante é aquela que possui energia potencial para arran-
car elétrons de um átomo ou molécula. Há riscos nocivos à saúde se não 
utilizados os critérios de segurança e proteção radiológica adequados em 
cada tipo de aplicação. • Existem radiações eletromagnéticas que são ioni-
zantes, sendo úteis para a radiologiao raios X e o raio gama, por exemplo. 
 ■ A diferença entre o raios X e a radiação gama está na sua origem e no 
seu comprimento de onda. Os raios x são produzidos na eletrosfera e a 
radiação gama tem origem de dentro do núcleo do átomo.
 ■ A radiação gama, normalmente, é obtida como energia residual do pro-
cesso de emissão alfa ou beta. 
 ■ Existem radiações corpusculares por emissão de partículas que são ionizantes. 
 ■ A radiação corpuscular é a emissão de partícula alfa ou beta, sempre com 
origem do núcleo de um átomo quando este se encontrar em um estado 
instável e sofrer o processo de decaimento radioativo. 
 ■ A emissão alfa tem aplicabilidade na área industrial, porém nenhuma 
aplicabilidade na área médica. 
 ■ A emissão alfa acontece em núcleos pesados e tem pouco poder de pe-
netração, porém, apresenta alto poder de ionização. 
 ■ A partícula beta é uma partícula mais leve, pois não possui massa. Tem 
maior poder de penetração. 
 ■ Existe a emissão beta negativo quando a interação ocorrer em núcleos 
com excesso de nêutrons. 
 ■ Existe a emissão beta positivo quando a interação ocorrer em núcleos 
com poucos nêutrons. 
UNICESUMAR
1
1
TEMA DE APRENDIZAGEM 1
 ■ Há uma diferença importante entre matéria e antimatéria, sendo que o 
encontro das duas pode ocasionar uma aniquilação.
 ■ As grandezas utilizadas no estudo e o uso das radiações ionizantes se divi-
dem em grandezas físicas, grandezas de proteção e grandezas ocupacionais. 
 ■ Somente após 30 anos do início do uso das radiações ionizantes é que 
foram fundadas as primeiras comissões que se preocupavam em discutir 
normas de segurança para a exposição às radiações. 
 ■ A Comissão Internacional de Unidades e Medidas de Radiação (ICRU) é 
responsável pela criação e regulação das grandezas básicas e operacionais 
das radiações. 
 ■ A Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP) é responsável 
pelas normas de proteção radiológica, limites de exposição e doses, tanto 
do público em geral como do indivíduo ocupacionalmente exposto (IOE). 
 ■ Tratando-se do Brasil, as normas internacionais são transcritas nas 
normas da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN), na norma 
CNENNN-3.01:2011. 
 ■ Existem vários tipos de classificação para dose. 
 ■ Existe uma preocupação com o tipo de radiação utilizado na exposição 
e com o tipo de tecido atingido. Assim, há uma relação direta com o po-
tencial efeito nocivo da radiação no ser humano. 
 ■ O valor determinado em Gray (Gy) é o mesmo valor equivalente em 
Sievert (Sv).
1
4
1. Tratando da emissão de partículas beta, existe uma particularidade com relação à quan-
tidade de nêutrons dentro do núcleo. Essa condição determinará se a emissão será beta 
positivo (pósitron) ou beta negativo. Com relação à emissão de partícula beta negativo, 
assinale a alternativa CORRETA:
a) Tende a acontecer em núcleos com falta de nêutrons. Ocorre a produção de um elétron 
dentro do núcleo, que é ejetado, posteriormente, junto a um antineutrino. 
b) Sempre ocorre em núcleos instáveis com falta de nêutrons. 
c) Tende a acontecer em núcleos com excesso de nêutrons. Ocorre a produção de um 
próton dentro do núcleo, que é ejetado, posteriormente, junto a um neutrino, o chamado 
beta negativo. 
d) Acontece em núcleos instáveis com excesso de nêutrons. 
e) Ocorre sempre em elementos muito pesados de elevado número atômico. Se for estável, 
o átomo sempre terá emissão beta negativo. 
2. Do ponto de vista da proteção radiológica, e considerando o poder de ionização, qual 
radiação é mais perigosa? 
a) Partícula beta. 
b) Partícula gama. 
c) Partícula alfa. 
d) Raios Gama. 
e) Raios x. 
3. Os raios x e os raios gama são radiações eletromagnéticas ionizantes, ou seja, possuem 
energia cinética capaz de arrancar elétrons das camadas eletrônicas dos átomos. Apesar 
de ionizantes, ambos preservam as mesmas características das energias eletromagnéti-
cas contidas no espectro eletromagnético. Contudo, existem diferenças entre a radiação 
X e a radiação gama. Assinale a alternativa CORRETA, especificando onde a diferença é 
encontrada: 
a) No comprimento de onda e na origem da radiação. Uma é produzida na eletrosfera e, a 
outra, no núcleo, respectivamente.
b) No comprimento de onda, e ambas são produzidas na eletrosfera. 
c) No comprimento de onda, e ambas são produzidas no núcleo. 
d) A diferença está na origem, pois as radiações possuem o mesmo comprimento de onda. 
e) No comprimento de onda. Ambas são produzidas na eletrosfera, e dentro do núcleo são 
produzidas as partículas e não radiações eletromagnéticas.
VAMOS PRATICAR
1
5
REFERÊNCIAS
BUSHONG, S. C. Ciência radiológica para tecnólogos: física, biologia e proteção. 9. ed. Rio de 
Janeiro: Elsevier, 2010.
MOURÃO, A. P.; OLIVEIRA, F. A. de. Fundamentos de radiologia e imagem São Paulo: Difusão, 
2009.
HIRONAKA, F. H. et al. Medicina nuclear: princípios e aplicações São Paulo: Atheneu Editora, 
2012.
OKUNO, E.; YOSHIMURA, E. Física das radiações São Paulo: Oficina de Textos, 2010.
TAHUATA, L. et al. Radioproteção e dosimetria: fundamentos. 10. ed. Rio de Janeiro: IRD/CNEN, 
2014.
THRALL, J. H.; ZIESSMAN, H. A. Medicina nuclear 2. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2003.
TILLY JR., J. G. Física radiológica Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2010.
1
1
1. Opção D.
2. Opção C.
3. Opção A.
CONFIRA SUAS RESPOSTAS
1
1
UNIDADE 2
MINHAS METAS
RADIOATIVADADE, O DECAIMENTO 
RADIOATIVO E SUAS INTERAÇÕES
Compreender os conceitos e aspectos históricos sobre a radioatividade. 
Conhecer cientistas que colaboraram no processo de pesquisa para o conhecimento da 
radioatividade.
Conhecer o processo de decaimento radioativo dos elementos na busca da estabilidade 
atômica.
T E M A D E A P R E N D I Z A G E M 2
4
1
INICIE SUA JORNADA
No fim do século XIX, assim como Roentgen estudava os raios x, existiam cien-
tistas estudando outras formas de energia. Um desses cientistas foi o físico francês 
Antoine Henri Becquerel, que fazia experimentos utilizando os sais de urânio. 
Depois de perceber fenômenos parecidos com os que Roentgen descreveu, Be-
cquerel, em 1896, declarou sua descoberta ao mundo, afinal, havia descoberto a 
radioatividade, que, inicialmente, chamava de raios U, pois tinha características 
diferentes dos raios x. Outros cientistas que contribuíram muito para o estudo da 
radioatividade foram o famoso casal Curie. O físico francês Pierre Curie estudou 
as propriedades dessa radiação originada de materiais que não envolvia o uso 
de corrente elétrica. Sua esposa, a cientista polonesa Marie Sklodowska Curie, 
descobriu outros materiais radioativos além do urânio e, nas suas pesquisas e 
experimentos, encontrou propriedades semelhantes no tório, no rádio e no po-
lônio. Em 1903, Becquerel, Pierre e Marie Curie dividiram o Prêmio Nobel de 
Física pelas descobertas e contribuições no estudo da radioatividade.
Bons estudos!
DESENVOLVA SEU POTENCIAL
OS PRIMEIROS EXPERIMENTOS COM A RADIOATIVIDADE
Becquerel foi o precursor da descoberta da emissão de radiação originada do inte-
rior do núcleo de um átomo, o que chamamos hoje de radioatividade. Ele veio 
de uma família de cientistas. Seu avô era pesquisador da eletricidade e magnetismo, 
já seu pai, pesquisador da radiação ultravioleta e da fluorescência. Então, pode-se 
dizer que Becquerel vem de uma família na qual a “radiação corria na veia”, pois 
havia um legado nos estudos com as radiações. Além disso, possuía um laboratório 
com estrutura e base científica muito boa para suas pesquisas e experimentos. 
Segundo Mourão e Oliveira (2009), Becquerel percebeu que, após a exposi-
ção dos sais de urânio diante dos raios solares, estes se tornavam fluorescentes. 
Como Roentgen já havia descrito um fenômeno com a fluorescência em seus 
experimentos, Becquerel resolveu replicar o experimento de Roentgen. Envolveu 
UNICESUMAR
4
1
TEMA DE APRENDIZAGEM 2
os sais com um papel escuro, colocando-os próximos a uma placa fotográfica, 
tendo, comoresultado, a mesma observação feita por Roentgen com o uso dos 
raios catódicos: as imagens dos cristais ficaram impressas no filme fotográfico 
da placa. Becquerel conclui que, depois de expor o urânio aos raios solares, estes 
começavam a emitir raios x.
Mais adiante, em outros experimentos, Becquerel percebeu que o urânio 
sensibilizava as placas fotográficas mesmo quando não havia sido exposto aos 
raios solares. Então, concluiu que havia emissão de uma energia, que era, natu-
ralmente, originada da matéria do urânio. 
Ao estudar as características dessa energia, Becquerel pôde perceber que era 
mais atenuante que os raios x, ou seja, mais penetrante. Também era desviada 
por campos magnéticos, concluindo que a energia possuía carga elétrica. 
Segundo Nobrega (2006), ficou claro para Becquerel que ele havia descoberto 
uma energia diferente dos raios x e que, ainda, não havia sido descrita por nin-
guém. Então, em 1º de março de 1896, comunicou a descoberta à Academia de 
Ciências da França. O que, inicialmente, era chamado de “raios U” ou “Raios 
de Becquerel”, logo depois passou a ser denominado de “radioatividade”, uma 
proposta feita por Marie Curie. 
O PAPEL DO CASAL CURIE 
NA HISTÓRIA DA RADIOATIVIDADE 
Segundo Nobrega (2006), Marie Curie começou seus estudos sobre a radioati-
vidade quando fazia sua tese de doutorado sobre os raios descobertos por Be-
cquerel. Ela queria provar que o fenômeno observado no urânio poderia ser 
observado também em outros materiais. 
As pesquisas tinham fundamento e, então, começou a observar a mesma 
emissão de energia no tório, e de forma espontânea. Em suas pesquisas, descobriu 
dois fundamentos importantes no estudo da radioatividade: 
4
1
1) A energia da radiação não dependia do tipo do material estudado, mas sim da 
quantidade do material envolvida no experimento.
2) A atividade radioativa não dependia do arranjo dos átomos em uma molécula, 
mas sim das interações e equilíbrio dentro do próprio átomo de cada material. 
Marie Curie quer dizer, no primeiro fundamento, que quanto maior for a quan-
tidade de tório ou urânio, mais radiação haverá. No segundo fundamento, des-
cobriu que eram interações entre as partículas elementares (prótons + nêutrons) 
dentro do núcleo do átomo as responsáveis por causar a atividade no núcleo e a 
emissão de radioatividade, ou seja, radiação. 
Na etapa avançada em que se encontravam as pesquisas de Marie Curie, seu 
marido Pierre resolveu dedicar seus esforços para corroborar com as pesquisas da 
esposa. Juntos, começaram a pesquisar um mineral de óxido de urânio, chamado 
“pechblenda”, uma variação da uraninita. Segundo Nobrega (2006), o casal Curie 
observou que, no mineral, a radioatividade era quatro a cinco vezes maior que o 
urânio que utilizava em suas pesquisas.
 “ No fim de junho de 1898, obtiveram uma substância, aproximada-
mente, 300 vezes mais ativa que o urânio. Então, sugeriram o nome de 
polônio, em homenagem ao país de origem de Marie. Foi neste traba-
lho que usaram o termo radioatividade. Em dezembro do mesmo ano, 
anunciaram a existência de mais um elemento, com o nome de rádio, 
cerca de 400 vezes mais ativo que o urânio (NOBREGA, 2006, p. 41). 
Pierre fez experimentos com o uso do rádio em sua pele e percebeu que, após um 
tempo, apareceu uma ferida semelhante a uma queimadura. Logo, focaram suas 
pesquisas nessa observação e, segundo Mourão e Oliveira (2009), essa radioa-
tividade passou a ser útil para a medicina no tratamento de tumores malignos, 
sendo chamada de curieterapia, que logo se tornaria a radioterapia.
UNICESUMAR
4
1
TEMA DE APRENDIZAGEM 2
Obviamente, o casal apresentou vários problemas de saúde em função das pes-
quisas manipulando os materiais radioativos. Assim como há o museu de Roent-
gen, aberto para visitação em Würzburg/Alemanha, contando a história dos raios 
x, a história da radioatividade está exposta na Biblioteca Nacional de Paris, onde 
encontram-se os materiais da casa e laboratório do casal Curie, porém, são utensí-
lios que são radioativos. Segundo Nobrega (2006), a visitação é permitida mediante 
assinatura de um termo de responsabilidade sobre os riscos, pois estima-se que a 
atividade do rádio, ali presente, ultrapasse os próximos dois mil anos.
Figura 1 - Becquerel e o casal Curie: Pierre e Marie Curie
Fonte: http://osfundamentosdafisica.blogspot.com/2015/07/especial-de-sabado. html. Acesso em: 18 jun. 2019.
Descrição da Imagem: fotografia em preto e branco mostrando três pessoas. À esquerda, um homem com bigode e 
barba, vestindo um terno, olha para frente com uma expressão neutra. No centro, outro homem com barba e bigode, 
cabelos mais longos e desalinhados, olha para a direita com uma expressão pensativa. À direita, uma mulher com 
cabelos volumosos presos para cima olha para frente com uma expressão séria. Todos os três estão em visão frontal.
ENTENDENDO A RADIOATIVIDADE
O conceito de radioatividade pode ser definido como o processo que envolve 
eventos no interior do núcleo de um átomo instável, tendo, como consequência, 
a emissão de energia na forma de partículas e/ou radiação eletromagnética, com 
o objetivo de buscar a estabilidade atômica. 
Segundo Bushong (2010), qualquer arranjo nuclear pode ser denominado 
de nuclídeo. Então, um isótopo é um nuclídeo. Além disso, somente os núcleos 
instáveis, que sofrem decaimento radioativo, serão considerados radionuclídeos. 
4
4
Esses radionuclídeos, também conhecidos como radioisótopos, são os elementos 
que estão munidos de radioatividade.
Estudante, lembre-se: os isótopos são elementos que possuem o mesmo número 
de prótons, mas diferente número de nêutrons. Possuem o mesmo número atô-
mico (não muda o elemento), mas variam o número de massa. Como exemplos, 
podemos citar o urânio e o hidrogênio, que possuem três isótopos: U-234, U-235 e 
U-238; H-1 (hidrogênio propriamente dito), H-2 (deutério) e o H-3 (trítio).
APROFUNDANDO
Na natureza, é possível encontrar elementos com núcleos instáveis emissores de ra-
diação, fato que existe desde a formação do planeta Terra. Segundo Mourão e Oliveira 
(2009), existem radioisótopos naturais que geram uma radiação de fundo que se soma 
à radiação que vem do espaço, atingindo por meio da atmosfera terrestre. No nosso 
solo terrestre, podemos encontrar o Urânio-235, o Tório-232 e o Potássio-40. São 
elementos que vão se desintegrando com o passar dos anos, buscando a estabilidade. 
Considerando que a Terra existe há bilhões de anos, é possível encontrarmos 
na natureza o Urânio exaurido, ou seja, aquele urânio que não possui mais uma 
emissão de radiação significativa, que já alcançou a estabilidade dos seus núcleos 
atômicos. O urânio exaurido tem aplicabilidade na área industrial. 
Com relação aos raios cósmicos, segundo Tahuata et al. (2014), essa radiação 
é oriunda do espaço sideral. São emitidas, em direção ao planeta, partículas como: 
prótons, elétrons, nêutrons, mésons, neutrinos, núcleos leves e radiação gama. 
São partículas com energia muito alta, centenas de megaelétronvolts (MeV), 
podendo chegar a gigaelétron-volts (GeV). Estamos tratando de centenas de 
milhões ou bilhões dessas partículas, respectivamente. 
A população terrestre conta com uma blindagem importante chamada de 
atmosfera. Conforme descreve Tahuata et al. (2014), a atmosfera terrestre atenua 
e absorve muitas dessas radiações cósmicas naturais, pois muitas partículas são 
freadas na atmosfera ou desviadas pelo cinturão magnético de Van Allen. Com 
isso, a radiação que os seres humanos têm contato aqui, na superfície terrestre, 
é originada de partículas secundárias, resultantes das interações das partículas 
primárias com as camadas da atmosfera terrestre.
UNICESUMAR
4
5
TEMA DE APRENDIZAGEM 2
Uma curiosidade interessante abordada por Tahuata et al. (2014) é que pessoas 
que habitam regiões de maior altitude e/ou mais próximas aos polos Norte e Sul 
estão mais expostas às radiações naturais da atmosfera, fato que corrobora com 
a descrição anteriordo cinturão de Van Allen. 
Considerando a dose das emissões atmosféricas com as do solo terrestre, a 
dose não ultrapassa um milisievert (mSv) por ano, salvo se você encontrar uma 
mina com minerais ricos em urânio e radônio. No caso, sua dose média/ano 
aumentará significativamente. 
Agora, preste atenção, afinal, você já é um conhecedor das radiações! Precisamos 
ficar atentos com relação ao cuidado com as camadas atmosféricas. Essa atmosfera, 
que tanto falamos até agora, é a camada gasosa da biosfera, ou seja, sem ela, a vida 
terrestre de seres humanos, animais e plantas é insustentável. Localizada com uma 
altura de cerca de 800 Km de altitude, é a principal blindagem que temos contra as 
radiações oriundas do espaço. A camada de Ozônio, por exemplo, atenua as emissões 
de radiação ultravioleta emitidas pelo Sol. Temos acompanhado em pesquisas e no-
ticiários como a poluição global está afetando essas camadas atmosféricas. 
Conforme descreve Tahuata et al. (2014), o Comitê Científico das Nações 
Unidas sobre os Efeitos da Radiação Atômica (UNSCEAR) fez um comparativo 
da quantidade das radiações naturais que os seres humanos estão expostos, usan-
do como referência dados do ano de 1982, confrontando com dados do de 2008. 
No gráfico, é possível observar como aumentou a exposição às radiações naturais 
dos seres humanos ao longo desses 26 anos. Ainda, como diminuíram as exposições 
médicas e ocupacionais, mais relacionadas com a exposição às radiações artificiais. 
Considerando não haver alteração no espaço sideral, nem no Sol ou no posiciona-
O cinturão magnético de Van Allen é uma espécie de campo magnético criado pelo 
próprio magnetismo terrestre, sendo mais intenso e espesso na altura da linha do 
Equador, e menos intenso e espesso nos polos Norte e Sul. A função desse cinturão é 
repelir os prótons de alta energia que vêm do Universo, principalmente do Sol, evitan-
do que essas partículas cheguem à superfície terrestre. Inclusive, alguns céticos acre-
ditam que o cinturão seja um dos empecilhos que não permite que o homem possa 
ter chegado até a Lua, pois o ser humano não suportaria a exposição à quantidade de 
radiação. É um fato que já foi desmistificado pela NASA e por outros cientistas.
ZOOM NO CONHECIMENTO
4
1
mento do planeta Terra que justifique um aumento da emissão dessas partículas 
radioativas naturais, esse aumento da exposição só pode estar relacionado a uma 
redução da eficiência das camadas atmosféricas, mas é apenas uma suposição.
Dados Comparativos da UNSCEAR
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
P
er
ce
n
tu
al
 (%
)
Radiação
Natural
UNSCEAR 1982
UNSCEAR 1982
Irradiação
Médica
Precipitação Exposição
ocupacional
Ciclo
combustível
nuclear
Fontes
diversas
67,60
79,68
30,70
19,92
0,60
0,17
0,45
0,01
0,15
0,17
0,50
0,07
Figura 2 - Dados demonstrando o aumento das exposições às radiações naturais e demais exposições
Fonte: adaptada de Tahuata et al. (2014, p. 44).
Descrição da Imagem: imagem mostra um gráfico com dados demonstrando o aumento das exposições às ra-
diações naturais e demais exposições. 
Foi essa radioatividade natural que chamou a atenção de pesquisadores e cien-
tistas, destacando-se Becquerel e Marie Curie.
A filha de Marie Curie seguiu o mesmo caminho dos pais e, segundo Nobrega (2006), 
em 1934, Irene Curie e seu marido Joliot produziram o primeiro elemento radioativo 
de forma artificial, dando início a uma nova página na história da radioatividade.
APROFUNDANDO
UNICESUMAR
4
1
TEMA DE APRENDIZAGEM 2
RADIOATIVIDADE ARTIFICIAL
Irene Curie e seu esposo fizeram experimentos e conseguiram tornar radioativos 
os átomos de fósforo (P-30) e nitrogênio (N-13). Desde então, os estudos avan-
çaram e, atualmente, temos uma variedade de radioisótopos sendo produzidos 
artificialmente com aplicações na área da medicina, na área industrial e na con-
servação de alimentos. 
Para você compreender um pouco da importância desse processo de radioa-
tividade artificial, vamos voltar para 1868. Segundo Okuno e Yoshimura (2010), 
na época, o russo Dmitri Ivanovich Mendeléev começou a organizar os elementos 
químicos de acordo com as suas propriedades químicas, alterando a posição de 
alguns elementos, já definida por outros cientistas, pois a tarefa de organizar os 
elementos químicos havia começado em 1789, com Lavoisier, que organizou 33 
elementos. Depois, outros cientistas vieram aprimorando o trabalho e acrescendo 
elementos. 
Dentro da sua perspectiva, Mendeléev conseguiu organizar 63 elementos, 
apresentando, em 1869, o esboço da Tabela Periódica atual, deixando espaços 
vazios para novos elementos. Ele previa a existência de novos elementos, que 
ainda virão a ser descobertos. 
Mendeléev descobriu, ao longo dos 17 anos seguintes, três novos elementos: 
o gálio (Ga), o escândio (Sc) e o germânio (Ge). Depois, em 1898, o casal Curie 
descobriu o polônio (Po) e o rádio (Ra). Assim, com o passar dos anos, foram 
preenchendo-se as lacunas da Tabela Periódica. 
Em 1913, Henry Moseley, considerando como grandeza fundamental a quan-
tidade de prótons no núcleo de um átomo, sugeriu que a Tabela Periódica de 
Mendeléev fosse adequada para que a sequência dos elementos químicos seguisse 
uma ordem crescente, de acordo com o número atômico (Z) de cada elemento.
“Todos os elementos com Z maior do que 82, naturais ou artificiais, são radioa-
tivos e desintegram-se, passando de um núcleo a outro sucessivamente até 
se transformar em um isótopo estável de chumbo (Pb) com Z=82” (OKUNO; 
YOSHIMURA, 2010, p. 58).
APROFUNDANDO
4
8
Você deve estar pensando: “Ok! Contudo, o que tem a ver a produção artificial 
de radioisótopos com a história da Tabela Periódica?”. 
Foram os experimentos de Irene Curie (filha de Marie Curie) que permiti-
ram que novos elementos fossem descobertos e, assim, foi possível preencher 
os espaços vazios da Tabela Periódica conhecida por todos nós. Atualmente, a 
Tabela Periódica é composta por 118 elementos, sendo 92 elementos naturais 
e 26 elementos artificiais. 
Compreendeu agora a relação dos fatos? O objetivo não é apenas permitir 
compreender os conceitos, mas fornecer uma quantidade de informação mais 
abrangente para que você possa construir um conhecimento crítico e bem 
fundamentado sobre a produção artificial dos elementos radioativos. 
Produção artificial de radioisótopos 
Prezado estudante, agora, prepare-se para esta parte do seu aprendizado! Você, 
literalmente, entrará no mundo da física nuclear. Então, concentre-se na leitura 
e abra sua cabeça para compreender o conteúdo. O estudo da física quântica 
requer que você tenha a consciência de se despir de alguns conceitos físico-quí-
micos para entender mais facilmente o que será apresentado a seguir. 
Você acreditaria se disséssemos que Irene Curie usou uma fonte de 
polônio (PO-210) para bombardear, com partículas alfa, os átomos do 
alumínio e deste obter o radioisótopo fósforo (P-30), agora radioativo? E 
que ela repetiu o experimento com o boro, e deste obteve o radioisótopo 
nitrogênio (N-13), também radioativo? Estamos dizendo, para você, que 
Irene Curie transformou o alumínio em fósforo e o boro, em nitrogênio. 
Acredita? É bom acreditar! Segundo Okuno e Yoshimura (2010), foi exata-
mente o que Irene Curie fez em seus experimentos, criando, pela primeira 
vez, radioisótopos artificiais. 
Segundo Tilly Jr. (2010), é impossível transformar um isótopo estável em 
um radioisótopo (radioativo) utilizando apenas equipamentos de radiologia 
de uso clínico ou industriais. Para sintetizar novos elementos radioativos 
(radioisótopos), emissores de partículas alfa, beta e raios gama, será neces-
sário um Cíclotron ou um reator nuclear. Esses equipamentos possuem a alta 
energia de interação necessária para conseguir realizar um processo chamado 
de ativação ou transmutação artificial. 
UNICESUMAR
4
9
TEMA DE APRENDIZAGEM 2
Aceleradores ou Cíclotrons 
Criados em 1930, por Ernest O. Lawrence e Milton S. Livingston,os cíclotrons ou ace-
leradores de partículas possibilitaram a produção em larga escala dos radioisótopos 
artificiais. O cíclotron utiliza partículas carregadas como os íons de hidrogênio, del-
tério ou hélio para bombardear átomos de elementos estáveis, tornando-os instáveis.
Figura 3 - Ciclotron modelo cyclone 18
Fonte: https://www.ipen.br/portal_por/portal/interna.php?secao_id=791. Acesso em: 23 jun. 2019.
Descrição da Imagem: fotografia de um equipamento industrial de formato cilíndrico com uma série de cabos e 
componentes eletrônicos. No centro da imagem, o cilindro é predominantemente cinza com um logotipo verde e 
branco. Diversos cabos azuis estão conectados na parte inferior e saem em direção ao fundo da imagem. Acima, 
há uma estrutura metálica que parece ser a parte superior do equipamento. A visão é frontal e não há pessoas 
ou outros objetos além do equipamento na imagem.
Segundo Hironaka et al. (2012), um cíclotron é, basicamente, composto por uma 
câmara de vácuo na qual são alocadas duas placas metálicas (eletroímãs) opos-
tas, formando o polo Norte e o polo Sul. São responsáveis pela formação de um 
campo magnético, com direção e sentido ínfero-superior. Depois, posicionadas 
no centro, entre os eletroímãs, serão colocadas duas outras placas em forma de 
“D”, com uma abertura, conectadas a uma fonte de energia alternada. A estrutura 
precisa, obrigatoriamente, ser circular.
5
1
eletrodos
ocos
espaço intermediário
entre os eletrodos
trajetória em 
espiral das 
partículas
fonte de partículas
Câmara de Aceleração
Linha principal
Distribuidor Magnético
Linhas de Feixe
Linha 3 Linha 2
Pesquisa Multipropósito
Linha 4
Linha 5
Linha 6
Câmara de
Espalhamento
Sistema de Centralização
e
Focalização do Feixe
124
123
18
Figura 4 - Ilustração de como estão dispostas as partes de um cíclotron
Fonte: https://mundoeducacao.bol.uol.com.br/quimica/acelerador-particulas.htm. Acesso em: 23 jun. 2019.
Figura 5 - Desenho esquemático do cíclotron cv-28 do IEN/CNEN-RJ / Fonte: http://www.ien.gov.br/index.
php/instalacoes/57-pagina-interna/188-acelerador-de-particulas-ciclotron-cv-28. Acesso em: 24 jun. 2019.
Descrição da Imagem: ilustração colorida representando um dispositivo cilíndrico com uma fonte de partículas 
na parte superior central. Do topo do cilindro, emergem três linhas que representam a trajetória em espiral 
das partículas, indicadas por setas curvas. Acima do cilindro, há dois eletrodos ocos paralelos, com um espaço 
intermediário entre eles. As trajetórias das partículas se originam da fonte e se movem para fora em direção aos 
eletrodos. A ilustração tem um fundo branco e utiliza tons de roxo e azul para diferenciar as camadas do cilindro.
Descrição da Imagem: imagem apresenta o desenho esquemático do cíclotron CV-28 do IEN/CNEM-RJ.
UNICESUMAR
5
1
TEMA DE APRENDIZAGEM 2
A abertura entre as placas “D” permitirá a passagem dos gases de hidrogênio e delté-
rio, que sofrerão a ionização no momento em que a corrente elétrica alternada passará 
pelas placas. Então, a corrente alternada inverterá a polaridade das placas “D”, fazendo 
com que as partículas ionizadas sejam aceleradas a cada passagem, usando as forças 
de atração e repulsão. O campo magnético fornecido pelos eletroímãs fará com que as 
partículas descrevam um movimento circular do centro para as bordas do cíclotron. 
Hironaka et al. (2012) explicam que, quando ocorre o movimento circular, as 
partículas vão se acelerando e ganhando energia. No momento em que atingem 
determinada velocidade, ao ponto de apresentarem energia cinética suficiente 
para atravessar as proteções do núcleo de um átomo e penetrá-lo, criando uma 
instabilidade nuclear; essas partículas serão retiradas da órbita circular por um 
defletor, direcionando-as para um túnel onde o alvo será bombardeado. Então, 
o alvo bombardeado se tornará o radioisótopo desejado. 
Em cíclotrons modernos, pode ser utilizado mais de um túnel acoplado, ou 
seja, é possível produzir mais de um tipo de radioisótopo simultaneamente, uti-
lizando, para isso, um distribuidor magnético.
Figura 6 - Prédio do reator nuclear IEA-R1 (IPEN/USP/SP) / Fonte: o autor.
Descrição da Imagem: fotografia de um edifício de concreto com aspecto industrial, visto de uma perspectiva 
oblíqua. O edifício é alto e possui uma escada metálica externa à direita, que leva a uma plataforma também 
metálica. No topo do edifício, há uma série de pequenas estruturas cilíndricas que parecem ser chaminés ou 
ventilações. Uma grade amarela está localizada na parte inferior da imagem, correndo horizontalmente e parcial-
mente obstruindo a visão da base do edifício. O céu acima está nublado, sugerindo um dia nublado ou chuvoso.
5
1
O cíclotron tem capacidade de produção de radioisótopos de meia-vida curta, 
podendo ser produzidos: iodo-123, iodo-124, carbono-11, flúor-18, cobre-64, 
gálio-67, índio-111 e tálio-201. O tipo de radioisótopo produzido dependerá da 
energia máxima de aceleração dos prótons. 
 “ Assim, muitos dos cíclotrons instalados em unidades hospitalares 
apresentam energia entre 11 e 16 MeV, enquanto cíclotrons insta-
lados em unidades industriais, normalmente, operam a energias 
superiores a 20 MeV (HIRONAKA et al., 2012, p. 59).
O Instituto de Engenharia Nuclear (IEN), no Rio de Janeiro, possui um cíclotron 
modelo CV-28, bem versátil. Possui aplicações voltadas à produção de radiofár-
macos para a área da medicina nuclear, então, há a utilização do próton como 
partícula, acelerado a 24 MeV. O objetivo do IEN é a produção do iodo-123, 
Figura 7 - Piscina do reator IEA-R1 (IPEN/USP/SP) / Fonte: o autor.
Descrição da Imagem: fotografia de um ambiente industrial com uma piscina de reator nuclear. Ao fundo, dois 
indivíduos estão de pé, um deles segurando um documento. A piscina ocupa a parte central da imagem e é cercada 
por estruturas metálicas amarelas. A água na piscina emite um brilho azul característico. Na parte inferior da imagem, 
há plataformas metálicas cinza. A visão é frontal e ligeiramente oblíqua em relação às estruturas ao redor da piscina.
UNICESUMAR
5
1
TEMA DE APRENDIZAGEM 2
flúor-18 e o metaiodobenzilguanidina combinado com o iodo-131 (MIBG131). 
O primeiro é utilizado para exames de diagnóstico, como a cintilografia, o se-
gundo, no PET/CT e, o último, para cintilografias que detectam tumores neu-
roectodérmicos e neuroendócrinos. 
Reator Nuclear
Segundo Tahuata et al. (2014), o reator nuclear é uma instalação que usa um 
núcleo radioativo de urânio para fazer a reação nuclear de fissão em cadeia, de 
forma controlada, para a produção de energia ou fluxo de nêutrons. 
Existem os reatores nucleares de potência utilizados para geração de energia 
elétrica em usinas nucleares e para propulsores de navios ou submarinos. Ainda, 
os reatores nucleares de pesquisa com fluxo de nêutrons, com o propósito de 
produção de radioisótopos. 
Segundo Hironaka et al. (2012), os reatores nucleares de pesquisa, utilizados 
para produção de radioisótopos, possuem um núcleo de urânio-235, com en-
riquecimento de 20%, que se encontra aberto e submerso em uma piscina com 
água (H2O puríssimo) circulante, a qual tem a função de resfriar o reator. Ainda, 
serve como elemento moderador para reduzir a energia cinética dos nêutrons 
rápidos e, também, faz uma blindagem, protegendo os operadores que caminham 
em torno da piscina. 
No núcleo, são colocadas as barras compostas com rádio-berílio, denomi-
nadas barras de elemento combustível, emissoras naturais de nêutrons. Esses 
nêutrons vão interagir com o núcleo de urânio, que se torna instável, iniciando 
o processo de fissão nuclear. O urânio começará a emitir nêutrons que vão se 
chocar com outros átomos de urânio, iniciando o processo de reação em cadeia.
5
4
Figura 8 - Núcleo de um reator / Fonte: o autor.
Descrição da Imagem: fotografia de um ambiente industrial com uma piscina de reator nuclear. Ao fundo, dois 
indivíduos estão de pé, um deles segurando um documento. A piscinaocupa a parte central da imagem e é cercada 
por estruturas metálicas amarelas. A água na piscina emite um brilho azul característico. Na parte inferior da imagem, 
há plataformas metálicas cinza. A visão é frontal e ligeiramente oblíqua em relação às estruturas ao redor da piscina.
Prezado estudante, os reatores nucleares de pesquisa do IPEN, na USP de São 
Paulo, utilizam barras contendo urânio como elemento combustível, utilizando em 
torno de 1 Kg de urânio-235, com enriquecimento de 20%.
APROFUNDANDO
UNICESUMAR
5
5
TEMA DE APRENDIZAGEM 2
A piscina do reator é revestida com um material de carbono (grafite) com o obje-
tivo de refletir os nêutrons de volta para o reator, mantendo-os sempre próximos 
do núcleo do reator. Para haver fluxo de nêutrons sob controle e em quantidade 
adequada, são utilizadas as barras de boro, denominadas barras absorvedoras, 
que absorvem com muita facilidade os nêutrons produzidos em excesso.
A coloração azulada percebida no entorno do núcleo do reator submerso em pis-
cinas é chamada “efeito Cherenkov”, causada por elétrons que se propagam com 
velocidade acima da velocidade da luz na água. Em um meio transparente, é pos-
sível observar a olho nu os fótons provenientes dessa interação.
APROFUNDANDO
Figura 9 - Efeito cherenkov do reator IEA-R1 (IPEN/USP/SP) / Fonte: o autor.
Descrição da Imagem: fotografia do efeito cherenkov do reator IEA-R1.
5
1
A produção dos radioisótopos nos reatores nucleares acontece de três maneiras, 
conforme descrito a seguir.
A primeira maneira, considerada mais complexa, consegue produzir radioi-
sótopos de alta atividade e, consequentemente, grande quantidade de radiação. 
Essa forma de produção envolve a separação dos radionuclídeos obtidos durante 
o processo de fissão, utilizando o processamento do elemento combustível para 
realização da separação. Segundo Hironaka et al. (2012), a maneira é utilizada com 
elementos de massa entre 85 e 150, como Mo−99 , I −131 , Xe133 , Ho−166 e Lu−177 .
A segunda maneira é chamada de transmutação. Segundo Hironaka et al. (2012), 
os isótopos são colocados em posições específicas no reator, e começam a ser bom-
bardeados pelos nêutrons originados do processo de fissão no núcleo de urânio. Esses 
nêutrons penetrarão o núcleo dos isótopos (nuclídeos), alterando a relação prótons 
x nêutrons, tornando-os instáveis, sendo estes, a partir de agora, denominados ra-
dioisótopos (radionuclídeos). No processo, pode ser percebida uma maior atividade 
dentro do núcleo, mas a emissão de radiação é menor do que a produção de radioi-
sótopos. No processo de transmutação, poderá ocorrer ou não a perda de massa, mas 
sempre ocorrerá a perda de um próton, fazendo com que o elemento bombardeado 
se transforme em outro elemento, agora radioativo. Exemplo: o isótopo de enxofre 
( S
16
32− ) se transmuta no radioisótopo do fósforo ( P−
−
15
32 ). Perceba que não houve a 
perda de massa, mas a perda de um próton. 
A terceira maneira é chamada de ativação. Segundo Hironaka et al. (2012), no 
processo, o isótopo é bombardeado por nêutrons, porém, na ativação, não há perda ou 
ganho de prótons, mantendo o número atômico preservado. Isso acontece pela estabili-
dade temporária causada pela emissão de radiação gama. Assim, com essa característica, 
o elemento isótopo sai do reator como um radioisótopo do mesmo elemento, e não 
há transmutação. Exemplo: o isótopo do molibdênio (Mo−98 ), que se ativa e altera a 
massa, passando para o Mo−99 . Outro exemplo é o samário (Sm−153 ), um elemento 
importante no combate das dores causadas pelas metástases ósseas quando a morfina 
não é mais efetiva. Os radioisótopos produzidos por ativação são os mais utilizados na 
medicina nuclear, basicamente, emissores de radiação beta negativo.
Geradores de Radionuclídeos 
O uso de geradores é uma estratégia importante que permite o uso de radioisó-
topos de meia-vida curta nos serviços de medicina nuclear. 
UNICESUMAR
5
1
TEMA DE APRENDIZAGEM 2
 “ Uma das questões práticas enfrentadas pela Medicina Nuclear é o 
desejo de utilizar radionuclídeos de meia-vida curta (horas versus 
dia ou semanas) e, ao mesmo tempo, a necessidade de ter os radio-
fármacos entregues de forma comercial em hospitais ou clínicas. 
Uma forma de contornar o problema é o sistema de gerador de 
radionuclídeo (THRALL; ZIESSMAN, 2003, p. 53).
O gerador não estava citado como forma de produção do radioisótopo artificial, 
porque, na verdade, ele não transforma um isótopo em um radioisótopo, como fa-
zem o cíclotron e o reator nuclear. Vamos entender o funcionamento desse gerador! 
O gerador é um dispositivo portátil que permite locomoção. Nele, é colocada 
uma “matriz”, ou seja, um radioisótopo denominado “pai”, de meia-vida longa, 
que foi produzido em um reator nuclear ou em um cíclotron. Esse radioisótopo 
“pai” (meia-vida longa) sofrerá o processo de decaimento, dando origem a um 
radioisótopo “filho” com meia-vida curta.
Estudante, é preciso esclarecer o que é um radiofármaco para não o deixar confu-
so. Segundo Thrall e Ziessman (2003), o radiofármaco referencia determinados ra-
dioisótopos que preenchem os requisitos para serem administrados em pacientes 
na medicina nuclear. A administração desse material radioativo sempre ocorre em 
conjunto com um fármaco (marcador) escolhido conforme protocolo do exame ou 
tratamento a ser realizado, então, “radioisótopo + fármaco = radiofármaco”.
ZOOM NO CONHECIMENTO
5
8
Conforme Hironaka et al. (2012), o gerador é vantajoso, mas possui limitações 
quanto à quantidade de radioisótopos que podem ser obtidos por meio desses 
geradores. É necessário que o pai e filho permitam ser separados de forma rápida, 
segura, e em um curto espaço de tempo. 
“Eluição” é termo usado para fazer a extração do radionuclídeo filho e, no 
momento dessa eluição, é importante que não venham impurezas da estrutura do 
gerador. Lembrando que o radioisótopo filho será administrado em um paciente, 
então, precisa ser estéril e apirogênico. Existem, no mercado, geradores de mo-
libdênio (Mo−99)/tecnécio (Tc m−99 ), germânio (Ge−68)/gálio (Ga−68) e estrôncio 
(Sr−82)/ rubídio (Rb−82). O mais importante e de maior abrangência clínica é o 
Mo−99/Tc m−99 . 
A meia-vida física do Mo−99 é de 66 horas, então, um gerador de Mo−99/Tc m−99 
pode ser usado por até duas semanas, dependendo do fluxo de pacientes do 
serviço de medicina nuclear e do número de eluições realizadas por dia/semana. 
Figura 10 - Gerador de radionuclídeo
Fonte: https://www.mmconex.com.br/embalagens/edg#ad-image-0. Acesso em: 25 jun. 2019.
Descrição da Imagem: fotografia de vários recipientes de produtos médicos sobre uma superfície branca e com 
um fundo também branco. À esquerda, há um recipiente azul e branco com uma etiqueta amarela que inclui sím-
bolos de radioatividade e a palavra “RADIOATIVO”. Ao centro, um tambor azul maior com rótulos semelhantes. À 
direita, em primeiro plano, estão dispostas três fileiras de frascos transparentes com tampas azuis e vermelhas, 
contendo um líquido vermelho. Atrás dos frascos, há uma caixa transparente com mais unidades empilhadas. 
Todos os recipientes possuem etiquetas de aviso de radioatividade.
UNICESUMAR
5
9
TEMA DE APRENDIZAGEM 2
O processo de eluição ocorrerá da seguinte forma: conforme Hironaka et al. 
(2012), o sistema é composto por uma coluna de vidro, preenchida por óxido de 
alumínio (Al O2 3) e, nessa parte do gerador, é colocado o molibdato (Mo O−99
4
 ), 
considerado elemento pai. Sobre a estrutura do gerador, há duas acomodações 
com agulhas, para conexão de dois frascos simultaneamente.
Um dos frascos com solução salina (soro fisiológico 0,9%) é conectado sobre a 
coluna de alumínio e, no outro lado, é conectado um frasco com vácuo. O vácuo, 
contido no segundo frasco, é o que estabelecerá a pressão negativa no sistema, 
fazendo com que a solução salina saia do seu recipiente, circule pela coluna de 
alumínio e interaja com o Mo−99, extraindo o Tc m−99 , que subirá pelo circuito,