Radiação de partículas - Particle radiation
A radiação de partículas é a radiação de energia por meio de partículas subatômicas que se movem rapidamente . A radiação de partículas é chamada de feixe de partículas se todas as partículas estiverem se movendo na mesma direção, semelhante a um feixe de luz .
Devido à dualidade onda-partícula , todas as partículas em movimento também têm caráter de onda. Partículas de energia mais alta exibem características de partícula mais facilmente, enquanto partículas de energia mais baixa exibem características de onda mais facilmente.
Tipos e produção
As partículas podem ser eletricamente carregadas ou não:
A radiação de partículas pode ser emitida por um núcleo atômico instável (via decaimento radioativo ) ou pode ser produzida a partir de algum outro tipo de reação nuclear . Muitos tipos de partículas podem ser emitidos:
- prótons e outros núcleos de hidrogênio despojados de seus elétrons
- partículas alfa carregadas positivamente (α), equivalentes a um núcleo de hélio-4
- íons de hélio em altos níveis de energia
- Íons HZE , que são núcleos mais pesados que o hélio
- partículas beta carregadas positivamente ou negativamente ( positrons β + de alta energia ou elétrons β - ; o último sendo mais comum)
- elétrons de alta velocidade que não são do processo de decaimento beta , mas outros, como conversão interna e efeito Auger
- fótons (em particular os raios gama , γ, e agindo de alguma forma como uma partícula)
- nêutrons , partículas subatômicas sem carga; radiação de nêutrons
- neutrinos
- mesons
- múons
Os mecanismos que produzem radiação de partículas incluem:
- decadência alfa
- Efeito Auger
- decadência beta
- decadência do cluster
- conversão interna
- emissão de nêutrons
- fissão nuclear e fissão espontânea
- fusão nuclear
- colisores de partículas em que fluxos de partículas de alta energia são esmagados
- emissão de prótons
- erupções solares
- eventos de partícula solar
- explosões de supernova
- Além disso, os raios cósmicos galácticos incluem essas partículas, mas muitos são de mecanismos desconhecidos
Partículas carregadas ( elétrons , mésons, prótons , partículas alfa, íons HZE mais pesados etc.) podem ser produzidas por aceleradores de partículas . A irradiação iônica é amplamente utilizada na indústria de semicondutores para introduzir dopantes em materiais, um método conhecido como implantação iônica .
Os aceleradores de partículas também podem produzir feixes de neutrino . Os feixes de nêutrons são produzidos principalmente por reatores nucleares . Para a produção de radiação eletromagnética , existem muitos métodos, dependendo do comprimento de onda (ver espectro eletromagnético ).
Passagem pela matéria
Na proteção contra radiação , a radiação é frequentemente separada em duas categorias, ionizante e não ionizante , para denotar o nível de perigo que representa para os humanos. Ionização é o processo de remoção de elétrons dos átomos, deixando duas partículas eletricamente carregadas (um elétron e um íon com carga positiva) para trás. Os elétrons carregados negativamente e os íons carregados positivamente criados pela radiação ionizante podem causar danos em tecidos vivos. Basicamente, uma partícula está ionizando se sua energia for maior do que a energia de ionização de uma substância típica, ou seja, alguns eV , e interagir com os elétrons de forma significativa.
De acordo com a International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection , as radiações eletromagnéticas de ultravioleta a infravermelho, a radiação de radiofrequência (incluindo microondas), campos elétricos e magnéticos estáticos e variáveis no tempo e ultrassom pertencem às radiações não ionizantes.
As partículas carregadas mencionadas acima pertencem todas às radiações ionizantes. Ao passar pela matéria, eles se ionizam e, portanto, perdem energia em muitas pequenas etapas. A distância até o ponto onde a partícula carregada perdeu toda a sua energia é chamada de alcance da partícula. O alcance depende do tipo de partícula, de sua energia inicial e do material que atravessa. Da mesma forma, a perda de energia por comprimento de caminho unitário, o " poder de parada ", depende do tipo e da energia da partícula carregada e do material. O poder de parada e, portanto, a densidade de ionização, geralmente aumenta no final do intervalo e atinge um máximo, o pico de Bragg , pouco antes de a energia cair para zero.
Veja também
- contador Geiger
- Câmara de íons
- Engenharia nuclear
- Física nuclear
- Acelerador de partículas
- Decadência de partículas
- Física
- Contador proporcional
- Radiação
- Radioterapia
- Radioatividade
- Parando o poder das partículas de radiação