Aula 3 - 3º Ano - 4º Bim.
3.1 - Geiger-Muller
O contador de Geiger-Muller é aquele detector clássico que aparece muitas vezes em filmes, este aparelho detecta radiações ionizantes do tipo alfa, beta, gama e raio-X, a figura a seguir mostra um esquema do aparelho.
- Alfa: A partícula alfa, como foi dito na aula anterior é barrada por uma folha de papel, então não consegue penetrar a janela do detector que é constituída de uma fina lâmina de alumínio. Mesmo sem penetrar deposita sua energia nesta janela, que é o suficiente para gerar um sinal elétrico que vai gerar o som no alto falante e aumentar a contagem em uma unidade.
- Beta: A partícula beta, se trata de um elétron, que só é barrado por uma placa metálica, como a janela é feita de uma lâmina muito fina, não é suficiente para barrar a partícula beta que penetra o interior do detector. O Interior deste tubo contém um gás neutro, mas facilmente ionizável. Quando a partícula beta colide com um átomo deste gás se prende à ele deixando o átomo ionizado negativamente, que segue para um eletrodo positivo gerando um sinal elétrico que vai produzir o som e aumentar a contagem em uma unidade.
- Gama e Raio-X: As radiações gama e de raio-X são radiações eletromagnética, por isso penetram facilmente no tubo do detector. Quando atingem um dos átomos neutros do gás no interior do tubo, transferem sua energia para um elétron deste átomo, como a energia da radiação é muito grande o elétron não vai apenas ficar excitado e mudar de camada eletrônica, este elétron vai ficar livre deixando o átomo ionizado positivamente. Este íon positivo vai se dirigir para um eletrodo negativo e vai gerar um sinal elétrico que vai produzir o som e aumentar a contagem em uma unidade.
- Vantagens: No instante em que as medições são realizadas é possível saber se o ambiente está com uma contaminação radioativa significante, e seguindo o som produzido pelo falante é possível até identificar a fonte radioativa.
- Desvantagens:
. Não é possível distinguir o tipo de radiação ionizante que incidiu sobre o detector, apenas a quantidade total.
. Se mais de uma partícula incidir sobre o detector ao mesmo tempo ou em intervalos muito próximos o contador irá registrar apenas um pulso elétrico, então este método não é muito preciso quando se trata de uma grande quantidade de radiação ionizante.
. Não é possível distinguir o tipo de radiação ionizante que incidiu sobre o detector, apenas a quantidade total.
. Se mais de uma partícula incidir sobre o detector ao mesmo tempo ou em intervalos muito próximos o contador irá registrar apenas um pulso elétrico, então este método não é muito preciso quando se trata de uma grande quantidade de radiação ionizante.
3.2 - Detectores Sólidos
Um material que tenha a seguinte propriedade pode ser utilizado como detector sólido de radiação:
- Quando este material é atingido por radiação ionizante, esta radiação altera algum aspecto física ou químico do material, se for possível esquematizar e estudar detalhadamente esta alteração, o material poderá funcionar como um detector.
Exemplo: Detector de Partículas Alfa:
Quando uma partícula alfa atinge o detector deixa uma região danificada, de baixa densidade. Esta região não é visível nem ao microscópio.
Depois este detector é submetido a um tratamento químico adequado que corrói o detector por inteiro, mas corrói com muito mais facilidade a região danificada pela partícula alfa.
Então a região danificada fica muito maior sendo visível ao microscópio. Calculando a relação entre o número de partículas alfa que atingiram o detector e o tempo que este detector ficou exposto pode-se conhecer a quantidade de radiação presente no ambiente em que ele ficou exposto.
A figura abaixo mostra uma foto obtida com um microscópio com aumento de 500 x de um detector do tipo CR –39.
3.3 - Radiação Ambiental:
Grande parte dos materiais constituintes do solo do planeta Terra possuem Urânio como impureza. Este Urânio tem uma certa probabilidade de se fissionar, transformando-se em outro elementos químicos.
Nesta cadeia um elemento de grande interesse é o Rn – 222 (Radônio) que por se tratar de um gás nobre sai do solo e se mistura ao ar que respiramos. Na maioria das vezes o Rn entra em nossos pulmões junto com o ar e sai junto com ele, mas em alguns casos, este elemento pode decair dentro no nosso aparelho respiratório, assim emitindo uma partícula e se transformando em outro elemento químico, que não é um gás nobre e vai ficar preso dentro do aparelho respiratório. Antes de se tornar um elemento estável o Rn vai decair 6 vezes dentro do aparelho respiratório, 3 por alfa e 3 por beta, e toda esta radiação vai atingir diretamente o tecido do pulmão, se a quantidade de átomos de Rn aspirada for muito grande pode gerar um câncer.
Os locais aonde a concentração de Rn no ar é maior são lugares muito fechados e principalmente subsolos e cavernas, então um local bem arejado e com janelas aberta diminui o problema de contaminação do ar por Rn.
Link para baixar o texto da aula 3:
Por: Felipe Novaes.
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