Cursos

IRD – Radioproteção e Dosimetria: Fundamentos

admin — Sat, 05 Jun 2010 00:16:27 +0000

RADIAÇÕES

Composição da Matéria e Teoria atômica
1. Visão macroscópica da matéria
2. Substâncias simples e compostas
3. Fases e estados da substância
4. Visão microscópica da matéria
5. A aceitação do átomo
6. Lei das proporções definidas
7. Lei das proporções múltiplas
Estrutura da Matéria
1. Composição da matéria
2. Estrutura do átomo
3. Raio atômico
4. Raio iônico
5. Estrutura eletrônica
6. Energia de ligação eletrônica
7. Estrutura nuclear
8. Notação química
9. Organização nuclear
10. Tabela de nuclídeos
11. Isótopos, isóbaros e isótonos
12. Tabela Periódica
13. Preenchimentos das camadas eletrônicas
14. Regra de Hund
Transições
1. Estados excitados
2. Transição eletrônica
3. Transição nuclear
4. Meia-vida do estado excitado
Origem da radiação
1. Fótons
2. Raios X
Radioatividade
1. Constante de decaimento
2. Atividade de uma amostra
3. Atividade de uma amostra em um dado instante
4. Decaimento da atividade com o tempo
5. Unidades de atividade – o becquerel e o curie
6. Múltiplos e submúltiplos das unidades de atividade
7. Meia-vida do radioisótopo
8. Vida-média do radioisótopo
Radiações Nucleares
Unidades de energia
Radiação beta
1. Emissão beta menos
2. O neutrino e o anti-neutrino
3. Equação da transformação do nêutron na emissão beta menos
4. Emissão beta mais
5. Distribuição de energia na emissão beta
6. Emissão de mais de uma radiação beta em um decaimento
7. Emissão beta puros
8. Captura eletrônica
Radiação alfa
1. Equação da transformação no decaimento alfa
2. Energia da radiação alfa
Emissão gama
1. Energia da Radiação Gama
2. Intensidade relativa de emissão gama (“branching ratio”)
3. Valores de referência para as energias das radiações gama
Intensidade relativa das radiações e atividade total
Atividade e decaimento de uma mistura de radionuclídeos
Esquema de decaimento de um radionuclídeo
Interações em processos de decaimento
1. Raios X característicos
2. Elétrons Auger
3. Conversão interna    Colado de <file:///C:\Users\MARCOS\Documents\My%20Dropbox\Índice%20-%20Radioproteção%20e%20Dosimetria%20-%20Fundamentos.docx>

Raio X Característico

admin — Thu, 03 Jun 2010 14:21:17 +0000

Quando um elétron orbital é removido de seu nível, deixa uma vacância que é rapidamente preenchida por um elétron livre ou um elétron de uma camada mais distante do núcleo, e neste caso o elétron que preenche a vacância perde energia e fica mais ligado ao núcleo. Frequentemente essa energia liberada pelo elétron é emitida na forma de radiação eletromagnética chamada raio X característico.
O raio X característico é utilizável porque sua energia é unicamente definida como a diferença entre a energia de ligação da camada doadora e a camada de vacância, ou seja, a energia dos raios X é característica da respectiva transição.

Efeito fotoelétrico

admin — Thu, 03 Jun 2010 14:12:54 +0000

O efeito fotoelétrico ocorre quando a energia do raio X ou do raio gama é totalmente transferida para um elétron orbital.
O fóton deve possuir uma energia maior que a energia de ligação do elétron.
O elétron é deslocado de sua órbita para outra mais externa (excitação) ou é ejetado do átomo (ionização). Os elétrons ejetados são chamados de fotoelétrons.
Como consequência da interação fotoelétrica, ocorre uma cascata de elétrons para preencher a vacância criada, com consequente emissão de raios X característicos.
A absorção fotoelétrica ocorre com mais facilidade quando a energia do fóton é um pouco maior que a energia de ligação do elétron ao átomo.
A energia cinética do fotoelétron é igual à diferença entre a energia do fóton incidente e a energia de ligação do elétron.
Para um dado material absorvente, a energia do fóton aumenta, e a probabilidade de ocorrer o efeito fotoelétrico diminui. A interação fotoelétrica é importante nos tecidos moles, numa energia até aproximadamente 50 keV. Radionuclídeos com fótons de menos de 50 keV não são muito desejáveis para aplicações clínicas devido à alta absorção sofrida por eles nos tecidos devido à interação fotoelétrica.
A absorção fotoelétrica, embora não seja desejável nos tecidos, é fundamental na detecção da radiação ionizante. Tanto em Medicina Nuclear quanto em Radiologia a criação das imagens depende da absorção da energia pelo meio detector através da interação fotoelétrica, por isso os sistemas de imagem são tipicamente materiais de alta densidade, alto número atômico, tais como cristais inorgânicos, onde a probabilidade de absorção fotoelétrica é grande.

Efeito Compton e espalhamento Compton

admin — Thu, 03 Jun 2010 13:56:31 +0000

No espalhamento Compton o fóton interage com um elétron fracamente ligado à camada mais externa ao átomo, e em lugar de ser completamente absorvido tal como na interação fotoelétrica, o fóton é desviado de sua direção original e continua a existir, porém com energia menor.
A diferença de energia é transferida para o elétron ricocheteado na forma de energia cinética. O espalhamento Compton é o modo dominante de interação com os tecidos moles para energias variando entre 30 keV e 30 MeV.
O significado do espalhamento Compton nas imagens clínicas é que os fótons difundidos ao chegarem ao detector devem ser discriminados e não devem fazer parte da imagem. Como eles perderam parte de sua energia, uma forma de excluí-los é colocar discriminadores na janela de aceitação de energia, contudo alguns fótons podem sofrer desvio mínimo e com isso não serem devidamente excluídos pela análise de altura de pulso ou pela janela de seleção de nível de energia.
Assim sendo, esses fótons difundidos contribuem para a perda de resolução das imagens em Medicina Nuclear. O problema é progressivamente pior para baixas energias, porque quanto mais baixa for a energia original, menor é o ângulo de desvio.

DNA

admin — Wed, 02 Jun 2010 15:05:33 +0000

A estrutura molecular do DNA (ou ADN, ácido desoxirribonucleico) foi descrita na década de 1960 pelos cientistas Francis Crick, Maurice Wilkins e James Watson.
O modelo de dupla hélice proposto por eles ficou famoso pela precisão e pela elegância. A molécula é composta de duas linhas de bases nitrogenadas ligadas entre si por pontes de hidrogênio, formando uma estrutura que lembra uma longa escada em espiral. Cada degrau é formado por um par de nucleotídeos.
Os nucleotídeos dos ácidos nucleicos – que, além do DNA, incluem o RNA (ou ARN, ácido ribonucleico) – são presos entre si, como os elos em uma corrente, por uma estrutura de fosfato ligado a um açúcar chamada pentose. Somadas, essas estruturas formam o equivalente aos corrimãos da escada. As pentoses ocorrem em duas versões: ribose ou desoxirribose. O DNA codifica as informações genéticas e é feito com desoxirribose. O RNA é responsável pela síntese de proteínas e contém ribose.
O código genético propriamente dito é composto das bases nitrogenadas do DNA, que são de quatro tipos: adenina (A), guanina (G), citosina (C) e timina (T). Em um lado do DNA, essas bases se ligam, por pontes de hidrogênio, as da outra fita. Essa ligação não é aleatória: um nucleotídeo que tem a adenina como base nitrogenada vai sempre se ligar a um que tenha timina ou uracila (no RNA), e a guanina vai sempre se ligar à citosina.
O que vai diferenciar duas moléculas de DNA é a sequência de bases nitrogenadas. isto é, a ordem em que elas aparecem na molécula de DNA vai determinar os tipos de proteínas produzidas em um organismo e, logo, suas características. Assim, todos os genes são escritos num alfabeto de quatro letras.
Quando uma célula está prestes a se dividir, seu DNA, que fica no núcleo, se duplica. Diversas enzimas quebram as pontes de hidrogênio entre as bases nitrogenadas e separam os dois filamentos da molécula de DNA, aos quais vão se ligando nucleotídeos dispersos no nucleoplasma. Se um filamento tiver a sequência AACGGCT, o outro, que se ligará a ele, terá TTGCCGA. No final do processo, haverá duas moléculas de DNA idênticas. A esse processo se dá o nome de duplicação semiconservativa.

Vírus

admin — Wed, 02 Jun 2010 14:44:14 +0000

Os vírus são seres minúsculos, que medem apenas de 0,03 micrômetros. Isso significa que eles têm de 1 décimo a 1 centésimo do tamanho das bactérias.
Consiste em uma cápsula de proteína, chamada capsídeo. Dentro dele fica um tipo de ácido nucleico, que pode ser DNA ou o RNA (mas nunca os dois, como nos demais seres).
Para ser considerado vivo, é preciso preencher três requisitos:
- reproduzir-se;
- ter material genético próprio;
- alimentar-se.
O ataque viral é simples e eficiente. Num processo chamado adsorção, o vírus encosta-se à superfície da célula e, na segunda fase, chamada penetração, injeta o próprio material genético.

Lamarck

admin — Wed, 02 Jun 2010 14:34:44 +0000

Naturalista francês Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829). Sua teoria compreende dois postulados principais: a lei de uso e desuso dos órgãos e a lei de herança dos caracteres adquiridos.
De acordo com a primeira lei, um órgão se desenvolve com o uso e se atrofia quando não é usado. De fato, a falta de desenvolvimento de determinados órgãos em desuso, como os músculos de quem não faz exercícios, é comum em certos animais, mas não é uma lei universal.
Pela segunda lei, as características que um indivíduo adquire pelo uso ou pela atrofia são transmitidas a seus descendentes. Assim, por exemplo, a girafa teria sido um animal com pescoço curto que foi se esticando ao longo de gerações porque ela precisava alcançar as folhas do alto das árvores.

Neodarwinismo – O retorno de Darwin

admin — Wed, 02 Jun 2010 14:13:51 +0000

A evoluçào das espécies não depende só da seleção natural. Ela é influenciada por mutações genéticas, provocadas por mudanças na sequência de bases nitrogenadas dos genes.
Essas podem ser causadas tanto por problemas na duplicação do DNA quanto por fatores ambientais, como raios ultravioleta, radioatividade e produtos químicos.
São as mutações as responsáveis pela existência de uma variedade genética, sem a qual não existiria seleção nem evolução. Eles acontecem completamente ao acaso e sem nenhuma ligação com o meio.
O fato de um organismo viver na Antártida, por exemplo, não vai aumentar a probabilidade de seus genes sofrerem uma mutação que o defenda do frio. Mas se por acaso essa mutação ocorrer, esse organismo será selecionado de forma positiva, isto é, terá uma vantagem sobre os outros.

90° RF pulse

admin — Mon, 24 May 2010 20:24:30 +0000

90° RF pulse

Denis Hoa

15/02/2009 6:57 pm

After a 90° RF pulse, net magnetization tips down so that longitudinal magnetization has disappeared and transverse magnetization has appeared.
Once the RF transmitter is turned off, relaxation happens :

transverse magnetization decays
longitudinal magnetization recovers
protons re-radiate the absorbed energy

Coils can receive the signal in the transverse plane due to variations of transverse magnetization vector. This signal is oscillating at resonance frequency and signal enveloppe is a decay curve described as an exponential curve.

In absence of any magnetic gradient, this signal is called Free Induction Decay (FID). FID signal decays faster than T2 would predict and decreases exponentially at characteristic time constant T2*.
T2* takes into account :

tissue specific spin-spin relaxation (random interactions between spins) responsible for pure T2decay
static inhomogeneities in magnetic fields which accelerate spins dephasing

Signal recording

admin — Mon, 24 May 2010 20:17:18 +0000

Signal recording

Denis Hoa

15/02/2009 6:57 pm

A magnet is a magnetic dipole and it can be represented by a magnetic vector. A moving magnetic field induces a current in a loop of wire. For example, the rotating magnet below induces a sinusoidal current that can be recorded.
MRI coils can be used for transmitting and/or receiving. As it is not possible to receive RF signal in the same axis as B0, coils are only sensitive to variations of transverse magnetization vector. Quadrature RF coils (circularly polarized coils) consist of at least two coils that are oriented orthogonal to each over (and both are othogonal to B0 axis). They have a better signal to noise ratio than linear RF coils.