Os conceitos de física nuclear e radioatividade são fundamentais para entender a base científica por trás da medicina nuclear e de outras aplicações relacionadas. Vamos explicar em detalhes cada um desses conceitos:

1. Física Nuclear: A física nuclear é o ramo da física que estuda o núcleo atômico e suas interações. O átomo é composto por um núcleo central, que contém prótons e nêutrons, cercado por elétrons em órbita. A física nuclear concentra-se no estudo dos núcleos atômicos, suas propriedades e reações nucleares.

   Principais aspectos da física nuclear:

   • Estrutura do núcleo: O núcleo é formado por prótons, partículas com carga positiva, e nêutrons, partículas sem carga elétrica. O número de prótons determina o elemento químico, e o número total de prótons e nêutrons é chamado de número de massa. Esse nucleo é contantemente transladado por elétrons, que partículas de carga negativa e geralmente apresentam a mesma quantidade dos prótons.
   • Forças nucleares: As interações entre prótons e nêutrons no núcleo são mediadas por forças nucleares. Essas forças são fundamentais para a estabilidade e coesão do núcleo atômico. São essas forças: Gravidade, Magnetismo, Força nuclear fraca e Força nuclear forte.
   • Reações nucleares: As reações nucleares envolvem mudanças na composição do núcleo atômico, como a fusão nuclear, onde núcleos se combinam para formar um núcleo maior, e a fissão nuclear, onde um núcleo pesado se divide em núcleos menores.

2. Radioatividade: A radioatividade é um fenômeno natural ou induzido em que certos átomos instáveis, chamados de radioisótopos, emitem radiação alfa, beta ou gama durante seu processo de decaimento. Esses radioisótopos possuem um núcleo instável e buscam alcançar uma configuração mais estável, emitindo partículas ou ondas eletromagnéticas.

   Principais tipos de radiação:

   • Radiação alfa (α): Consiste em núcleos de hélio compostos por dois prótons e dois nêutrons. A radiação alfa é pouco penetrante e é facilmente bloqueada por materiais leves, como uma folha de papel.
   • Radiação beta (β): Composta por elétrons (β-) ou pósitrons (β+), emitidos durante o decaimento de núcleos instáveis. A radiação beta é mais penetrante do que a alfa, mas pode ser bloqueada por materiais mais densos, como placas de alumínio.
   • Radiação gama (γ): São ondas eletromagnéticas de alta energia, emitidas em conjunto com as radiações alfa e beta. A radiação gama é altamente penetrante e requer materiais densos, como chumbo ou concreto, para ser atenuada.

   Meia-vida radioativa: A meia-vida de um radioisótopo é o tempo necessário para que a metade de uma amostra se desintegre ou decaia para outro elemento. Cada radioisótopo tem sua própria meia-vida característica, e essa propriedade é usada na medicina nuclear para determinar a atividade e a duração de um radiofármaco no organismo.

Esses conceitos são essenciais para entender como ocorrem as reações nucleares, a produção de radioisótopos usados em medicina nuclear, bem como o comportamento e a interação da radiação com a matéria. O conhecimento em física nuclear e radioatividade é crucial para o desenvolvimento de aplicações práticas e seguras em medicina nuclear, como diagnóstico por imagem e terapia com radionuclídeos.