Formação de Raios Gama: Processos de Decaimento Nuclear, Fissão e Fusão

Origem da Radiação Gama

Raios gama (γ) são fótons de alta energia (≥100 keV) emitidos do núcleo durante desexcitação.

Mecanismos Primários

1. Decaimento Radioativo (Transição Isomérica):
   • Núcleo pai decai (α, β⁻, β⁺, EC) → núcleo filha em estado excitado.
   • Filha libera excesso de energia via emissão γ (ex. ⁹⁹ᵐTc → ⁹⁹Tc + 140 keV γ).
2. Fissão Nuclear:
   • Núcleo pesado (²³⁵U, ²³⁹Pu) se divide → fragmentos de fissão (altamente excitados) → raios gama rápidos (faixa MeV) + cadeias de decaimento β/γ.
3. Fusão Nuclear:
   • Núcleos leves se fundem (D-T → ⁴He + n + 17,6 MeV). Energia compartilhada como cinética + γ (bremsstrahlung, desexcitação nuclear).
4. Aceleradores de Partículas / Reações:
   • Reações de captura (p,γ), (n,γ); bremsstrahlung de elétrons de alta energia.
5. Cósmico / Astrofísico:
   • Supernovas, pulsares, AGN, GRBs – processos não térmicos e nucleares.

Características Principais

• Sem massa, sem carga → alta penetração (chumbo cm, concreto m).
• Ionizante → dano ao DNA, doença por radiação, risco de câncer.
• Usado em: radioterapia (⁶⁰Co, linacs), esterilização, radiografia industrial, PET (511 keV γ de aniquilação), forense nuclear.

Entender a origem dos γ é fundamental para proteção radiológica, engenharia nuclear e astrofísica.