Medida da atenuação de raios cósmicos num edifício - Alves, José (2020)
O fundo de radiação ambiente tem duas componentes predominantes, com origens distintas: a terrestre e a cósmica. Há ainda uma terceira componente, com origem humana, significativa apenas em alguns locais específicos do planeta: a radiação proveniente de reatores ou explosões nucleares. A radioactividade terrestre tem origem nos radionuclídeos presentes no solo e nas estruturas dos edifícios. Estes radionuclídeos são produzidos nas cadeias de decaimento dos elementos pesados que, por sua vez, foram produzidos em processos de nucleossíntese estelar há mais de 4500 milhões de anos e integraram a nébula solar. Há quatro cadeias de decaimento radioactivo: as séries do tório, do neptúnio, do urânio e do actínio. Um exemplo conhecido é o radão, que é produzido na série do urânio e escapa dos seus locais de produção para a atmosfera, formando um gás. A radiação emitida pelos radionuclídeos é maioritariamente constituída por partículas alfa (núcleos de hélio) com ener gias típicas da ordem dos MeV, partículas beta (electrões ou positrões, com centenas de keV), e partículas gama (fotões, com energia que varia entre os keV e os MeV), estas últimas emitidas em processos de desexcitação nuclear. A outra componente relevante do fundo de radiação ambiente é originada por raios cósmicos. Estas partículas de origem astrofísica são maioritariamente protões que se propagam no universo com energias que em alguns casos (raros) atingem valores extremos, acima dos 100 EeV. Ao atingirem a Terra, interagem na atmosfera e iniciam a produção de um número grande de partículas secundárias, maioritariamente fotões, electrões (e positrões), neutrinos, muões, nucleões, piões e outros hadrões. Devido à absorção na atmosfera terrestre, e se exceptuarmos os neutrinos, ao nível do mar o fluxo de energia dos raios cósmicos secundários é dominado pelos muões, com um fluxo de aproximadamente 1 muão por segundo e por dm2 horizontal (sensivelmente a área da palma da mão) e uma energia média de 4 GeV. Dadas as características da sua produção ao longo da atmosfera, os muões têm direções em torno da vertical, com o sentido de cima para baixo. Assim sendo, e uma vez que os muões com energias mais baixas perdem toda a sua energia ao atravessarem os pisos de um edifício, será de esperar que o fluxo de muões cósmicos nos pisos inferiores de um edifício seja menor do que nos superiores. No âmbito deste trabalho, propomos fazer medidas do fundo de radiação ambiente com o objectivo de observar a atenuação de raios cósmicos num edifício.