monografia-radioatividade aplicações

monografia-radioatividade aplicações

(Parte 1 de 3)

Monografia Apresentada ao Programa de Educação Tutorial (PET) do curso de Química Bacharelado da Universidade de São Paulo

Érika Vieira de Almeida

Tutora: Profa . Dra. Elisabete Frollini

LISTA DE FIGURASi
LISTA DE TABELASi
1 INTRODUÇÃO GERAL1
2 A RADIOATIVIDADE2
2.1Introdução...........................................................................................................2
2.2 Os Efeitos das Radiações4
3APLICAÇÕES DA RADIOATIVIDADE..............................................................6
3.1Introdução..........................................................................................................6
3.2 Saúde7
3.2.1 Terapia7
3.2.2 Diagnóstico8
3.3Indústria..........................................................................................................1
3.3.1 Radiografia Industrial1
3.3.2 Medidores nucleares12
3.4 Agricultura13
3.5 Geocronologia e Datação14
3.6 Geração de Energia14
4ACIDENTES COM MATERIAIS RADIOATIVOS..........................................15
Figura 1- Capacidade de penetração no organismo4

LISTA DE FIGURAS humano das partículas α e β e dos raios γ

Figura 2- Aparelho médico para diagnosticar problemas cerebrais9
Figura 3- Aparelho de tomografia cerebral10
Figura 4- Átomos de U-235 são bombardeados por nêutrons14
Figura 5- Usina nuclear de Three Mile Island nos EUA15
Figura 6 - Usina nuclear de Chernobyl17
Figura 7 – Exame feito com um contador de Geiger para detectar a18

contaminação por Césio-137

Tabela 1- Energia e Poder de Penetração de Partículas α no ar3
Tabela 2- Isótopos Naturais Emissores de Radiação β3

1 INTRODUÇÃO GERAL

A radioatividade pode proporcionar uma qualidade de vida melhor: emprego na medicina, obtenção de energia elétrica dos reatores nucleares, produção de bens de consumo a partir da energia nuclear, e assim por diante. No entanto a radioatividade tem resíduos que são perigosos quando mal manipulados. O uso da radiação para a obtenção de um serviço (como energia elétrica) ou de um produto (como armas nucleares) produz resíduos que estão se acumulando como lixo nuclear numa velocidade acelerada. A presença do lixo nuclear, em todo o mundo, geralmente concentrado nas proximidades dos reatores, oferece risco à população.

A contaminação por um composto radioativo é um processo químico de difusão desse composto no ar, de sua dissolução na água, de sua reação com outro composto ou substância, de sua entrada no corpo humano ou em outro tecido vivo. Os acidentes nucleares ocorridos em Windscale (Reino Unido – 1957), Chelyabinsk (Rússia – 1957), Three Mile Island (Estados Unidos – 1979 e Chernobyl (Rússia – 1986), contribuíram significativamente para a liberação de radionuclídeos no meio ambiente ( OKUNO, 1988 ).

Atualmente, a população ainda sofre as conseqüências dos acidentes nucleares de mais de 15 anos atrás. Pesquisas revelam que a poluição radioativa compreende mais de 200 nuclídeos, sendo que do ponto de vista de impacto ambiental, destacam-se o césio-137 e o estrôncio-90, devido às suas características nucleares como alto rendimento de fissão e meia-vida longa. O césio, por ser semelhante quimicamente ao potássio, tende a acompanhá-lo depositando-se parcialmente nos músculos e o estrôncio, semelhante ao cálcio, deposita-se nos ossos (BITELLI, 1982).

Estamos sempre expostos à radioatividade, normalmente conhecida como a radiação que vem do espaço ou emana da terra. De toda a radiação que recebemos, 87% tem origem natural. O restante provém principalmente de tratamentos médicos, dentre eles os raios X.

2.1Introdução

2 A RADIOATIVIDADE

No final do século passado, 1896, a radioatividade foi descoberta pelo cientista francês Henri Becquerel. Até então se acreditava que o átomo era a menor partícula de qualquer matéria e se assemelhava a esferas sólidas. A emissão espontânea de radiações pelos núcleos atômicos mostrou que o átomo era composto de partículas menores: os prótons , os elétrons e os nêutrons. O núcleo é constituído por prótons e nêutrons e ao seu redor giram os elétrons. Descobriu-se que os átomos não são todos iguais. O átomo de hidrogênio, por exemplo, o mais simples de todos, possui 1 próton e 1 elétron (e nenhum nêutron). Já o átomo de Urânio-235 conta com 92 prótons e 143 nêutrons (GAINES,1975).

Em 1898 Madame Curie descobriu a capacidade radioativa nos minerais que continham tório e mais tarde em colaboração com seu marido, o físico francês Pierre Curie, descobriu dois novos elementos: o polônio e o rádio, ambos radioativos.

A radioatividade ocorre porque as forças de ligações do núcleo são insuficientes para manter suas partículas perfeitamente ligadas. Em 1899, o físico inglês Rutherford identificou a natureza de dois tipos distintos de radiações emitidas por elementos naturais: as partículas alfas (αααα) e as partículas betas (ββββ). Nesse mesmo ano o físico francês Villard descobriu um terceiro tipo de radiação, que passou a ser denominado raios gama (γγγγ). Cada partícula alfa é formada pela associação de 2 prótons e de 2 nêutrons. Constitui-se, pois, de um núcleo bipositivo de átomo de Hélio: 24 He++ = αααα. A energia inicial com que essas partículas são emitidas pelos núcleos radioativos varia de um isótopo – emissor para outro. Quanto maior for a energia com que as partículas alfa são emitidas, maior será o seu poder de penetração quando bombardeia outras matérias. Em conseqüência, o poder de penetração das partículas αααα no ar atmosférico varia de um para outro isótopo ααααemissor, como se pode observar pela tabela 1 (SAFFIOTI,1982).

Tabela 1 - Energia e Poder de Penetração de Partículas αααα no ar. (SAFFIOTI, 1982)

* N.A.: Número Atômico ** N.M.: Número de Massa

***MeV : Milhões de elétrons

As partículas betas são elétrons (carga negativa: -1) ou pósitrons (elétrons positivos de carga: +1), emitidos pelos núcleos de átomos de vários elementos. Na tabela 2 aparecem descritos 5 isótopos naturais e algumas características da radiação beta por eles emitidos.

Tabela 2 –Isótopos Naturais Emissores de Radiação ββββ. (SAFFIOTI, 1982)

Isótopos Radioativos

ElementoSímboloN.A. *N.M. **

* N.A.: Número Atômico ** N.M.: Número de Massa

***MeV : Milhões de elétrons

Isótopo αααα-emissor

Elemento Símbolo N.A. *N.M.

Energia

Penetração No ar (cm)

Tório90232 4,02,5

Os raios gama são radiações eletromagnéticas emitidas pelos núcleos de certos átomos, que apresentam a mesma natureza dos raios X, mas são de menor comprimento de onda e, portanto mais energéticos. Devido a sua natureza ondulatória, pequena massa e ausência de carga elétrica, a radiação gama é muito mais penetrante do que as partículas αααα e ββββ.

Pode-se verificar pela figura 1 que os três tipos de radiações nucleares têm forças de penetrações diferentes. Os raios gama ultrapassam uma barra de aço, a partícula beta penetra no corpo humano e a partícula alfa ultrapassa apenas uma fina folha de papel.

Figura 1 – Capacidade de penetração no organismo humano das partículas αααα e ββββ e dos raios γγγγ (GOLDEMBERG, 1994).

2.2Os Efeitos das Radiações:

Devido ao poder penetrante, as radiações podem provocar lesões no sistema nervoso, na medula óssea e até a morte dos seres vivos, pois elas alteram a estrutura celular.O grau de intensidade de alteração no interior da célula dependerá do tipo de radiação incidente, da natureza do tecido ou do órgão afetado, da dose de radiação aplicada e do tempo de exposição do tecido a uma mesma dose de radiação (SAFFIOTI,1982).

As partículas αααα são praticamente inofensivas, uma vez que elas em geral não conseguem ultrapassar as camadas externas de células mortas da pele de uma pessoa. Entretanto, podem penetrar no organismo através de um ferimento ou por aspiração, provocando lesões graves. As partículas ββββ penetram cerca de um centímetro na pele e podem danificá-la, mas não os órgãos internos, a não ser que sejam engolidas ou aspiradas. Os raios γγγγ penetram o corpo humano, sendo detido por uma parede grossa de concreto (GOLDEMBERG, 1994).

Quando uma radiação atravessando um meio transforma os átomos em íons, diz-se que é uma radiação ionizante. De acordo com GOLDEMBERG (1994), “Esse tipo de radiação provoca queimadura, câncer, defeitos genéticos em gerações futuras e até a morte”.

O estudo dos efeitos das radiações vem sendo feito em pessoas expostas à radiação em tratamentos médicos (radioterapia), que foram vítimas de acidentes nucleares (acidente de Chernobyl), sobreviventes das bombas atômicas de Hiroshima e Nagasaki dentre outros.

A radiação atua de forma diferente, dependendo do tipo de célula. As células cancerosas, que se dividem rapidamente e não são especializadas, são bastante sensíveis, as nervosas, que se dividem mais lentamente e são altamente especializadas, são mais resistentes. As crianças são vulneráveis à radiação, e são mais susceptíveis antes do nascimento, pois nessa fase suas células se multiplicam rapidamente.

A tabela 3 fornece alguns dados sobres os efeitos das radiações medidas em REM (Roentgen Equivalent Man).O REM mede o efeito, sobre um dado organismo, provocado pela absorção de certa quantidade de energia. Ele se refere a quantidade de radiação necessária para produzir danos no tecido vivo. Um REM equivale a 0,01J/Kg (Joule por Quilograma) (GOLDEMBERG, 1985).

Os efeitos das radiações nos organismos podem ser divididos em duas partes: efeitos somáticos e efeitos hereditários. Os efeitos hereditários surgem somente no descendente da pessoa irradiada. Resultam do dano causado pela radiação em dos órgãos reprodutores. Os efeitos somáticos resultam de danos nas células do corpo e aparecem na própria pessoa irradiada ( FREIRE-MAIA, 1972).

Tabela 3– Efeitos das radiações (FREIRE-MAIA, 1972)

Medida da Intensidade da Radiação (REM)

Prazo para Surgirem os

Sintomas Efeitos sobre o Corpo

Diarréia, desequilíbrio na composição do sangue. 100% de probabilidade de morte

Queda acentuada do número de leucócitos do sangue, manchas na pele, derrame intestinal. 80% à 100% de probabilidade de morte.

Semelhantes ao provocado pela intensidade anterior. 50% de probabilidade de morte.

Pequena queda do número de leucócitos, risco de câncer a longo prazo.

Não é fatal.

A dosagem excessiva de radiação pode causar efeitos imediatos como perda de apetite, emagrecimento, garganta dolorida ou ainda efeitos tardios como úlcera, câncer, catarata, leucemia, esterilidade e envelhecimento precoce(FREIRE-MAIA, 1972).

3APLICAÇÕES DA RADIOATIVIDADE.

3.1 Introdução

Os isótopos de um elemento químico apresentam, entre si, propriedades químicas e físicas semelhantes. Isso tem permitido esclarecimentos de fenômenos físicos, químicos e biológicos, assim como aplicações de natureza tecnológica.

3.2Saúde
3.2.1Terapia

A terapia estuda e coloca em prática os meios necessários para aliviar ou curar os doentes. Radioterapia, braquiterapia, aplicadores e radioisótopos são exemplos de terapia.

(Parte 1 de 3)

Comentários