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As partículas beta são elétrons em alta velocidade emitidos por certos átomos radioativos. Os elétrons negativos formam-se pela desintegração de um nêutron. Os elétrons positivos formam-se pela desintegração de um próton.

A partícula beta é arremessada no instante em que se forma. Um neutrino, uma partícula quase sem peso, também é emitida.

Radiação Gama

Os Raios Gama não têm carga elétrica. São semelhantes ao raio-X, mas normalmente tem um comprimento de onda mais curto. Esses raios são fótons (partículas de radiação eletromagnética) e se propagam com a velocidade da luz. São muito mais penetrantes do que as partículas alfa e beta.

A radiação gama pode ocorrer de diversas maneiras. Em um processo, a partícula alfa ou beta emitida por um núcleo não transporta toda a energia disponível. Depois da emissão, o núcleo tem mais energia do que em seu estado mais estável. Ele se livra do excesso emitindo raios gama. Nenhuma transmutação se verifica pelos raios gama.

Fonte: google

1- Os raios gama são partículas, ou fótons, de energia eletromagnética.

2- Núcleo do radio.

3- Os raios gama são liberados quando um núcleo, após uma desintegração radioativa, fica num estado de alta energia.

APLICAÇÕES DA RADIAÇÃO NA MEDICINA

Radioterapia

A radioterapia utiliza radiação no tratamento de tumores, principalmente os malignos, e baseia-se na destruição de tumor pela absorção de energia da radiação. O princípio básico utilizado maximiza o dano no tumor e minimiza o dano em tecidos vizinhos normais, o que se consegue irradiando o tumor de várias direções. Quanto mais profundo o tumor, mais energética deve ser a radiação a ser utilizada.

Tubos de raios X convencionais podem ser utilizados no tratamento do câncer de pele. A chamada bomba de cobalto nada mais é que uma fonte radioativa de cobalto-60, utilizada para tratar câncer de órgãos mais profundos. As fontes de césio-137, do tipo que causou o acidente de Goiânia, já foram bastante utilizadas na radioterapia, mas estão sendo desativadas pois a energia da radiação gama emitia pelo césio-137 é relativamente baixa.

A nova geração de aparelhos de radioterapia são os aceleradores lineares. Eles aceleram elétrons até uma energia de 22 MeV, que, ao incidirem em um alvo, produzem raios X com energia bem mais alta que os raios gama do césio-137 e mesmo do cobalto-60 e são, hoje em dia, bastante utilizados na terapia de tumores de órgãos mais profundos como o pulmão, a bexiga, o útero etc.

Na radioterapia, a dose total absorvida pelo tumor varia de 7 a 70 Gy, dependendo do tipo do tumor. Graças à radioterapia, muitas pessoas com câncer são curadas hoje em dia, ou se não, têm a qualidade de vida melhorada durante o tempo que lhes resta de vida.

Radiologia diagnostica

A radiologia diagnostica consiste na utilização de um feixe de raios X para a obtenção de imagens do interior do corpo em uma chapa fotográfica, ou em uma tela fluoroscópica, ou ainda em uma tela de TV.

O médico, ao examinar uma chapa, pode verificar as estruturas anatômicas do paciente e descobrir a existência de qualquer anormalidade. Essas imagens podem ser tanto estáticas quanto dinâmicas, vistas na TV em exames, por exemplo, de cateterismo para verificar o funcionamento cardíaco.

Em uma radiografia convencional, as imagens de todos os órgãos sã o superpostas e projetadas no plano do filme. As estruturas normais podem mascarar ou interferir na imagem de tumores ou regiões anormais. Além disso, enquanto a distinção entre o ar, o tecido mole e o osso pode ser feita facilmente em uma chapa fotográfica, o mesmo não ocorre entre os tecidos normais e anormais que apresentam uma pequena diferença na absorção de raios X.

Para visualizar alguns órgãos do corpo é necessário injetar ou inserir o que se chama contraste, que pode absorver mais ou menos raios X, e é usado como contraste em pneumoencefalograma e pneumopelvigrafia. Compostos de iodo são injetados no fluxo sanguíneo para se obterem imagens de artérias e compostos de bário são tomados para radiografar o trato gastrintestinal, esôfago e estômago. Logicamente esses contrastes não são e não se tornam radioativos.

A tomografia computadorizada causou uma grande revolução na área de radiologia diagnostica desde a descoberta dos raios X. Ela foi desenvolvida comercialmente a partir de 1972 pela firma inglesa EMI e faz a reconstrução tridimensional da imagem por computação, possibilitando a visualização de uma fatia do corpo, sem a superposição de órgãos. É como se agente fizesse, por exemplo, um corte transversal em uma parte do corpo em pé e o visse de cima. Esse sistema produz imagens com detalhes que não são visualizados em uma chapa convencional de raios X. Detetores de estado sólido substituem as chapas fotográficas em tomógrafos, mas a radiação utilizada ainda é a X.

Medicina Nuclear

A Medicina nuclear usa radionuclídeos e técnicas da Física nuclear na diagnose, tratamento e estudo de doenças. A principal diferença entre o uso de raios X e o de radionuclídeos na diagnose está no tipo de informação obtida. No primeiro caso, a informação está mais relacionada com a anatomia e no segundo caso com o metabolismo e a fisiologia. Para o mapeamento da tireóide, por exemplo, os radionuclídeos mais usados são o iodo-131 e o iodo-123 na forma de iodeto de sódio. Os mapas podem fornecer informações sobre o funcionamento da tireóide, seja ela hiper, normal ou hipofuncionante, além de detectar tumores.

Com o desenvolvimento de aceleradores nucleares como o ciclotron, e de reatores nucleares, radionuclídeos artificiais têm sido produzidos e um grande número deles é usado na marcação de compostos para estudos biológicos, bioquímicos e médicos. Muitos produtos do ciclotron possuem meia-vida física curta e são de grande interesse biológico, pois acarretam uma dose baixa no paciente. Entretanto, a possibilidade de utilizar radionuclídeos de meia-vida requer a instalação do ciclotron dentro das dependências do próprio hospital.

É o caso do oxigênio-15, nitrogênio-13, carbono-11 e flúor-18, com meias-vidas físicas respectivas de aproximadamente 2, 10, 20 e 110 min. Os radionuclídeos que emitam pósitron são utilizados também na obtenção de imagens com a técnica da tomografia por emissão de pósitron (PET). Para o estudo do metabolismo da glucose, por exemplo, incorpora-se o flúor-18 essa molécula. Mapeamentos das áreas cerebrais são feitos com essa substância que se concentra na região de maior atividade cerebral. Dessa forma é até possível delimitar regiões cerebrais para cada idioma conhecido pelo paciente e até a zona de ideogramas das línguas japonesa e chinesa.

A dose de radiação devida a um exame de Medicina nuclear, geralmente, não é uniforme no corpo todo, uma vez que os radionuclídeos possuem tendência de se concentrar em certos órgãos. E é quase impossível medir a dose em cada órgão de uma pessoa.

Uma outra aplicação da Medicina nuclear é na terapia de certos tipos de tumores que usa, justamente, a propriedade que certos tipos de tumores possuem de se acumular em determinados tecidos. É o caso do uso de iodo-131 na terapia de tumores malignos da tireóide. Após a eliminação do tumor cirurgicamente, faz-se o mapeamento de todo o corpo para verifica a existência de metástases, que são células tumorais espalhadas pelo corpo. Em caso positivo, é administrado o iodo-131, com atividade bem maior que a usada para mapeamento, agora para fins terapêuticos.

A principal diferença entre a radioterapia e a terapia na Medicina nuclear refere-se ao tipo de fontes radioativas usadas. No primeiro caso, usam-se fontes seladas nas quais o material radioativo não entra em contato direto com o paciente ou com as pessoas que as manuseiam. No segundo, materiais radioativos não selados são ingeridos ou injetados a fim de ser incorporados às regiões do corpo a serem tratadas.

Raios X

A radiografia é uma imagem obtida, após um feixe de raios X ou raios gama, atravessar a região de estudo e interagir com uma emulsão fotográfica ou tela fluorescente. Existe uma grande variedade de tipos, tamanhos e técnicas radiográficas. As mais conhecidas são as de radiologia oral (periapicais, panorâmicas e cefalométricas), radiologia de tórax (pulmão, trato gastrointestinal, sistema reprodutivo, bacia), de membros (braços, mãos, pernas), de crânio, cérebro e coluna. Para estas aplicações utilizam-se raios X com energia adequada, estabelecida pela kilovoltagem da máquina, e tempo de exposição apropriado para a corrente elétrica utilizada.

As doses absorvidas de radiação dependem do tipo de radiografia, mas estão na faixa de 0,1 (crânio) a 10 miliGray (mGy) (intestino grosso). A dose absorvida é definida como a razão entre a energia absorvida e a massa do volume do tecido atingido pela radiação. Sua unidade é denominada de Gray (Gy)= Joule/kg. O miligray (mGy) é a milésima parte do Gray.

O cuidado que se deve ter é que, devido ao caráter acumulativo da radiação ionizante para fins de produção de efeitos biológicos, não se deve tirar radiografia sem necessidade e, principalmente, com equipamentos fora dos padrões de operação. O risco de dano é maior para o operador, que executa rotineiramente muitas radiografias por dia. Para evitar exposição desnecessária, ele deve ficar o mais distante possível, no momento do disparo do feixe ou protegido por um biombo com blindagem de chumbo.

Obviamente que, as pessoas submetidas a radiografias não ficam radioativas, e nem as salas de operação.

Tomografia

O princípio da tomografia consiste em ligar o tubo de raios X a uma filme radiográfico por um braço rígido que gira ao redor de um determinado ponto, situado num plano paralelo à película. Assim, durante a rotação do braço, produz-se a translação simultânea e homotética do foco (alvo) e do filme. Assim, os pontos do plano de corte dão uma imagem nítida, enquanto que nos demais planos, a imagem sai “borrada”. Desta forma, obtém-se imagens de planos de cortes sucessivos, como se observássemos fatiasseccionadas, por exemplo, do cérebro.

A tomografia convencional não consegue diferenciar adequadamente tecidos moles e, consequentemente, muitas informações vitais não são obtidas. Na tomografia computadorizada esta deficiência é superada com a melhoria da colimação, introdução de centenas de detectores no lugar do filme radiográfico e vários recursos de melhoria, contrastes e reconstrução da imagem.

Um dos principais problemas da tomografia computadorizada é que, durante o tempo de exame, (cerca de 5 minutos) o paciente não pode mover, por exemplo, a cabeça, sob pena de danificar a imagem. Máquinas modernas apresentam um tempo de exame mais reduzido com a adição de maior número e melhor qualidade de detectores e de mais feixes de raios X.

Da mesma maneira que a radiografia, não apresenta riscos de acidente com a máquina, pois é operada por eletricidade, e o nível de exposição à radiação é similar. Não se deve realizar exames tomográficos sem necessidade, devido à acumulação de dose de radiação. A dose absorvida por um paciente numa tomografia da cabeça é cerca de 2 mGy e de tórax , cêrca de 8 mGy.

Mamografia

A mamografia constitui, hoje, um instrumento poderoso para a redução de mortes por câncer de mama. Como o tecido da mama é difícil de ser examinado com o uso de radiação penetrante, devido às pequenas diferenças de densidade e textura de seus componentes como, tecido adiposo e fibroglandular, a mamografia possibilita somente suspeitar e não diagnosticar um tumor maligno. O diagnóstico é complementado com o uso de biópsia e ultrasonografia. Com estas técnicas, permite a detecção precoce em pacientes assintomáticas e imagens de melhor definição em pacientes sintomáticas.

A imagem é obtida com o uso de um feixe de raios X de baixa energia, produzidos em tubos especiais, após a mama ser comprimida entre duas placas. As características de operação do mamógrafo, da processadora e da combinação filme-écran, permite a obtenção de boas imagens.

O risco associado à exposição à radiação é mínimo, principalmente quando comparado com o benefício obtido. A chance de acidentes é muito pequena devido às características do feixe de raios X utilizado , a geometria de irradiação e por constituir um aparelho operado eletricamente.Mapeamento com radiofármacos.

O uso de traçadores ou marcadores é comum. A marcação de aves e peixes pela fixação de anéis identificadores em seu corpo, é usado para estudar os seus hábitos migratórios e reprodutivos. Assim, é possível determinar para onde eles vão, como também, quantos migram para um determinado local.

O traçador radioativo tem o mesmo objetivo, porém os elementos “marcados” são moléculas de substâncias que se incorporam ou são metabolizadas pelo organismo do homem, de uma planta ou animal. Por exemplo, o iodo-131 é usado para seguir o comportamento do iodo -127, estável, no transcurso de uma reação química in vitro ou no organismo. A molécula da vitamina B-12 marcada com cobalto-57, glóbulos vermelhos marcados com cromo-51, podem ser identificados externamente por detectores, durante seu transcurso no organismo, uma vez que em termos metabólico tudo é igual ao material estável.

Utilizando o radioisótopo Tecnécio-99m, em diferentes moléculas químicas, pode-se realizar exames de medula óssea, pulmão, coração, tireóide, rins e cérebro. Utilizando detectores de cintigrafia, gama-câmaras, pode-se obter com a aplicação de 600 MBq (megaBecquerel) do radiofármaco 99mTc-MDP imagens do osso e medula; com 830 MBq de 99mTc-MIBI, imagens do miocárdio; com 350 MBq de 99mTc-DTPA uma imagem dos rins; com 500 MBq de 99mTc-HMPAO do cérebro.

Nestes exames, a irradiação da pessoa é inevitável, mas deve-se cuidar para que ela seja a menor possível. A dose de radiação é proporcional à atividade administrada que deve ser a suficiente para ser bem detectada externamente, nunca excessiva. O paciente fica emitindo radiação enquanto a atividade administrada nele for significativa. Por isso devem ser usados radioisótopos de meia-vida curta e tempo de residência pequeno. Os enfermeiros e pessoas que se aproximam também ficam sujeitos à irradiação.

Braquiterapia

Trata-se de uma radioterapia localizada para tipos específicos de tumores e em locais específicos do corpo humano. Para isso são utilizadas fontes radioativas emissores de radiação gama de baixa e média energia, encapsuladas em aço inox ou em platina, com atividade da ordem de dezenas de Curies. Os isótopos mais utilizados são Ir-192, Cs-137, Ra-226. As fontes são colocadas próximas aos tumores, por meio de aplicadores, durante cada sessão de tratamento. Sua vantagem é afetar mais fortemente o tumor, devido à proximidade da fonte radioativa, e danificar menos os tecidos e órgãos próximos.

Devem ser manipuladas por técnicos bem treinados e oferecem menor risco que a Bomba de Co-60. Os pacientes não podem se deslocar da clínica, portando estas fontes, pois podem causar acidentes em outras pessoas. Assim, a manipulação e a guarda destas fontes devem ser seguras e cuidadosas. Durante a aplicação, a fonte emite radiação de dentro do paciente e, assim, o operador e outras pessoas não devem permanecer por muito tempo, próximas. Após a retirada da fonte, nada fica radioativo.

Aplicadores

São fontes radioativas beta emissoras distribuídas sobre uma superfície , cuja geometria depende do objetivo do aplicador. O Sr-90 é um radionuclídeo muito usado em aplicadores dermatológicos e oftalmológicos.

O princípio de operação é a aceleração do processo de cicatrização de tecidos submetidos a cirurgias, evitando sangramentos (operação de pterígio) e quelóides (cirurgia plástica), de modo semelhante a uma cauterização superficial.

A atividade das fontes radioativas é baixa e não oferecem risco de acidente significativo sob o ponto de vista radiológico. O importante é o controle do tempo de aplicação no tratamento, a manutenção da sua integridade física e a guarda adequada dos aplicadores.

Radioisótopos

Alguns tratamentos utilizam medicamentos contendo radioisótopos, inoculados no paciente por meio de ingestão ou injeção, com a garantia de sua deposição preferencial em determinado órgão ou tecido do corpo humano. Por exemplo, isótopos do iodo para o tratamento de câncer na tireóide.

Um paciente submetido a este tratamento torna-se uma fonte radioativa, pois as radiações gama, além de acertar os tecidos alvo, podem sair com intensidade significativa da região de deposição e atingir pessoas nas proximidades. Neste caso, deve-se utilizar radioisótopos de meia-vida curta, para facilitar o breve retorno do paciente à sua casa, sem causar irradiação significativa a seus familiares ou pessoas próximas.

Outra garantia, é a atividade do radioisótopo aplicado não ultrapassar os valores estabelecidos nos procedimentos médicos ou nas recomendações de radioproteção.

Esterilização de instrumentos médicos

Instrumentos médicos podem ser esterilizados de três maneiras: a primeira consiste em colocar os instrumentos em uma autoclave e utilizar vapores, a segunda consiste em utilizar produtos químicos líquidos onde são imersos os instrumentos e a terceira seria utilizando fontes radioativas. No caso das fontes radioativas, os irradiadores mais utilizados são os irradiadores gama que utilizam fontes de cobalto ou césio de alta energia. Este método e bastante difundido e amplamente utilizado.

APLICAÇÕES DA RADIAÇÃO NA INDUSTRIA

Radiografia industrial

O controle de qualidade de textura e soldas de tubulações, chapas metálicas e peças fundidas é realizado com frequência com o uso de radiografia obtidas com raios X de alta energia ou radiação gama de média e alta energia. As radiografias obtidas com raios X são realizadas , em geral, em instalações fixas ou em locais de providos de rêde elétrica, uma vez que, mesmo os dispositivos móveis de raios X, são muito pesados e de difícil mobilidade. O grande fator no peso são os transformadores de alta tensão, os sistemas de refrigeração do tubo e os cabos de alimentação.

Para a obtenção de radiografias em frentes móveis, como por exemplo, o controle das soldas de oleodutos, gasodutos, tubulações de grande extensão, que estão em implementação no campo, utilizam-se fontes de radiação gama, como o irídio-192, césio-137 e cobalto-60. Estas radiografias são denominadas de gamagrafias.

As fontes apresentam uma atividade elevada, na faixa de 20 a 100 Curies, são encapsuladas em aço inox, com alta resistência a impactos mecânicos ou químicos, e possuem um pequeno volume. Por exemplo, as fontes dos irradiadores de Ir-192, são discos metálicos de 2 a 3 mm de diâmetro empilhados numa cápsula de 7 mm de altura, soldada a um cabo flexível de cerca de 15 cm (rabicho). O irradiador possui uma blindagem de urânio exaurido ou de chumbo, de espessura suficiente para blindar as radiações, de modo que o nível de exposição do lado externo seja o estabelecido por normas de radioproteção.

A obtenção de uma gamagrafia obedece um procedimento bastante simples. Filmes radiográficos são fixados por adesivos no local a ser radiografado e o ponto de chegada da fonte é estabelecido fixando-se a extremidade de uma mangueira de malha metálica flexível (duto), que possui sua outra extremidade acoplada ao irradiador. Um cabo de aço, em seu interior, empurra ( ou puxa) o rabicho com a fonte radioativa, acoplado.

Esta fonte se encontra alojada dentro da blindagem e só dela sai quando retiradas as travas, acoplado o duto guia da fonte, e o duto de 10 a 20 metros de comprimento, que retira ou recolhe a fonte por acionamento de manivelas. Durante a movimentação da fonte do irradiador até o alvo, o tempo de exposição do filme e o seu recolhimento, os operadores permanecem a uma grande distância, monitoram o nível de radiação continuamente e delimitam com barreiras físicas a área de operação.

Esta operação de exposição e recolhimento é realizada para cada radiografia. Por ser um equipamento portátil e operar, em geral, em situações e ambientes inóspidos e quase sempre no período noturno de trabalho, pode produzir acidentes graves, por falhas do equipamento e de procedimento técnico. Mais de 75% dos acidentes com estas fontes foram provocadas por falhas humanas, como falhas na monitoração da fonte, perda e resgate do rabicho sem seguir os procedimentos adequados.

Medidores nucleares

São dispositivos que usam fontes de radiação associadas a um detector, numa geometria tal que permite por atenuação ou espalhamento da radiação, saber se o material medido está ou não presente no nível pré-estabelecido.

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