RADIAÇÃO
Forma de Energia
propagação independe da existência do meio
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
DOIS GRANDES GRUPOS:
RADIAÇÃO IONIZANTE
X
RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE
DIFERENÇA:
ENERGIA
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
RADIAÇÃO IONIZANTE
• Energia suficiente para arrancar elétrons de um
átomo - produção de pares de íons.
• Partículas
carregadas:
Alfa,
Beta,
Elétrons
• Partículas não carregadas: Nêutrons
• Ondas eletromagnéticas: Gama, Raios X.
Prótons,
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE
• Não
possui energia suficiente para arrancar
elétrons de um átomo
• Pode quebrar moléculas e ligações químicas
• Ultravioleta, Infravermelho, Radiofreqüência,
Laser, Microondas, Luz visível.
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
RADIAÇÃO BETA
• Denominação
dada ao elétron emitido pelo núcleo
do átomo - partícula leve
• Possui uma carga negativa
• Perde energia para o meio rapidamente - alcance
médio (até alguns metros no ar)
• Pequeno poder de ionização - produção de pequena
densidade de ionizações.
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
RADIAÇÃO ALFA
• Partículas com dois prótons e dois neutrons partícula pesada
• Possui duas cargas positivas
• Perde energia para o meio muito rapidamente alcance pequeno (alguns centímetros no ar)
• Alto poder de ionização - produção de grande
densidade de ionizações.
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
RADIAÇÃO DE NEUTRONS
• Partícula pesada
• Não possui carga
• Perde energia para o meio de forma muito variável
- extremamente dependente da energia
• Produção de ionizações igualmente variável indiretamente ionizante - núcleos de recuo.
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
RADIAÇÃO DE PÓSITRON
• Denominação dada ao elétron com carga positiva
emitido pelo núcleo do átomo - partícula leve
• Possui uma carga positiva
• Perde energia para o meio rapidamente – elétrons
livres do meio - processo de aniquilação de pares
• Pequeno poder de ionização - produção de
pequena densidade de ionizações.
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
RADIAÇÃO GAMA
• Ondas Eletromagnéticas emitidas do núcleo de
átomos em estado excitado de energia
• Não possui carga
• Perde energia para o meio de forma muito lenta grande alcance (centímetros de concreto)
•Pequeno poder de ionização - produção de muito
poucas ionizações
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
RADIAÇÃO X
• Ondas Eletromagnéticas:
 Produzidas pela desaceleração de partículas
carregadas (especialmente elétrons) - radiação de
freamento ou Brehmstrahlung
 Ou pela transição de elétrons orbitais para
órbitas mais internas do átomo - raio X
característico
• Todas as demais características são idênticas à
radiação gama.
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
Relação entre Energia e Alcance
• Todo tipo de radiação ionizante, seja partícula
ou onda eletromagnética, perde energia nas
interações com a matéria
• Quanto maior a energia da radiação, mais
interações é capaz de produzir, portanto maior o
percurso até ser totalmente freada, ou seja, maior
o alcance
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
Relação entre Energia e Alcance
Radiação Alfa
Energia
1,0 MeV
3,0 MeV
5,0 MeV
Alcance (no ar)
0,55 cm
1,67 cm
3,50 cm
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
Relação entre Energia e Alcance
Radiação Beta
Energia máx
Alcance máx (no ar)
18 keV (H-3)
167 keV (S-35)
1,71 MeV (P-32)
< 10 cm
50 cm
700 cm
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
TIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
Relação entre Energia e Alcance
Radiação Gama ou X
Energia
I/2 (na água)
35 keV (I-125)
125 keV (RX)
1,3 MeV (Co-60)
2,50 cm
4,50 cm
12,0 cm
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
•A
radiação perde energia para o meio
provocando ionizações
• Os átomos ionizados podem gerar:
Alterações moleculares
Danos em órgãos ou tecidos
Manifestação de efeitos biológicos
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
MECANISMOS DE AÇÃO
• Possibilidades da radiação incidindo em uma célula:
• Passar sem interagir
• Atingir uma molécula:
• Não produzir dano
• Produzir dano.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
MECANISMOS DE AÇÃO
Possibilidades da radiação incidindo em uma célula:
- Atingir uma molécula:
- Produzir dano:
• Reversível
• Irreversível
Pode ou não levar à indução de efeito biológico
• morte celular
• reprodução - perpetuação do dano.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
MECANISMOS DE AÇÃO
•A
cada
possibilidade
está
associada
uma
probabilidade diferente de zero
• O fenômeno da indução de efeitos biológicos pela
interação da radiação com organismos vivos é de
natureza PROBABILÍSTICA.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
PROPRIEDADES DOS EFEITOS
SEQÜÊNCIA DE EVENTOS
• Estágio físico:
- Ocorre para tempos  10-14 segundos
- Estágio de absorção e deposição de energia
- Excitação e ionização dos compostos.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
PROPRIEDADES DOS EFEITOS
SEQÜÊNCIA DE EVENTOS
• Estágio físico-químico:
- Ocorre para tempos de 10-14 a 10-12 segundos
- Quebra de ligações
- Radiólise da água - formação de radicais livres
- Começa o dano químico - radicais livres começam
a reagir.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
PROPRIEDADES DOS EFEITOS
SEQÜÊNCIA DE EVENTOS
• Estágio químico:
- Ocorre para tempos de 10-12 a 10-7 segundos
- Continua a reação dos radicais livres
- Formação de produtos tóxicos
- Começam os danos ao RNA e DNA
- Enzimas são inativadas e ativadas.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
PROPRIEDADES DOS EFEITOS
SEQÜÊNCIA DE EVENTOS
• Estágios químico e biológico coincidem:
- Ocorre para tempos de 10-3 a 10 segundos
- Formação de radicais secundários e peróxidos
orgânicos
- Muitas reações bioquímicas são interrompidas
- Começa o reparo do DNA
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
PROPRIEDADES DOS EFEITOS
SEQÜÊNCIA DE EVENTOS
• Estágio biológico:
- Ocorre para tempos de 10 segundos a 10 horas
- Completa-se a maioria das reações
- Diminui a mitose das células irradiadas
- São bloqueadas as reações bioquímicas
- Rompimento de membrana celular.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS
BIOLÓGICOS
• Classificam-se conforme sua variação quanto:
- ao tempo de manifestação
- ao tipo de célula atingida
- à quantidade de energia depositada
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS
QUANTO AO
TEMPO DE MANIFESTAÇÃO:
• Efeitos Agudos:
- característicos de exposições a doses elevadas
- manifestam-se em, no máximo, dois meses
(seres humanos)
-Exemplos: eritema, síndrome aguda.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS
QUANTO AO
TEMPO DE MANIFESTAÇÃO:
• Efeitos Tardios:
- característicos de exposições a pequenas doses
- manifestam-se em anos ou dezenas de anos
(seres humanos)
-Exemplo: câncer.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS
QUANTO AO
TIPO DE CÉLULA ATINGIDA:
• Efeitos Somáticos:
- alterações provocadas pela interação da radiação
ionizante com qualquer célula do organismo,
exceto as reprodutivas
- manifestam-se no próprio indivíduo irradiado
-Exemplos: câncer, catarata.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS
QUANTO AO
TIPO DE CÉLULA ATINGIDA:
• Efeitos Genéticos (hereditários):
- Alterações provocadas pela interação da radiação
ionizante com as células reprodutivas do
organismo.
-Manifestam-se nos descendentes do indivíduo
irradiado
- Exemplos: mutações genéticas.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS
QUANTO À
QUANTIDADE DE ENERGIA DEPOSITADA:
• Efeitos Estocásticos:
- Ocorrem com doses pequenas de radiação
- Não apresentam um limiar de dose para sua
ocorrência
- A probabilidade de ocorrência aumenta com o
aumento da dose
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS
QUANTO À
QUANTIDADE DE ENERGIA DEPOSITADA:
• Efeitos Estocásticos:
- A gravidade do efeito independe da dose.
Exemplo: câncer
Por menor que seja a dose, está sempre
associada uma probabilidade diferente de zero
para a ocorrência deste tipo de efeito.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS
QUANTO À
QUANTIDADE DE ENERGIA DEPOSITADA:
• Efeitos Determinísticos (não-estocásticos):
- Ocorrem com doses elevadas de radiação
- Apresentam um limiar de dose para sua ocorrência
- A gravidade do efeito aumenta com o aumento da
dose.
- Exemplos: eritema, catarata.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS
RADIAÇÕES IONIZANTES
RADIOSENSIBILIDADE
Os diferentes tecidos e órgãos possuem diferentes
sensibilidades à radiação.
Sistema hematopoiético
Sistema gastrointestinal
Sistema nervoso
GRANDEZAS E UNIDADES
USADAS EM RADIOPROTEÇÃO
RADIOPROTEÇÃO - HISTÓRICO
• 1895  Wilhelm Conrad Röentgen descobre os
Raios X - revolução na medicina
•
1896
 Marie e Pierre Curie e Henry
Becquerel descobrem as substâncias radioativas.
Pierre e Marie
Curie
Wilhelm Conrad
Röentgen
Em uma de suas experiências,
Röentgen colocou a mão de sua
mulher, Bertha, na frente do filme
e obteve a primeira radiografia da
história, mostrando os ossos de
Dona Bertha e até seu anel de
casamento.
Radiografia tirada por Röentgen de seu
rifle de caça. Observe que há um pequeno
defeito no cano. Com essa foto, Röentgen
antecipou o uso industrial dos Raios-X
como controle de qualidade de peças.
TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃO
TIPOS DE FONTES
• Equipamentos emissores de radiação ionizante:
- Fornecer energia para o funcionamento.
• Materiais Radioativos:
- Naturais ou produzidos artificialmente
- Emitem radiação continuamente.
TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃO
TIPOS DE FONTES
Exemplos de equipamentos emissores de radiação ionizante:
• Equipamentos emissores de Raios X:
- Espectrômetros de fluorescência e difratômetros:
- identificação do conteúdo de amostras
- Microscópios eletrônicos:
- visualização de amostras
TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃO
TIPOS DE FONTES
Exemplos de equipamentos emissores de radiação ionizante:
• Equipamentos emissores de Raios X:
- Diagnóstico médico e odontológico:
- Diagnóstico e terapia
Controle de qualidade
- Calibração de detetores
- Testes de blindagens.
-
TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃO
TIPOS DE FONTES
Exemplos de equipamentos emissores de radiação ionizante:
• Outros:
- Aceleradores de partículas:
- Pesquisas em física de partículas
- Radioterapia
- Tokamak:
- Pesquisa em física de plasmas
TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃO
TIPOS DE FONTES
Exemplos de materiais radioativos:
• Fontes Seladas (não há possibilidade de contato com o
material radioativo):
- Radioterapia:
- Tratamento de tumores
- Irradiadores biológicos:
- Indução e estudos de efeitos biológicos
Fonte: Apostila “Aplicações da Energia
Nuclear”, Comissão Nacional de Energia
Nuclear.
Fonte: Apostila “Aplicações da Energia Nuclear”, Comissão
Nacional de Energia Nuclear.
TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃO
TIPOS DE FONTES
Exemplos de materiais radioativos:
• Fontes Seladas (não há possibilidade de contato
com o material radioativo):
- Fontes de calibração:
- Detetores de radiação
- Agricultura:
- Estudos de densidade e umidade do solo
TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃO
TIPOS DE FONTES
Exemplos de materiais radioativos:
• Fontes Não Seladas (há possibilidade de contato com o
material radioativo):
- Traçadores e marcadores:
- Atividade metabólica
- Marcação de DNA
- Fluxo de fluidos
Uso de traçadores no estudo do comportamento de insetos:
A marcação de insetos com radioisótopos é também útil para a
eliminação de pragas, identificando qual predador se alimenta de
determinado inseto indesejável. Neste caso, o predador é usado em
vez insetcidas nocivos à saúde.
TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃO
TIPOS DE FONTES
Exemplos de materiais radioativos:
• Fontes Não Seladas (há possibilidade de contato com o
material radioativo):
- Medicina Nuclear:
- Diagnóstico e terapia
- Naturais:
- Análises ambientais
TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃO
MODOS DE EXPOSIÇÃO:
Irradiação Externa:
• Exposição à radiação emitida pela fonte.
- Estar próximo à fonte, considerando a energia de
emissão e o tipo de radiação
- Equipamentos emissores de radiação ionizante
- Fontes seladas
- Fontes não-seladas.
TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃO
MODOS DE EXPOSIÇÃO:
Contaminação:
• Presença indesejável de material radioativo.
Contaminação Interna
• Incorporação de material radioativo por ingestão,
inalação ou absorção por contato direto com a pele.
- Fontes não seladas
- Fontes seladas (pouco provável).
Contaminação
Irradiação
Fonte: Apostila “Aplicações da Energia
Nuclear”, Comissão Nacional de Energia
Nuclear.
TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃO
EXEMPLO: O CÉSIO-137 DE GOIÂNIA
Características Gerais
• Fonte selada usada em radioterapia
• Cerca de 3000 Ci de atividade
• Cabeçote de chumbo roubado - ferro velho
• Cápsula que continha o Césio arrebentada
• Propagação de contaminação
• 6000 toneladas de rejeito radioativo.
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE
RADIOPROTEÇÃO
PERDA DE EXPECTATIVA DE VIDA POR DIVERSAS CAUSAS (1979)
(Estudo com população norte americana)
Causa
Redução (em dias)
Ser solteiro
3500
Fumante, sexo masculino
2250
Doença cardíaca
2100
Ser solteira
1600
Obeso, 30 % acima do normal
1300
Trabalhar em mina de carvão
1100
Câncer
980
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE
RADIOPROTEÇÃO
PERDA DE EXPECTATIVA DE VIDA POR DIVERSAS CAUSAS (1979)
(Estudo com população norte americana)
Causa
Redução (em dias)
Fumante, sexo feminino
800
Hemorragia cerebral
520
Acidentes com veículos
207
Alcoolismo
130
Diabetes
95
Acidentes no trabalho
74
Trabalhador com radiação
40
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE
RADIOPROTEÇÃO
PERDA DE EXPECTATIVA DE VIDA POR DIVERSAS CAUSAS (1979)
(Estudo com população norte americana)
Causa
Redução (em dias)
Acidentes com armas de fogo
11
Radiação natural
8
Raios X para fins médicos
6
Café
6
Anticoncepcional oral
5
Participar deste seminário
- 300
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE
RADIOPROTEÇÃO
Limites Primários Anuais de Dose Equivalente
Norma CNEN-NE-3.01
Região
Corpo Inteiro
Cristalino
Extremidades
Órgão ou Tecido T
Trabalhadores
50 mSv
150 mSv
500 mSv
500 mSv
Público
1 mSv
50 mSv
50 mSv
1 mSv/WT
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE
RADIOPROTEÇÃO
Outros Limites Anuais de Dose Equivalente
Norma CNEN-NE-3.01
• Estudantes
e estagiários maiores de 18 anos: 50
mSv (limite para trabalhadores)
• Estudantes, aprendizes e estagiários entre 16 e 18
anos: 15 mSv (3/10 do limite para trabalhadores)
• Estudantes, aprendizes e estagiários menores de
16 anos: proibida a exposição ocupacional.
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE
RADIOPROTEÇÃO
Outros Limites Anuais de Dose Equivalente
Norma CNEN-NE-3.01
• Mulheres
com capacidade reprodutiva: 10 mSv
no abdômen em qualquer período de 3 meses
consecutivos
• Mulheres grávidas: a dose acumulada no feto não
deve exceder 1 mSv em todo o período de gestação.