Radioatividade
Radioatividade
Considerações iniciais
* Rutherford (Prêmio Nobel de Química – 1908)
* Bohr (Prêmio Nobel
de Física – 1922)
* Chadwick (descobriu o NÊUTRON - 1932)
- Aluno de Rutherford
Radioatividade
Considerações iniciais
* Röntgen
- Descobriu o raio-X
* Becquerel (Prêmio Nobel
de Física – 1903)
- Estudando os raios-X, descobriu a radioatividade natural do Urânio
* Pierre e Marie Curie (Prêmio Nobel de Química – 1911)
- Dividiram o prêmio com Becquerel
- Descobriram o Rádio e o Polônio
* Frédéric Joliot e Irène Joliot-Curie (Nobel de Química – 1935)
- Descobriram elementos artificiais radioativos: N-13, P-30, Si-27, Al-28.
Radioatividade
Experimento de Rutherford sobre o desvio das
emissões radioativas naturais
Radioatividade
Tipos de radiação e suas características
* Partícula alfa (α)
- Tem baixa velocidade comparada a velocidade da luz (20 000 Km/s).
- 1ª Lei da Radioatividade – Frederick Soddy:
* Partícula beta (β)
- Tem alta velocidade, aproximadamente 270 000 Km/s
- 2ª Lei da Radioatividade- Soddy Fajans- Russel:
- Nêutrons (n): formadores de partícula Beta
Radioatividade
Tipos de radiação e suas características
* Radiação Gama (γ)
- São ondas eletromagnéticas.
- Velocidade igual a velocidade da luz (300 000 Km/s).
- Não são representadas nas equações nucleares.
* Raio X
- São ondas eletromagnéticas idênticas aos raios gama.
- Diferem apenas quanto à origem:
raios gama: se originam dentro do núcleo atômico;
raios X: têm origem fora do núcleo, na excitação dos elétrons.
Curiosidade: O físico alemão Roentgen (pronúncia portuguesa: rêntguen)
observou que saíam raios misteriosos de uma ampola de Crookes (físico
inglês), capazes de atravessar folhas de papelão. Por isso, ele os chamou
de raios “X”
Radioatividade
Penetração das radiações na matéria
Radioatividade
Radioatividade
Decaimento radioativo: meia-vida
Radioatividade
Aplicações da radiação
APLICAÇÕES EM MEDICINA
• Diagnóstico de doenças
- Radioisótopo é ingerido para obter o mapeamento do organismo.
- Iodo-131 = meia-vida 8 dias.
- Absorvido pela glândula tireóide, onde se concentra.
- Detector observa o quanto foi absorvido de iodo pela tireóide.
- Obtêm-se um mapeamento da tireóide.
- um radiodiagnóstico é feito por comparação com um mapa padrão de
uma tireóide normal.
Exemplo de radiodiagnóstico da tireóide usando I-131
- área mais brilhante indica maior concentração do I-131.
Radioatividade
Aplicações da radiação
APLICAÇÕES EM MEDICINA
• Radioterapia
- Tratamento com fontes de irradiação.
- Cobalto-60 (antes Césio-137): maior rendimento terapêutico.
- Fonte é deslocada de dentro do cabeçote (Pb e aço inox), posição
“segura” para a frente de um orifício, que permite a passagem de um
feixe de radiação concentrado sobre a região a ser “tratada”.
OBS.: outros radioisótopos utilizados:
- Tecnécio (Tc-99): 6 h de meia-vida – cintilografias de rins, cérebro,
pulmões, ossos.
- Samário (Sm-153): 1,9 dias de meia-vida – injetado em pacientes com
metástase óssea, como paliativo para a dor.
Radioatividade
Aplicações da radiação
APLICAÇÕES EM AGRICULTURA
• Acompanhamento do metabolismo das plantas
- Planta absorve um traçador radioativo.
- Coloca-se um filme sobre a região radioativa e revela-o.
- Observa-se o que é preciso para elas crescerem, o que foi absorvido
pelas raízes e folhas.
Radioatividade
Aplicações da radiação
CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS
• Exposição do alimento, embalado ou não, à radiação ionizante
(radiação gama, raios-x ou feixe de elétrons).
- Duas grandes vantagens podem ser destacadas: não altera a qualidade do
alimento e não deixa resíduos tóxicos.
- processo é realizado em uma instalação radiativa denominada Irradiador
de Grande Porte, utilizando, na maioria dos casos, uma fonte de Co-60.
Radioatividade
Aplicações da radiação
DATAÇÃO DE FÓSSEIS
• Utilizado em arqueologia, envolve C-14 e K-40.
- Carbono-14: todos os organismos são formados por carbono.
- uma pequena quantidade de C-14 é constantemente absorvida;
- organismos emitem CO2 com C-14, na mesma proporção.
- este equilíbrio garante a constância de C-14 no organismo.
- Morte: organismo pára de absorver C-14, só emite.
- Meia-vida C-14: 5.715 anos
Radioatividade
Fissão
Núcleo é bombardeado com uma partícula acelerada e
este se quebra em núcleos menores, mais estáveis,
liberando energia.
- Bomba atômica: Hiroshima e Nagasaki
Radioatividade
60 Kg U-235, 4.000 Kg;
3 m comprimento, 71 cm diâmetro;
Devastação total raio 3 Km;
Energia liberada = 15 mil ton. TNT
Bomba atômica
O dispositivo atômico sendo
posicionado para o primeiro teste
nuclear em Alamogordo, Novo
México, 1945.
Coronel Paul W. Tibbets Junior,
piloto do Enola Gay, o avião que
soltou a bomba atômica em
Hiroshima, acenando da cabine
antes da decolagem.
“Little
Boy”, a bomba que foi lançada
sobre Hiroshima, provocando a
destruição da cidade, em agosto de
1945.
Radioatividade
Bomba atômica
Vítima da explosão
atômica em Nagasaki,
1945.
Uma densa coluna de fumaça
elevando-se a mais de 60 mil pés de
altitude sobre o porto japonês de
Nagasaki (3 dias depois).
Era a segunda vez que se utilizava
uma bomba atômica (“fet man”)
durante a 2ª Guerra Mundial.
Radioatividade
Combustíveis x Geração de energia
Radioatividade
Fusão
Síntese (união) de núcleos formando um núcleo maior e
mais estável, liberando muito mais energia. São
necessárias elevadas temperaturas (100. 000. 000 °C).
- Bomba de Hidrogênio
Radioatividade
Contaminação e irradiação
* Contaminação
- Presença indesejável de um material em
determinado local, onde não deveria estar.
* Irradiação
- Exposição de um objeto ou de um corpo à
irradiação, sem que haja contato direto com a
fonte de radiação.
Radioatividade
Efeitos biológicos da radiação
A curto prazo ou agudos
náuseas
vômito
perda de apetite
perda de peso
febre
hemorragias dispersas
queda de cabelo
forte diarréia
morte
A longo prazo ou tardios
genéticos
(mutações nas células reprodutoras)
somáticos
(aumento na incidência do câncer,
anormalidade no desenvolvimento do
embrião)
Radioatividade
Reação em cadeia
Em 2 de dezembro
de 1942, o prêmio
Nobel Enrico Fermi,
físico ítaloamericano, foi o
primeiro a conseguir
uma reação em
cadeia controlada da
fissão nuclear e
integrou o grupo
que pesquisou sobre
a bomba atômica.
Radioatividade
Reator Nuclear
Radioatividade
Reator Nuclear
- Realização de testes na parte elétrica.
- Desligou-se o sistema automático de segurança.
- Engenheiros elétricos perderam o controle da operação.
- Temperatura aumentou rapidamente;
- Não houve água suficiente para refrigeração;
- Água foi transformada em vapor, este deslocou a tampa de concreto e destruiu o
prédio, deixando o reator “aberto” para o meio ambiente.
- O grafite aquecido entra em combustão espontânea, gerando um grande incêndio.
Radioatividade
Chernobyl
26 de abril de 1986
Radioatividade
Chernobyl
Contaminou solo e água de 137.000 km2.
Inutilizou 114 mil hectares de terra.
Inutilizou 492 mil hectares de floresta.
Forçou cerca de 400 mil pessoas a abandonarem suas casas.
Provocou a morte de 59 pessoas.
Libertou radiação duzentas vezes superior às bombas atômicas de
Hiroshima e Nagasaki.
Radioatividade
Chernobyl
Passados 25 anos sobre Chernobyl, ainda não há consenso sobre o
número de vítimas. Segundo a Organização das Nações Unidas,
apenas 59 pessoas morreram devido ao acidente e estima-se em 4
mil o número dos que podem vir a perder a vida devido a cancros.
Por sua vez a organização não governamental, Greenpeace, garante
que o acidente causou, nos países mais afetados, a Ucrânia, a
Rússia, e a Bielorússia, cerca de 200 mil mortos.
Radioatividade
Goiânia
13 de Setembro de 1987
Radioatividade
Goiânia
Equipamento radioterapêutico
Cloreto de césio (137Cs)
Início de funcionamento em 1971
Desativação em 1985
Demolição de parte das edificações da clínica
O restante em forma de ruínas
Radioatividade
Goiânia
Equipamento levado para um ferro-velho
Cápsula aberta
19,26g de cloreto de césio-137 (CsCl)
Brilho azulado no escuro
Higroscópico, adere à roupa, pele, utensílios e alimentos
Radioatividade
Goiânia
Algumas horas após a exposição:
Náuseas
Tonturas
Vômitos
Diarréias
Radioatividade
Goiânia
Drogarias
Postos de saúde
Hospitais
Radioatividade
Goiânia
29 de setembro de 1987
Foi dado o alerta de contaminação por material radioativo de milhares de
pessoas 16 dias após o início da contaminação.
Radioatividade
Goiânia
A Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) mandou examinar toda a
população da região.
112.800 pessoas foram expostas aos efeitos do césio, muitas com
contaminação corporal externa revertida a tempo.
129 pessoas apresentaram contaminação corporal interna e externa
concreta, vindo a desenvolver sintomas e foram apenas medicadas.
49 foram internadas, sendo que 21 precisaram sofrer tratamento intensivo;
destas, quatro não resistiram e acabaram morrendo.
Radioatividade
Fukushima
11 de Março de 2011
Radioatividade
Fukushima
Formou-se um tsunami devido ao epicentro do tremor ter sido no oceano
Pior conseqüência foi o acidente nuclear de Fukushima
Falta de energia impediu o resfriamento do gerador
Os nêutrons produzidos nas reações continuam tendo alta energia, devido à
alta temperatura
Ilustração do estado dos quatro reatores afetados no acidente nuclear de
Fukushima, no Japão. Dois deles mostram danos nítidos em suas
contenções secundárias. (Wikimedia Commons/ Sodacan – CC BY 3.0)