Certificado de Qualidade - Ângulo Pesquisas

Como se proteger da radiação?

Os efeitos da radiação não podem ser considerados inócuos, a sua interação com os seres vivos pode levar a teratogenias e até a morte. Os riscos e os benefícios devem ser ponderados. A radiação é um risco e deve ser usada de acordo com os seus benefícios.

Devido ao perigo que oferecem os raios gama para as pessoas e os organismos vivos, é necessário cercar de muros de betão – defesa biológica – os reatores atômicos, guardar as substâncias radioativas em recipientes com grossas paredes de chumbo, e criar complexas instalações de defesa.

VÍDEO

Efeitos da radiação

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A minimização dos efeitos da radiação nos trabalhadores inicia pela avaliação de risco, o correto planejamento das atividades a serem desenvolvidas, utilização de instalações e de práticas corretas, de tal forma a diminuir a magnitude das doses individuais, o número de pessoas expostas e a probabilidade de exposições acidentais.

Os equipamentos de proteção (EPC e EPI) devem ser utilizados por todos os trabalhadores, além de ser observado a otimização desta proteção pelo elaboração e execução correta de projeto de instalações laboratoriais, na escolha adequada dos equipamentos e na execução correta dos procedimentos de trabalho.

Por outro lado o controle das doses nos trabalhadores deve considerar três fatores:

1. Tempo: A dose recebida é proporcional ao tempo de exposição e à velocidade da dose D = t x velocidade da dose

2. Distância: A intensidade da radiação decresce com o quadrado da distância D1/D2 = (d1/d2)2

3. Blindagem: A espessura da blindagem depende do tipo de radiação, da atividade da fonte e da velocidade de dose aceitável após a blindagem. Para a proteção do trabalhador os comandos do equipamentos devem ter blindagem, assegurando que o técnico possa ver e manter o contato com o paciente no decorrer do exame. As próprias salas devem ter blindagem, por forma a assegurar e garantir a segurança radiológica tanto do técnico como do pessoal circunvizinho à sala. Estas proteções devem ter espessura suficiente para garantir a proteção contra a radiação primária e a radiação difundida que pode atingir as paredes da sala.

Recomendações de segurança

• Delimitação de zonas e áreas (controladas e de vigilância),
• Selagem
• Limitar o acesso
• Utilizar equipamentos de proteção individual
• Proibir a comida e a bebida, o fumar, mascar chicletes, manusear lentes de contato, a aplicação de cosméticos e ou produtos de higiene pessoal ou armazenar alimentos para consumo nos locais de uso de radiação e áreas adjacentes.
• Lavar as mãos:
  • Antes e após ao manuseio de materiais radioativos, após a remoção das luvas e antes de saírem do laboratório.
  • Antes e após o uso de luvas.
  • Antes e depois do contato físico com pacientes.
  • Antes de comer, beber, manusear alimentos e fumar.
  • Depois de usar o toalete, coçar o nariz, cobrir a boca para espirrar, pentear os cabelos.
  • Mãos e antebraços devem ser lavados cuidadosamente (o uso de escovas deverá ser feito com atenção).
  • Manter líquidos antissépticos para uso, caso não exista lavatório no local.
• Evitar o uso de calçados que deixem os artelhos à vista.
• Não usar anéis, pulseiras, relógios e cordões longos, durante as atividades laboratoriais.
• Não colocar objetos na boca.
• Não utilizar a pia do laboratório como lavatório.
• Usar roupa de proteção durante o trabalho. Essas peças de vestuário não devem ser usadas em outros espaços que não sejam do laboratório (escritório, biblioteca, salas de estar e refeitório).
• Afixar o símbolo internacional de “Radioatividade” na entrada do laboratório. Neste alerta deve constar o nome e número do telefone do pesquisador responsável.
• Presença de kits de primeiros socorros, na área de apoio ao laboratório.
• O responsável pelo laboratório precisa assegurar a capacitação da equipe em relação às medidas de segurança e emergência
• Providenciar o exame médico periódicos;
• Adoção de cuidados após a exposição à radiação.

Fonte: www.fiocruz.br

Segundo a CENEN temos estipulados limites de doses em que podemos receber em um ano, limite esse que vai variar de acordo com a pessoa em análise (Se a pessoa é um profissional da área de radiologia ou um paciente por exemplo). As doses podem ser medidas em membros específicos e também pode-se calcular a dose média recebida pelo corpo em um todo.

Entretanto com as normas de proteção e o uso dos demais EPI’s a dose recebida por um técnico e por um paciente (Em partes anatômicas que não estão sendo radiografadas) é quase que zero. Geralmente quando há alguma alteração da dose recebida em um dosímetro é por motivo de descuido da parte do técnico ou mal funcionamento dos equipamentos, como EPI’s, colimador, etc.

Como medir a radiação?

As radiações ionizantes por si só não podem ser medida diretamente, a detecção é realizada pelo resultado produzido da interação da radiação com um meio sensível (detector). Em um sistema detector os detectores de radiação são os elementos ou dispositivos sensíveis a radiação ionizante utilizados para determinar a quantidade de radiação presente em um determinado meio de interesse.

Fonte: UFST/Escola Paulista de Medicina (Kellen Ariana Curci Daros)

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A Radiação Ionizante pode ser detectada por: um contador Geiger-Muller, por uma película fotográfica ou por uma câmera de ionização.

A forma mais comum de monitoramento ambiental para a radiação gama envolve a colocação de dispositivos de monitoramento de radiação em vários locais ao redor do local está sendo monitorado. Por exemplo, cada usina nuclear é continuamente monitorado por um bando de dosímetros que são colocados em diferentes distâncias e em diferentes lados da planta. Estes dosímetros dose de radiação medida a partir da planta ou qualquer radioactividade que é liberado pela planta. Na maioria dos casos, é difícil diferenciar entre a radiação de fundo natural e as provenientes da planta, porque as emissões das usinas de energia são tão baixas.

Em geral, os níveis de radiação em torno destes tipos de instalações são tão baixos que não faz sentido para medi-los com um dispositivo de monitoramento “em tempo real”, em vez disso são utilizados dosímetros tais como crachás, filme ou TLDs (dosímetros termoluminescentes) portáteis. Muitas pessoas cometem o erro de tentar usar um contador Geiger, que nem sempre é adequada. Devido ao seu design, um contador Geiger deve ser cuidadosamente calibrado para uso para medir níveis de radiação com precisão, e isto não é feito normalmente.

Fonte: Health Physics Society

Tipos de Monitorização:

Monitorização Pessoal:

Procura estimar a dose recebida pelo trabalhador durante as suas atividades envolvendo radiação ionizante. As doses equivalentes são determinadas pela utilização de um ou vários dosímetros que devem ser usados na posição que forneça uma medida representativa da exposição nas partes do corpo expostos à radiação.

No caso do trabalhador usar diferentes tipos de radiação então diferentes tipos de dosímetros devem ser utilizados: Monitorização da radiação externa; Monitorização da contaminação interna;Monitorização de área.

Tem por objetivo a avaliação das condições de trabalho e verificar se há presença radioativa. Os resultados das medidas efetuadas com os monitores da área devem ser comparados com os limites primários ou derivados, a fim de se tomar ações para garantir a proteção necessária.

Características desejáveis para os dosímetros:

A resposta do dosímetro deve ser linear com a dose absorvida; O aparelho deve ser de alta sensibilidade, por forma a medir doses baixas; Deve apresentar amplo intervalo de resposta; A resposta deve ser independente da velocidade da dose; Deve possuir estabilidade da resposta ao longo do tempo; De uma forma geral podemos classificar os dosímetros em: de leitura direta e de leitura indireta, os primeiros fornecem ao utilizador a dose ou velocidade da dose em qual quer instante, os segundos necessitam de um procedimento para a sua leitura

Fonte: www.fiocruz.br

Detectores de Radiação

Existem três tipos básicos de detectores: Detectores de estado gasoso; Cintiladores sólidos (NaI) e semicondutores (germânio)

A operação desses detectores envolve:

• Conversão da energia do fóton para elétrons por: efeito fotoelétrico; espalhamento Compton e produção de par.
• Pela interação dos elétrons produção de: Pares elétron-íon (estado gasoso); pares elétron-vacância (semicondutores) e estados moleculares excitados (cintiladores).
• Reunião e medição da carga gerada e da luz emitida na desexcitação das moléculas.

Contador proporcional:

. . Em um contador proporcional são necessários 30 eV para produzir um par elétron-vacância.

Cintilador Sólido:

Em um cintilador de NaI são necessários 100 eV para produzir um fóton de luz.

Detector à Semicondutor

O poder de resolução de um detector de germânio é bem maior, em um detector de germânio apenas 3 eV produzem um par elétron-vacância.

No esquema abaixo, encontram-se representados os principais efeitos físicos e químicos da radiação ionizante, atualmente utilizados como propriedade iterativa para detecção de radiação ionizante, bem como os meios utilizados na detecção e características estruturais de cada tipo de detector.

Dosímetros são instrumentos que medem a dose radiação num certo período a que uma pessoa é exposta. O espectro de radiação gama natural é conhecido por ter um pico em torno de 70 keV. Um dosímetro a ser utilizado para medições de radiação natural do ambiente deve, portanto, independente de resposta energético, pelo menos acima de 50 keV. As características ideais para o bom desempenho de um dosímetro integrador são: a respostada leitura dosimétrica deve ser independente da energia da radiação incidente; a sensibilidade do dosímetro deve operar nointervalo de 2,5 C/kg (10mR) a 129kC/kg (500R);medir toda a radiação recebida e possuir pequenas dimensões, leve e fácil manipulação.

O dosímetro é um dos equipamentos de proteção radiológica fundamentais. Com o uso imprescindível do dosímetro conseguimos diagnosticar se o profissional da área de radiologia foi exposto a radiação ionizante e também o quanto ele foi exposto. O dosímetro mais confiável é o termoluminescente, entretanto o dosímetro com filme radiográfico também é muito usado e eficaz na dosagem de radiação ionizante recebida pelo seu usuário.

Unidades Dosimétricas

Para correlacionar as diversas radiações com os efeitos biológicos foram estabelecidas, entre outras, as seguintes grandezas: EXPOSIÇÃO, DOSE ABSORVIDA, e DOSE EQUIVALENTE. Cada uma destas grandezas físicas possui uma unidade em que a mesma é expressa ( assim como por exemplo distância pode ser expresso em metros, corrente elétrica em ampères, etc. ).

A Exposição possui uma unidade antiga chamada Roentgen ( R ) que corresponde à quantidade de cargas elétricas liberadas em uma massa de ar devido à radiação incidente, onde 1 R = 0,258 C/kg. ( C/kg = Coulomb por quilo; Coulomb é a unidade de carga elétrica ).

A Dose Absorvida ( Grey ) é uma medida da energia da radiação absorvida por uma determinada massade matéria. A unidade de Dose Absorvida é Joule por quilograma ou de forma mais usual J/kg, sendo 1 Gy =100 J/kg ou 100 RAD = 1 Grey (Gy).

A Dose Equivalente ( Sievert ), ou simplesmente DOSE nos Laudos de Dose Mensais, leva em conta o efeito biológico em tecidos vivos, produzido pela radiação absorvida. Desta forma a Dose Equivalente é obtida da Dose Absorvida multiplicada por fatores ponderantes apropriados. A unidade da Dose Equivalente ou DOSE é o Sievert (Sv) ou seu sub-múltiplo o milisievert (mSv). A unidade antiga desta grandeza é o REM que se relaciona com o Sv da seguinte forma: 1 Sv = 100 REM.

Sievert

Nos Laudos Mensais de Dose a unidade usada é o Sievert, que é uma Unidade Dosimétrica deDose Equivalente , o milisievert (mSv) é um milésimo de Sievert e corresponde a 100 mREM (unidade antiga).

. . Ao lado um detector manual de radiação (Gama Scout) projetado para medir radiações alfa, beta, gama e raio X. Utiliza um detector Geiger- Muller de halogênio e uma janela de mica. Trabalha na faixa de 0.01 μSv/h a 50.00 μSv/h.

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. . Ao ladoo Lab Impex AIDME Accident or Incident Deployable. São normalmente utilizados em situações de emergência ou acidente, para avaliar a disseminação da contaminação na sequência de um lançamento, e para transmitir esta informação para um sistema de computador central.

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. . . Ao lado um dosímetro digital de bolso (Nucleonix)

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. . Ao lado um monitor de radiação gama de área (Nucleonix)

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. . Ao lado um monitor de radiação para instalação em linha (Nucleonix).

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. . Ao lado o Monitor tipo Portal Corapi, para detectar a presença de material radioativo em todo o corpo.

Como a radiação se propaga?

A interação de raios gama com a matéria pode ocorrer por meio de três processos: efeito fotoelétrico; espalhamento Compton; formação de par. A predominância de um processo sobre os demais depende da energia da radiação gama (E) e do número atômico do elemento (Z) com que ocorre a interação.

As radiações Alfa, Beta e Gama possuem diferentes poderes de penetração, isto é, diferentes capacidades para atravessar os materiais.

As partículas Beta são capazes de penetrar cerca de um centímetro nos tecidos(veja a figura a seguir), ocasionando danos à pele, mas não aos órgãos internos, a não ser que sejam ingeridas ou aspiradas. Têm alta velocidade, aproximadamente 270 000 km/s.

As radiações gama são as mais energéticas (10⁴ eV até 10¹⁹ eV) e com menor comprimento de onda. Possuem elevado poder penetrante, podendo mesmo atravessar a Terra de um lado ao outro. Assim como os raios-X os raios gama são extremamente penetrantes, sendo detido somente por uma parede de concreto ou metal.

Fonte: www.fiocruz.br

Graças à sua energia de cerca de 5 MeV nas substâncias radioativas naturais, e de cerca de 20 MeV nas reações nucleares artificiais, os raios gama, não só ionizam facilmente as diferentes substâncias, mas podem também provocar alguns tipos de reações nucleares e em particular fazer surgir pares de elétrons – pósitrons e formar algumas partículas elementares.

Fonte: física.net

O poder de ionização da radiação gama pode ser inferior ao das partículas beta e alfa. Isso irá depender do quão energética é a radiação gama. Por sua vez, o dano causado pela radiação gama pode, muitas vezes, ser bem maior do que os causados pelas radiações de partículas, pois, como dito, ela pode possui alta energia, o que lhe confere alto poder de ionização.

Fonte: www.quiprocura.net

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EFEITO FOTOELÉTRICO

O raio interage com um elétron de uma camada interna, fortemente ligado. O elétron é ejetado do átomo, carregando praticamente toda energia do raio. O elétron terá sua energia cinética perdida pela colisão com o material das adjacências.

O elétron perdido deixa um espaço vago que normalmente será preenchido por outro elétron, com emissão de um ou mais raios X. Sendo um fóton de baixa energia, o raio X deverá interagir com átomos próximos. Ao final do processo, a tendência é de que toda a energia do raio incidente seja absorvida nas imediações da primeira interação.

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ESPALHAMENTO COMPTON

O raio interage com um elétron externo. Apenas uma parte da energia do raio é transferida para o elétron. A energia restante aparece na forma de um fóton de menor energia. Pelo princípio de conservação de energia e momento, as energias do elétron e do fóton estão relacionadas ao ângulo de emissão.

Fótons emitidos com ângulo próximo a zero têm praticamente a mesma energia do raio incidente. Fótons emitidos com 180 possuem a menor energia, sendo portanto maior a energia transferida para o elétron o elétron terá sua energia cinética perdida pela colisão com o material das adjacências. Dependendo de sua energia, o fóton espalhado poderá voltar a interagir com a matéria longe da primeira interação. Em alguns casos pode haver uma sucessão de espalhamentos Compton que terminem por efeito fotoelétrico. Ao final do processo, a tendência é de que a energia do raio incidente seja absorvida em diferentes partes da matéria.

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FORMAÇÃO DE PAR

O raio interage nas imediações (campo magnético) do núcleo, o fóton desaparece totalmente. Origina-se um par elétron-pósitron (consumindo 1022 keV). O restante da energia do raio é transferido na forma de energia cinética para o elétron e para o pósitron. O elétron e o pósitron terão sua energia cinética perdida por colisão com o material próximo.

É provável que o pósitron após a perda de energia cinética se combinará a um elétron livre, produzindo dois fótons de 511 keV (aniquilação). Os fótons de aniquilação estarão então sujeitos a interagir com a matéria por efeito fotoelétrico ou espalhamento Compton. Ao final do processo, a tendência é de que a energia do raio incidente seja absorvida em diferentes partes da matéria, devido a presença dos fótons de aniquilação.

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ANIQUILAÇÃO:

A forma mais provável de aniquilação se dá após a perda da energia cinética do pósitron. Normalmente a combinação ocorre com um elétron livre.

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Há a liberação de dois fótons de 511 keV em ângulo de 180. A  aniquilação também é possível quando o pósitron ainda possui energia cinética e envolvendo um elétron preso ao átomo, porém a probabilidade de ocorrência é muito baixa.

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Aplicações com Sistemas de Analisadores Industriais; Sistemas de Amostragem e Condicionamento de Amostras; Serviços Associados à Operação do Analisador Industrial; Analisadores Contínuos para Águas; Analisadores Contínuos para Gases; Analisadores para Hidrocarbonetos.

Para que serve a radiação?

A radiação gama é utilizada no tratamento de tumores cancerígenos, porque destrói às células malignas. O problema está em que se destrói também as células sãs. É preciso muita perícia na sua utilização. No tratamento do câncer é utilizado o acelerador linear como fonte de radiação.

Fonte: http://nautilus.fis.uc.pt/wwwfi/Welcome.html

Os isótopos radioativos têm aplicações em medicina e, em outras áreas, como na datação radiométrica. Por exemplo, o isótopo radioativo tálio pode identificar vasos sanguíneos bloqueados em pacientes sem provocar algum tipo de dano. O carbono-14 pode ser utilizado na datação de fósseis. Um radioisótopo pode ser natural ou sintético.

Fonte: Wikipedia/ Radioisótopo

Os raios gama provenientes de fontes radioativas artificiais têm ampla aplicação na ciência e na técnica. Com eles se destroem os tumores cancerosos, se radiografam lingotes de metal (de espessura até 250 mm) e as peças acabadas para encontrar defeitos ocultos, se conservam e esterilizam produtos alimentícios e medicamentosos, se realizam investigações científicas em muitos outros domínios da ciência moderna.

Fonte: Física.net

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Geração de Energia Nuclear

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A radiação ionizante tornou-se há muitos anos parte integrante da vida do homem. Sua aplicação se dá na área da medicina até às armas bélicas, contudo, sua utilidade é indiscutível. Atualmente, por exemplo a sua utilização em alguns exames de diagnóstico médico, através da aplicação controlada da radiação ionizante (a radiografia é mais comum), é uma metodologia de extremo auxílio.

Radioterapia: Consiste na utilização da radiação gama, raios X ou feixes de eléctrons para o tratamento de tumores, eliminando células cancerígenas e impedindo o seu crescimento. O tratamento consiste na aplicação programada de doses elevadas de radiação, com a finalidade de atingir as células cancerígenas, causando o menor dano possível aos tecidos sãos intermediários ou adjacentes.

Braquiterapia: Trata-se de radioterapia localizada para tipos específicos de tumores e em locais específicos do corpo humano. Para isso são utilizadas fontes radioativas emissoras de radiação gama de baixa e média energia, encapsuladas em aço inox ou em platina, com atividade da ordem das dezenas de Curies. A principal vantagem é devido à proximidade da fonte radioativa afeta mais precisamente as células cancerígenas e danifica menos os tecidos e órgãos próximos.

Aplicadores: São fontes radioativas de emissão beta distribuídas numa superfície , cuja geometria depende do objetivo do aplicador. 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 e quelóides, de modo semelhante a uma cauterização superficial. A atividade das fontes radioativas é baixa e não oferece 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 armazenamento adequado dos aplicadores.

Radioisótopos: Existem terapias medicamentosas que contêm radiosiótopos que são administrados ao paciente por meio de ingestão ou injeção, com a garantia da sua deposição preferencial em determinado órgão ou tecido do corpo humano. Por exemplo, isótopos de iodo para o tratamento do cancro na tiróide.

Radiografia: A radiografia é uma imagem obtida, por um feixe de raios X ou raios gama que atravessa a região de estudo e interage com uma emulsão fotográfica ou tela fluorescente. Existe uma grande variedade de tipos, tamanhos e técnicas radiográficas. As doses absorvidas de radiação dependem do tipo de radiografia. Como existe a acumulação da radiação ionizante não se devem tirar radiografias 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, deve-se ficar o mais distante possível, no momento do disparo do feixe ou protegido por um biombo com blindagem de chumbo.

Tomografia: O princípio da tomografia consiste em ligar um tubo de raios X a um 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 do foco (alvo) e do filme. Obtém-se imagens de planos de cortes sucessivos, como se observássemos fatias seccionadas, por exemplo, do cérebro. Não apresenta riscos de acidente pois é operada por eletricidade, e o nível de exposição à radiação é similar. Não se devem realizar exames tomográficos sem necessidade, devido à acumulação de dose de radiação.

Mamografia: Atualmente a mamografia é um instrumento que auxilia na prevenção e na 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 o tecido adiposo e fibroglandular, a mamografia possibilita somente suspeitar e não diagnosticar um tumor maligno. O diagnóstico é complementado pelo uso da biópsia e ultrasonografia. Com estas técnicas, permite-se 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. O risco associado à exposição à radiação é mínimo, principalmente quando comparado com o benefício obtido.

Mapeamento com radiofármacos: O uso de marcadores é comum. O marcador radioativo tem o objetivo de, como o nome mesmo diz, marcar 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 percurso de uma reação química in vitro ou no organismo. Nestes exames, a irradiação da pessoa é inevitável, mas deve-se ter em atenção para que esta seja a menor possível.

Fonte: www.fiocruz.br

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Trabalho – Física Nuclear

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O processo de irradiação de diferentes produtos com raios gama cresce significativamente no mundo. Devido à sua elevada energia, podem causar danos no núcleo das células, por isso são usados para esterilizar equipamentos médicos, alimentos e diversos outros produtos.

Com relação a produtos alimentícios, a irradiação com raios gama permite a descontaminação de alimentos através da eliminação de microrganismos patogênicos, tais como a Salmonella Typhimurium. Além disso, eleva a vida útil do produto, aumentando o seu tempo na prateleira.

Fonte: http://www.mundoeducacao.com.br/

Cresce no País o interesse pelo emprego da radiação gama por cobalto–60, tecnologia empregada para esterilizar e descontaminar produtos médico-cirúrgicos, farmacêuticos, cosméticos e alimentícios, até mesmo incorporada por fabricantes de embalagens plásticas.

Entre outras vantagens, a radiação emitida pela fonte de cobalto-60, segundo a especialista, destrói os microrganismos nocivos e patogênicos, e constitui o único método que permite emissões em quantidades ou doses pré-estabelecidas, dependendo das aplicações dos materiais, previamente analisados em suas correspondentes cargas microbianas.

As propriedades físicas da radiação e seu alto poder de penetração permitem que os produtos sejam irradiados à temperatura ambiente e diretamente nas embalagens finais destinadas aos consumidores.

Fonte: http://www.plasticomoderno.com.br/plastico.htm

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Energia nuclear 1 de 2

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De onde vem a radiação?

A tendência dos isótopos dos núcleos atômicos é atingir a estabilidade. Se um isótopo estiver numa configuração instável, com muita energia ou com muitos nêutrons, por exemplo, ele emitirá radiação para atingir um estado estável.

Os raios gama surgem na desaceleração das partículas carregadas, na aniquilação de um par de antipartículas (eletron-pósitron, próton-antipróton, etc.) na cisão espontânea ou artificial dos núcleos dos átomos de urânio e plutônio e em algumas outras reações nucleares.

Um átomo pode liberar energia e se estabilizar por meio de uma das seguintes formas: Emissão de partículas do seu núcleo; Emissão de fótons de alta frequência.

O processo no qual um átomo espontaneamente libera energia de seu núcleo é chamado de “decaimento radioativo”. Quando algo decai na natureza, como a morte de uma planta, ocorrem trocas de um estado complexo (a planta) para um estado simples (o solo). A ideia é a mesma para um átomo instável. Por emissão de partículas ou de energia do núcleo, um átomo instável troca, ou decai, para uma forma mais simples. Por exemplo, um isótopo radioativo de urânio, o 238, decai até se tornar chumbo 206. Chumbo 206 é um isótopo estável, com um núcleo estável. Urânio instável pode, eventualmente, se tornar um isótopo estável de chumbo.

O Césio-137 ao emitir uma partícula Beta, seus núcleos se transformam em Bário-137. No entanto, pode acontecer de, mesmo com a emissão, o núcleo resultante não eliminar toda a energia de que precisaria para se estabilizar. A emissão de uma onda eletromagnética (radiação gama) ajuda um núcleo instável a se estabilizar.

Fonte: www.fiocruz.br

VÍDEO

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Radiação nuclear é um tipo de radiação originada no núcleo de determinados átomos de elementos químicos que não estão estáveis. Núcleos atômicos instáveis, geralmente, de elevada massa atômica, emitem radiação alfa.

Uma outra forma de um núcleo atômico se estabilizar é quando existe um número bem maior de nêutrons do que de prótons. Nesse caso poderá ocorrer a transformação de um nêutron em um próton. Para esta transformação ocorrer, e a quantidade de prótons aumentar em relação à de nêutrons, é necessário que ocorra a liberação de um elétron pelo núcleo atômico. Ou seja, o núcleo atômico irá emitir, liberar, um “elétron”, ou melhor, uma sub-partícula carregada negativamente, também conhecida como partícula beta, ou beta menos, b^-.

Fonte: www.quiprocura.net

A radiação gama provém de certos núcleos atómicos (são emitidas por partículas que sofrem transições no interior do núcleo atómico).

Fonte: http://nautilus.fis.uc.pt/wwwfi/Welcome.html

De uma forma geral, a radiação gama é emitida por um núcleo atômico, quando este emite outros tipos de radiação, seja ela alfa ou beta. A liberação de radiação gama é uma forma encontrada pelo núcleo para se “estabilizar” quando ocorre a liberação de alguma partícula nuclear, pois com esta emissão de partícula ainda resta energia em excesso no núcleo atômico, que deve ser liberada.

Os raios gama são também encontrados no sol, devido aos fótons de alta energia (raios gamas) gerados pela fusão nuclear são absorvidos por núcleos presentes no plasma solar e re-emitidos novamente em uma direção aleatória, dessa vez com uma energia um pouco menor. Depois são novamente absorvidos e o ciclo se repete.

Os raios gama produzidos no espaço não chegam à superfície da Terra, pois são absorvidos na parte mais alta da atmosfera. Para observar o universo nestas frequências, é necessária a utilização de balões de grande altitude ou observatórios espaciais. Em ambos os casos se utiliza o efeito Compton para detectar os raios gama. Estes raios são produzidos em fenômenos astrofísicos de alta energia como em explosões de supernovas ou núcleos de galáxias ativas.

Fonte: wikipedia/radiação gama

O que é radiação?

Radiações são ondas eletromagnéticas ou partículas que se propagam com uma determinada velocidade. Contêm energia, carga eléctrica e magnética. Podem ser geradas por fontes naturais ou por dispositivos construídos pelo homem. Possuem energia variável desde valores pequenos até muito elevados.

A figura abaixo mostra o espectro de frequências eletromagnéticas

Qualquer radiação eletromagnética, não importando em que posição do espectro se encontre, pode ser caracterizada pelo comprimento de onda (λ ), freqüência (v) ou energia equivalente (E)

onde:

c = velocidade da radiação eletromagnética

h = constante de Planck

As radiações eletromagnéticas mais conhecidas são: luz, micro-ondas, ondas de rádio, radar, laser, raios X e radiação gama. As radiações sob a forma de partículas, com massa, carga eléctrica, carga magnética mais comuns são os feixes de elétrons, os feixes de prótons, radiação beta, radiação alfa.

Radiações não ionizante possuem relativamente baixa energia. De fato, radiações não ionizantes estão sempre a nossa volta. Ondas eletromagnéticas como a luz, calor e ondas de rádio são formas comuns de radiações não ionizantes. Sem radiações não ionizantes, nós não poderíamos apreciar um programa de TV em nossos lares ou cozinhar em nosso forno de microondas.

A energia deste tipo de radiação é medida em Megaelétron-volts (MeV). Um MeV corresponde a fótons gama de comprimentos de onda inferiores a 10 ^{- 11 metros ou frequências superiores a 1019} Hz.

Altos níveis de energia, radiações ionizantes, são originadas do núcleo de átomos, podem alterar o estado físico de um átomo e causar a perda de elétrons, tornando-os eletricamente carregados. Este processo chama-se “ionização”.

Um átomo pode se tornar ionizado quando a radiação colide com um de seus elétrons. Se essa colisão ocorrer com muita violência, o elétron pode ser arrancado do átomo. Após a perda do elétron, o átomo deixa de ser neutro, pois com um elétron a menos, o número de prótons é maior. O átomo torna-se um “íon positivo”.

Fonte: www.fiocruz.br

Um radioisótopo ou isótopo radioativo se caracteriza por apresentar um núcleo atômico instável que emite energia quando se transforma num isótopo mais estável.  A energia liberada na transformação pode ser chamada de Partícula alfa, Partícula beta ou Radiação gama.

Fonte: wikipedia/ Radioisótopo

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Radiação de Fundo

Toda vida, em nosso planeta, está exposta à radiação cósmica* e à radiação proveniente de elementos naturais radioativos existentes na crosta terrestre como potássio, césio etc. A intensidade dessa radiação tem permanecido constante por milhares de anos e se chama radiação natural ou radiação de fundo, e provém de muitas fontes.
Cerca de 30% a 40% dessa radiação se deve aos raios cósmicos. Alguns materiais radioativos como: potássio-40, carbono-14, urânio, tório etc. As radiações de fundo estão presentes em quantidades variáveis nos alimentos.
Uma quantidade razoável de radiação vem do solo e de materiais de construção. Assim, pois, a radiação de fundo pode variar de local para local. O valor médio da radiação de fundo em locais habitados é de 1,25 milisievert (mSv) ao ano.

. . Ao lado um Pulsar, que emite radiação gama

Abaixo um radiotelescópios tipo HESS, utilizado para captar uma “imagem” da radiação emitida por nebulosas e galáxias.

. Ao lado um telescópio espacial de raios gama, do observatório Fermi, que utiliza 12 detectores de cintilação de  NaI(TI) e dois detectores de cintilação de germânio.

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Tipos de Radiação:

Radiação Alfa

É uma partícula formada por um átomo de hélio com carga positiva. Estas partículas liberadas possuem alta energia cinética, ou seja, alta “energia de movimento”, pois o núcleo, além de liberar os prótons e nêutrons, também libera energia, na forma de energia cinética das partículas. No entanto, essas partículas possuem baixo poder de penetração.

. A figura ao lado representa um átomo de Plutônio em decaimento, se transformando em Urânio e emitindo partículas alfa.

A distância que uma partícula percorre antes de parar é chamada alcance. Para um mesmo meio, partículas alfa de igual energia têm o mesmo alcance. O alcance das partículas alfa é muito pequeno, o que faz que elas sejam facilmente blindadas. Uma folha fina de alumínio barra completamente um feixe de partículas de 5MeV. A inalação ou ingestão de partículas alfa é muito perigosa.

A partícula alfa é considerada pesada, com baixo poder de penetração, constituída de 2 prótons e 2 nêutrons e massa igual a 4 e prótons igual a 2.

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Radiação Beta

É também uma partícula, de carga negativa. Sua constituição é feita por partículas beta que são emitidas pela maioria dos nuclídeos radioativos naturais ou artificiais e tem maior penetração que as partículas alfa.

. . A figura ao lado mostra a radiação Beta (fonte: www.nuclear.radiologia.nom.br)

O 32 P (fósforo isótopo) dá uma radiação beta até 1,7 MeV com uma penetração média de 2 a 3 mm na pele, e alcança, em pequena proporção, 8 mm. Se o emissor beta é ingerido, como acontece nos casos de diagnóstico e terapêutica, os efeitos são muito mais extensos.

A partícula Beta é aproximadamente, 7000 vezes mais leve que a partícula alfa, é mais rápida que a alfa e tem maior poder de penetração e danificação que a alfa. O seu poder de penetração superior é devido ao fato da partícula possuir massa muito inferior à da partícula alfa.

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Radiação Gama

É uma onda eletromagnética com velocidade próxima a da luz. A radiação gama consiste na liberação de energia em excesso presente no núcleo de um átomo. A liberação é feita na forma de radiação eletromagnética com energia definida (quântica).

As substâncias radiativas emitem continuamente calor e têm a capacidade de ionizar o ar e torná-lo condutor de corrente elétrica. São penetrantes e ao atravessarem uma substância chocam-se com suas moléculas. Esta radiação é altamente penetrante, ou seja, o seu poder de penetração é muito elevado, pois ela não possui massa. Isso acontece por ela não ser partícula, mas sim onda, além do fato dela não possuir carga elétrica  nem positiva, nem negativa.

A figura ao lado representa a radiação eletromagnética tipo gama (fonte: www.nuclear.radiologia.nom.br)

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Os raios gama são produzidos na passagem de um núcleo de um nível excitado para outro de menor energia, e na desintegração de isótopos radioativos. Estão geralmente associados com a energia nuclear e aos reatores nucleares. A radioatividade se encontra no nosso meio natural, desde os raios cósmicos que bombardeiam a Terra provenientes do Sol, das estrelas e das galáxias fora do nosso sistema solar, até alguns isótopos radioativos que fazem parte do nosso meio natural.

Sua emissão é obtida pela maioria, não totalidade, dos nuclídeos radioativos habitualmente empregados. Quando a fonte de material radioativo for beta ou gama é necessário colocação de uma barreira entre o operador e fonte.

A emissão de radiação gama apenas libera o excesso de energia, não fornecendo estabilidade ao núcleo. A estabilidade de um núcleo depende da proporção entre nêutrons e prótons. Se um núcleo possui excesso de nêutrons ou de prótons estará sujeito a decaimento radioativo por “Alfa”  ou “Beta” de modo a alcançar a condição de maior estabilidade.

Um único fotão de raios gama tem energia suficiente para poder ser detectado; o seu comprimento de onda é tão pequeno que se torna extremamente difícil observar o seu comportamento ondulatório. A região dos raios gama estende-se desde os 5×10¹⁹Hz até aproximadamente 10²² Hz (comprimento de onda desde os 6×10^{-12 m até aproximadamente 3×10-14 m).}

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Raio X:

São capazes de atravessar o corpo humano, durante a travessia, o feixe sofre um certo enfraquecimento. Ele provoca a iluminação de certos sais minerais.
O uso do raio X tem sido uma importante ferramenta de diagnóstico e terapia. Os raios X são absorvidos pelos ossos enquanto passam facilmente pelos outros tecidos.
Em 1895 Wilhelm Konrad von Röntgen descobre acidentalmente os raios X quando estudava válvulas de raios catódicos. Verificou que algo acontecia fora da válvula e fazia brilhar no escuro focos fluorescentes. Eram raios capazes de impressionar chapas fotográficas através de papel preto. Produziam fotografias que revelavam moedas nos bolsos e os ossos das mãos. Estes raios desconhecidos são chamados simplesmente de “x”.

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Radiação de Neutrons:

Nêutrons são partículas muito penetrantes. Elas se originam do espaço externo, por colisões de átomos na atmosfera, e por quebra ou ficção de certos átomos dentro do reator nuclear. Água e concreto são as formas mais comuns usadas como barreiras contra radiação por nêutrons.

Fonte: Tipos de Radiação: http://www.fisica.net/denis/index.html

Como são utilizados os polímeros no nosso dia-a-dia

Dados convertidos no gráfico:

Tudo sobre os polímeros

Os polímeros são compostos químicos de elevada massa molecular relativa, resultantes de reações químicas de polimerização. Estes contêm os mesmos elementos nas mesmas proporções relativas, mas em maior quantidade absoluta. Os polímeros são macromoléculas formadas a partir de unidades estruturais menores (os monómeros). O número de unidades estruturais repetidas numa macromolécula é chamado grau de polimerização.

A polimerização é uma reacção em que as moléculas menores (monómeros) se combinam quimicamente (por valências principais) para formar moléculas longas, mais ou menos ramificadas com a mesma composição centesimal. Estes podem formar-se por reacção em cadeia ou por meio de reacções de poliadição ou policondensação. A polimerização pode ser reversível ou não e pode ser espontânea ou provocada (por calor ou reagentes).

Exemplo: O etileno é um gás que pode polimerizar-se por reacção em cadeia, a temperatura e pressão elevadas e em presença de pequenas quantidades de oxigénio gasoso resultando uma substância sólida, o polietileno. A polimerização do etileno e outros monómeros pode efectuar-se à pressão normal e baixa temperatura mediante catalisadores. Assim, é possível obter polímeros com cadeias moleculares de estrutura muito uniforme.

Na indústria química, muitos polímeros são produzidos através de reacções em cadeia. Nestas reacções de polimerização, os radicais livres necessários para iniciar a reacção são produzidos por um iniciador que é uma molécula capaz de formar radicais livres a temperaturas relativamente baixas. Um exemplo de um iniciador é o peróxido de benzoilo que se decompõe com facilidade em radicais fenilo. Os radicais assim formados vão atacar as moléculas do monómero dando origem à reacção de polimerização.

História

Polímeros são compostos orgânicos e reações de difícil execução em laboratório, tanto que, até a primeira metade do século XIX acreditava-se na chamada Teoria da Força Vital enunciada por Berzelius. Até o século passado somente era possível utilizar polímeros produzidos naturalmente, pois não havia tecnologia disponível para promover reações entre os compostos de carbono. Isso caracteriza a 1ª fase da história dos polímeros.

Na 2ª fase WOHLER, discípulo de Berzelius, derruba a teoria da Força Vital. Com essa derrubada as pesquisas sobre química orgânica se multiplicam. Em 1883 GOODYEAR descobre a vulcanização da borracha natural. Por volta de 1860 já havia a moldagem industrial de plásticos naturais reforçados com fibras, como a goma-laca e a gutta-percha. Em 1910 começa a funcionar a primeira fábrica de rayon nos E.U.A. e em 1924 surgem as fibras de acetato de celulose.

Na 3ª Fase, REGNAULT polimeriza o cloreto de vinila com auxílio da luz do sol, EINHORN & BISCHOFF descobrem o policarbonato. Esse material só voltou a ser desenvolvido em 1950 e finalmente em 1907, BAEKELAND sintetiza resinas de fenol-formaldeído. É o primeiro plástico totalmente sintético que surge em escala comercial.

O período entre 1920 e 1950 foi decisivo para o surgimento dos polímeros modernos. Durante a década de 1960 surgem os plásticos de engenharia. Na década de 1980 observa-se um certo amadurecimento da Tecnologia dos Polímeros: o ritmo dos desenvolvimentos diminui, enquanto se procura aumentar a escala comercial dos avanços conseguidos.

Finalmente na década de 1990 os catalisadores de metaloceno, reciclagem em grande escala de garrafas de PE e PET, biopolímeros, uso em larga escala dos elastômeros termoplásticos e plásticos de engenharia. A preocupação com a reciclagem torna-se quase uma obsessão, pois dela depende a viabilização comercial dos polímeros.

Características

As principais e mais importantes características dos polímeros são as mecânicas. Segundo ela os polímeros podem ser divididos em termoplásticos, termorrígidos (termofixos) e elastômeros (borrachas).

Termoplásticos

São também chamados plásticos, e são os mais encontrados no mercado. Pode ser fundido diversas vezes, alguns podem até dissolver-se em vários solventes. Logo, sua reciclagem é possível, característica bastante desejável atualmente. Sob temperatura ambiente, podem ser maleáveis, rígidos ou mesmo frágeis. Estrutura molecular: moléculas lineares dispostas na forma de cordões soltos, mas agregados, como num novelo de lã. Exemplos: polietileno (PE), polipropileno (PP), poli(tereftalato de etileno) (PET), policarbonato (PC), poliestireno (PS), poli(cloreto de vinila) (PVC), poli(metilmetacrilato) (PMMA)...

Termorrígidos (Termofixos)

São rígidos e frágeis, sendo muito estáveis a variações de temperatura. Uma vez prontos, não mais se fundem. O aquecimento do polímero acabado promove decomposição do material antes de sua fusão, tornando sua reciclagem complicada. Estrutura molecular: os cordões estão ligados fisicamente entre si, formando uma rede, presos entre si através de numerosas ligações, não se movimentando com tanta liberdade os termoplásticos. Pode-se fazer uma analogia com uma rede de malha fina.

Elastômeros (Borrachas)

Classe intermediária entre os termoplásticos e os termorrígidos: não são fusíveis, mas apresentam alta elasticidade, não sendo rígidos como os termofixos. Reciclagem complicada pela incapacidade de fusão. Estrutura molecular: a estrutura é similar à do termorrígido, mas há menor número de ligações entre os "cordões". Como se fosse a rede, mas com malhas bem mais largas .

Observação

A polimerização é um tipo particular de reação química. Quando são utilizados monômeros difuncionais obtêm-se uma estrutura linear. No caso de pelo menos um monômero ter mais de dois grupos funcionais é obtido um polímero contendo ligações cruzadas e uma estrutura ramificada.

Aplicações

O plástico é um dos materiais que pertence à família dos polímeros, e provavelmente o mais popular. É um material cada vez mais dominante em nossa era e o encontramos frequentemente em nosso dia a dia.

Por exemplo

Por que há baldes em plástico e não de chapa metálica ou madeira, como antigamente? Resposta: O plástico é mais leve que os outros materiais. Os compósitos poliméricos são usados em aplicações estruturais devido à uma combinação favorável de baixa massa específica e desempenho mecânico elevado. Para que carregar um pesado balde metálico se o plástico torna o balde leve e estável o suficiente para transportar água?

Por que os fios elétricos são revestidos de plástico e não mais de porcelana ou tecido isolante, como antigamente? Resposta: O revestimento plástico é mais flexível que a porcelana. Também é bem mais robusto e resistente às intempéries do que os tecidos. E tudo isso sem prejudicar o isolamento elétrico que é absolutamente vital neste caso.

Por que as geladeiras são revestidas internamente com plástico? Resposta: O plástico é robusto o suficiente e é um ótimo isolante térmico, exigindo menor esforço do compressor para manter os alimentos congelados.

Por que o CD é feito de plástico? Resposta: O plástico utilizado neste caso – policarbonato (ou, abreviadamente, PC) - é tão transparente quanto o vidro, ao mesmo tempo que é mais leve e é bem menos frágil.

Exemplos

Polímeros termoplásticos

PC - Policarbonato

Aplicações

Cd´s, garrafas, recipientes para filtros, componentes de interiores de aviões, coberturas translúcidas, divisórias, vitrines, etc.

PU – Poliuretano

Aplicações

Esquadrias, chapas, revestimentos, molduras, filmes, estofamento de automóveis, em móveis, isolamento térmico em roupas impermeáveis, isolamento em refrigeradores industriais e domésticos, polias e correias.

PVC - Rígido

Aplicações

Telhas translúcidas, portas sanfonadas, divisórias, persianas, perfis, tubos e conexões para esgoto e ventilação, esquadrias, molduras para teto e parede.

PS - Poliestireno

Aplicações

Grades de ar condicionado, gaiútas de barcos (imitação de vidro), peças de máquinas e de automóveis, fabricação de gavetas de geladeira, brinquedos, isolante térmico, matéria prima do isopor.

PP - Polipropileno

Aplicações

Brinquedos;Recipientes para alimentos, remédios, produtos químicos; Carcaças para eletrodomésticos; Fibras; Sacarias (ráfia); Filmes orientados; Tubos para cargas de canetas esferográficas; Carpetes; Seringas de injeção; Material hospitalar esterilizável; Autopeças (pára-choques, pedais, carcaças de baterias, lanternas, ventoinhas, ventiladores, peças diversas no habitáculo); Peças para máquinas de lavar.

Polímeros termorígidos (termofixos)

Baquelite

Usada em tomadas e no embutimento de amostras metalográficas.

Poliéster

Usado em carrocerias, caixas d'água, piscinas, etc., na forma de plástico reforçado (fiberglass).

Elastômeros (borrachas)

Aplicações

Pneus, vedações, mangueiras de borracha.

Reciclagem

Alguns polímeros, como termorrígidos e borrachas, não podem ser reciclados de forma direta, pois não existe uma forma de refundí-los ou depolimerizá-los. Na maioria das vezes a reciclagem de termoplásticos não é economicamente viável devido ao seu baixo preço e baixa densidade. Somente plásticos consumidos em massa, como o PE e PET, apresentam bom potencial econômico. Outro problema é o fato dos plásticos reciclados serem encarados como material de segunda classe. Quando a reciclagem não é possível a alternativa é queimar os plásticos, transformando-os em energia. Porém os que apresentam halogânio, como o PVC e o PTFE, geram gases tóxicos na queima. Para que isso não ocorra esse material deve ser encaminhado para dehalogenação antes da queima.

Fonte: www.ctec.ufal.br