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Forma de Energia
RADIAÇÃO
propagação independe da existência do meio
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICASDOIS GRANDES GRUPOS:
RADIAÇÃO IONIZANTEX
RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE
DIFERENÇA:
ENERGIA
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
• Energia suficiente para arrancar elétrons de um átomo - produção de pares de íons.
• Partículas carregadas: Alfa, Beta, Prótons, Elétrons
• Partículas não carregadas: Nêutrons
• Ondas eletromagnéticas: Gama, Raios X.
RADIAÇÃO IONIZANTE
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICAS
• Não possui energia suficiente para arrancar elétrons de um átomo
• Pode quebrar moléculas e ligações químicas
• Ultravioleta, Infravermelho, Radiofreqüência, Laser, Microondas, Luz visível.
RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICASTIPOS 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 - CARACTERÍSTICASTIPOS 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 - CARACTERÍSTICASTIPOS 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 - CARACTERÍSTICASTIPOS 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 - CARACTERÍSTICASTIPOS 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 - CARACTERÍSTICASTIPOS 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 - CARACTERÍSTICASTIPOS 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 - CARACTERÍSTICASTIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
Relação entre Energia e AlcanceRadiação Alfa
Energia Alcance (no ar)1,0 MeV 0,55 cm3,0 MeV 1,67 cm5,0 MeV 3,50 cm
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICASTIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
Relação entre Energia e AlcanceRadiação Beta
Energia máx Alcance máx (no ar)18 keV (H-3) < 10 cm
167 keV (S-35) 50 cm1,71 MeV (P-32) 700 cm
RADIAÇÃO - CARACTERÍSTICASTIPOS E CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
Relação entre Energia e AlcanceRadiação Gama ou X
Energia I/2 (na água)35 keV (I-125) 2,50 cm125 keV (RX) 4,50 cm
1,3 MeV (Co-60) 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
• Possibilidades da radiação incidindo em uma célula:• Passar sem interagir • Atingir uma molécula:
• Não produzir dano • Produzir dano.
MECANISMOS DE AÇÃO
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
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.
MECANISMOS DE AÇÃO
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 IONIZANTESPROPRIEDADES 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 IONIZANTESPROPRIEDADES 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 IONIZANTESPROPRIEDADES 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 IONIZANTESPROPRIEDADES 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 IONIZANTESPROPRIEDADES 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: câncerPor 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
RADIOSENSIBILIDADEOs 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.
Wilhelm Conrad Röentgen
Pierre e Marie Curie
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 FONTESExemplos 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 FONTESExemplos 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 FONTESExemplos 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 FONTESExemplos 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 FONTESExemplos 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 FONTESExemplos 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 FONTESExemplos 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 GOIÂNIACaracterísticas 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.
PERDA DE EXPECTATIVA DE VIDA POR DIVERSAS CAUSAS (1979)(Estudo com população norte americana)
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE RADIOPROTEÇÃO
Redução (em dias)Causa
3500Ser solteiro
2250Fumante, sexo masculino
2100Doença cardíaca
1600Ser solteira
1300Obeso, 30 % acima do normal
1100Trabalhar em mina de carvão
980Câncer
PERDA DE EXPECTATIVA DE VIDA POR DIVERSAS CAUSAS (1979)(Estudo com população norte americana)
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE RADIOPROTEÇÃO
Redução (em dias)Causa
800Fumante, sexo feminino
520Hemorragia cerebral
207Acidentes com veículos
130Alcoolismo
95Diabetes
74Acidentes no trabalho
40Trabalhador com radiação
PERDA DE EXPECTATIVA DE VIDA POR DIVERSAS CAUSAS (1979)(Estudo com população norte americana)
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE RADIOPROTEÇÃO
Redução (em dias)Causa
11Acidentes com armas de fogo
8Radiação natural
6Raios X para fins médicos
6Café
5Anticoncepcional oral
- 300Participar deste seminário
Limites Primários Anuais de Dose EquivalenteNorma CNEN-NE-3.01
Região Trabalhadores PúblicoCorpo Inteiro 50 mSv 1 mSvCristalino 150 mSv 50 mSvExtremidades 500 mSv 50 mSvÓrgão ou Tecido T 500 mSv 1 mSv/WT
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE RADIOPROTEÇÃO
Outros Limites Anuais de Dose EquivalenteNorma 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 EquivalenteNorma 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.
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE RADIOPROTEÇÃO
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