Aula 5- Energia Das Radiações

Embed Size (px)

Citation preview

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    1/95

    BIOFÍSICA APLICADA

    A

    BIOMEDICINA

    Profª. Drª. Kenya

    Energia das Radiações

    I

    O

    M

    E

    D

    I

    c

    I

    N

    a

     

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    2/95

    2

    SÍMBOLO DA RADIAÇÃO

    IONIZANTE

    http://localhost/var/www/apps/conversion/tmp/scratch_2/Radioactivity-%20Expect%20the%20unexpected%20-%20Steve%20Weatherall.mp4

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    3/95

    3

    Símbolo Proposto pela IAEA – 

    International Atomic Energy Agency

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    4/95

    4

    ESTRUTURA E REPRESENTAÇÃO DE ÁTOMOS

    Identificação de um elemento químico

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    5/95

    5

    ESTRUTURA E REPRESENTAÇÃO DE ÁTOMOS

    Identificação de um elemento químico

    Um mesmo elemento químico pode ter o seu núcleo constituído por umaquantidade diferente de nêutrons. Estes são os diferentes isótopos domesmo elemento químico.

    Por exemplo:

     Mg  Mg  Mg  Mg  261225

    12

    24

    12

    312,24

    12  

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    6/95

    6

    RADIAÇÃO

    As radiações são produzidas por instabilidades que ocorrem nonúcleo ou nas camadas eletrônicas, ou pela interação de outrasradiações ou partículas com o núcleo ou com o átomo

    Introdução

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    7/95

    7

    ORIGENS:

    Natural : elementos radioativos naturais, raios cósmicos, etc.;

    Artificial : raios X, radioisótopos, reatores, aceleradores departículas

    Introdução

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    8/95

    8

    Tipos de Radiação 

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    9/95

    • Radiação

    Classificação das radiações:

    Dois grandes grupos:

    Radiação ionizante  Radiação não ionizante

    Diferença:

    Energia 

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    10/95

    • Radiação Não Ionizante

    •  Não possuem energia suficiente para arrancar elétrons de

    um átomo

    •  Podem quebrar moléculas e ligações químicas

    •  Ultravioleta, Infravermelho, Radiofreqüência, Laser,Microondas, Luz visível

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    11/95

    Radiação Ionizante:

    São radiações que possuem energia suficiente para arrancar

    elétrons de um átomo.

    •  Partículas carregadas: Alfa, Beta, Prótons, Elétrons

    •  Partículas não carregadas: Nêutrons

    •  Ondas eletromagnéticas: Gama, Raios X

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    12/95

    • O que é Radioatividade?

    • É a propriedade que os núcleos instáveis possuem de emitirpartículas e radiações eletromagnéticas, para se tornaremestáveis.

    • A reação que ocorre nestas condições, isto é, alterando onúcleo do átomo chama-se REAÇÃO NUCLEAR.

    • Rádio-nuclídeo ou radioisótopo é um núcleo emissor de

    radiação.

    • A radioatividade natural ocorre, geralmente, com os átomosde números atômicos maiores que 82

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    13/95

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    14/95

    • Instabilidade Nuclear

    •  Número “inadequado” de nêutrons

    •  Desbalanço de energia interna do núcleo

    •  Busca do estado de menor energia

    •  Emissão de energia - radiação 

    •  Partículas e/ou ondas eletromagnéticas.

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    15/95

    • Tipos de Fontes

    • Equipamentos emissores de radiação ionizante:

    → Fornecer energia para o funcionamento 

    •  Materiais Radioativos:

    → Naturais ou produzidos artificialmente

    → Emitem radiação continuamente.

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    16/95

    16

    Radioatividade 

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    17/95

    17

    Alcance das Radiações Ionizantes

     / Raios-X

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    18/95

    18

    RADIAÇÃO IONIZANTEPARTICULAS CARREGADAS

    Radiação

    Radiação

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    19/95

    19

    RADIAÇÃO IONIZANTE

    Radiação

    Partículas com dois prótons e dois nêutrons (núcleo de um helio) -partícula pesada.

    Possui duas cargas positivas

    Perde energia para o meio muito rapidamente - alcance pequeno(alguns centímetros no ar)

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    20/95

    20

    Quando um átomo emite uma partícula alfa, ele perde dois prótons e dois nêutrons.

    Deste modo, o átomo instável muda para um elemento diferente.

    Radiação

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    21/95

    21

    RADIAÇÃO IONIZANTE

    Radiação

    Denominação dada ao elétron emitido pelo núcleo doátomo (negatrons ou pósitrons) - partícula levePossui uma carga negativa ( -) ou carga positiva ( +)Perde energia para o meio rapidamente - alcance médio(até alguns metros no ar)

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    22/95

    22

    Radiação

    Partículas beta são emitidas

    quando um nêutron doátomo se transforma em umpróton ou um próton setransforma em nêutron.

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    23/95

    23

    RADIAÇÃO IONIZANTEPARTICULAS NÃO CARREGADAS

    Radiação de Nêutrons

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    24/95

    24

    RADIAÇÃO IONIZANTE

    Radiação de Nêutrons

    Partícula pesadaNão possui cargaPerde energia para o meio de forma muito variável -extremamente dependente da energia

     A emissão nêutron está associadacom a fissão nuclear.

    Fissão nuclear é usada em usinas

    nucleares para gerar o calor usadopara produzir energia elétrica e ouaceleradores de partículas paraprodução de fármacos.

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    25/95

    25

    RADIAÇÃO IONIZANTEONDAS ELETROMAGNÉTICAS

    Radiação  

    Radiação - X

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    26/95

    26

    ONDAS ELETROMAGNÉTICAS

    São constituídas de campos elétricos (E) e magnéticos (B)oscilantes, propagando-se com velocidade constante.

    Exemplos: raios X, radiação gama, ondas de rádio, ondasluminosas, radiação ultravioleta, radiação infravermelha.

    Para entender o que vem por aí...

    c = velocidade da luz no vácuo 3.108 m/s

    E

    B

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    27/95

    27

    Energia radiante (ou eletromagnética) possui caráter ondulatório.

    c = l x n

    Velocidade depropagação da luz

    Comprimentode onda.

    Frequênciade radiação

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    28/95

    28

    A energia radiante inclui luz visível, radiação

    infravermelha e ultravioleta, ondas de rádio, raios X,micro-ondas... 

    ... e se propaga com velocidade constante (c). 

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    29/95

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    30/95

    30

    Já sabemos que: c = l x n

    e: E = h x n

    Então: Efóton = h x cl

    “A energia de um fóton é inversamente proporcional ao

    seu comprimento de onda (“c –  velocidade da luz” e “h-constante de Planck” são constantes). 

     Haveria alguma relação entre a energia de

    um elétron e o comprimento de onda da luz

    emitida por um átomo?

    Ã

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    31/95

    31

    Ondas Eletromagnéticas emitidas do núcleo de átomosem estado excitado de energiaNão possui carga

    Grande alcance (cm no concreto)

    RADIAÇÃO IONIZANTE

    Radiação 

    Ã

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    32/95

    32

    ONDA ELETROMAGNÉTICA (IONIZANTE) produzida porelementos como o hidrogênio, césio, tório, urânio, plutônio,etc...Devido a sua energia, penetra profundamente a matéria

    incluindo qualquer tecido orgânico (altera o núcleo dascélulas) e até em material inorgânico (metais) - alta energia

    RADIAÇÃO IONIZANTE

    Radiação 

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    33/95

    33

    60Co, 137Cs, 198 Au, 192Ir, entre outras fontes de radiação, são utilizadas,dependendo de suas propriedades e de sua adequação ao tratamento preterido.

    Quando estas fontes se dividem emitem partículas alfa, beta E GAMA.

    Braquiterapia é utilizada para tratar tumores depequenas dimensões e permite que uma maior

    dose de radiação seja usada para o tratar e quebaixas doses de radiação atinjam os tecidosnormais próximos a ele.

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    34/95

    34

    RADIAÇÃO IONIZANTE

    Radiação X

    Ondas Eletromagnéticas produzidas pela desaceleraçãode partículas carregadas (especialmente elétrons) -radiação de freamento ou Brehmstrahlung - ou pelatransição de elétrons orbitais para órbitas mais internas

    do átomo - raio X característico. 

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    35/95

    35

    RADIAÇÃO IONIZANTE

    Radiação X

    Ondas Eletromagnéticas produzidas pela desaceleraçãode partículas carregadas (especialmente elétrons) -radiação de freamento ou Brehmstrahlung - ou pelatransição de elétrons orbitais para órbitas mais internas

    do átomo - raio X característico. 

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    36/95

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    37/95

    37

    RADIAÇÃO IONIZANTE

    Raio-X

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    38/95

    38

    RADIAÇÃO NÃO IONIZANTEPARTICULAS NÃO CARREGADAS

    Excitação de elétrons

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    39/95

    39

    Radiação não-ionizante 

    A excitação de um elétron se dáquando a radiação promove esteelétron para um nível de energia mais

    elevado, ou seja, transfere o elétronde uma camada eletrônica maisinterna para uma camada eletrônicamais externa.O elétron permanece ligado ao átomoe não são produzidos íons.

    Não possui energia suficiente para arrancar elétrons deum átomoPode quebrar moléculas e ligações químicasUltravioleta, Infravermelho, Radiofreqüência, Microondas,Luz visível.

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    40/95

    40

    INTERAÇÃO DA RADIAÇÃOIONIZANTE COM A MATÉRIA

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    41/95

    41

    Modos de interação da radiaçãoionizante com a matéria

    Transferência de energia da radiação para osátomos e moléculas do meio através do qual aradiação está passando.

    Mecanismos principais ionização   excitação.

    Consequência: deposição de energia nos tecidos

    vivos.

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    42/95

    42

    Interação com a matéria

    As partículas carregadas pesadas  são fortementeionizantes, com grande transferência de energia para o

    meio, porém tem curto poder de penetração e grandeionização local.

    Trajetória reta e curto alcance (range) na matéria.

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    43/95

    43

    Interação com a matéria

    As partículas carregadas leves perdem energia por radiação(“bremsstrahlung”)  e por ionização do meio, tendo maior

     poder de penetração no meio. Podem sofrer grandes desvios natrajetória e a ionização do meio é mais distribuída.

     Acima vemos a simulação de um feixede elétrons incidindo em uma superfíciesemelhante ao tecido humano.

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    44/95

    44

    Interação Raios-X e Raios  com a matéria

    Ocorre por meio de 3 efeitos principais: Efeito fotoelétrico - emissão de elétrons   por um material,geralmente metálico, quando exposto a uma radiação eletromagnética (como aluz) de frequência suficientemente alta,

     Espalhamento Compton - é a diminuição de energia(aumento de comprimento de onda) de um fóton de raio-X ou de raio g ama ,quando ele interage com a matéria. 

     Produção de pares -  A produção de pares ocorre quandofótons com energia maior ou igual a 1,02 MeV passam próximos a núcleos denúmero atômico elevado. A radiação incidente interage com o núcleotransformando-se em duas partículas, o par elétron-pósitron. 

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    45/95

    45

    Efeito fotoelétrico

    • Predomina em baixas energias;• Fortemente dependente do Z ;• elétrons ligados (camadas K e L);• absorção completa do fóton;• a energia é depositada localmente.

    http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/77/Photoelectric_effect.png

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    46/95

    46

    Espalhamento Compton

    • Predomina em energias intermediárias;• praticamente independente do Z;• maior probabilidade com elétrons fracamente ligados

    (órbitas externas);• Parte da energia é removida do local pelo fóton

    espalhado.

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    47/95

    47

    Produção de pares

    • Predomina em energias altas;

    • possui uma energia limiar de 1,022 MeV para ocorrer;

    • ocorre nas proximidades do núcleo.

    OBS: Ocorre a aniquilação do pósitron após o mesmo perder toda a sua energia,

    gerando dois raios x de energia igual a 511 keV em direções opostas (180o)

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    48/95

    48

    GRANDEZAS E UNIDADES DARADIAÇÃO

    As grandezas para as radiações ionizantes estão separadas emtrês categorias principais: grandezas físicas, grandezas deproteção e grandezas operacionais.

    As grandezas de proteção são utilizadas para quantificar orisco da exposição do homem à radiação ionizante, mas não

    podem ser medidas com um equipamento.

    As grandezas operacionais podem ser medidas e usadas paraestimar o risco da exposição do homem à radiação ionizante,

    viabilizando a dosimetria externa.Para correlacionar as grandezas operacionais com as deproteção, e ambas com as grandezas físicas foram calculadoscoeficientes de conversão, os quais estão tabelados.

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    49/95

    49

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    50/95

    50

    GRANDEZAS E UNIDADES DARADIAÇÃO

    Atividade Radioativa

    Decaimento Radioativo

    Meia-vida física (T1/2)Meia-vida Biológica

    Exposição

    Dose absorvidaDose equivalente

    GRANDEZAS E UNIDADES

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    51/95

    51

    GRANDEZAS E UNIDADES

     N t 

     N  A   l 

    Onde  λ éa constante de desintegração , que representaa probabil idade de desintegração de um núcleo porunidade de tempo.

    Esta constante écaracterística de cada radionuclídeo e

    o seu valor émedido exper imentalmente e tabelado .

    Grandeza física que nos dá a quantidade dedesintegrações por unidade de tempo  de uma amostracontendo N átomos de núcleos radioativos :

    Atividade Radioativa

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    52/95

    52

    Em 1977 a Comissão Internacional de ProteçãoRadiológica (ICRP) definiu como unidade padrão de

    atividade o becquerel (Bq), definido como umadesintegração por segundo (1 Bq = 1 s-1).

    Até recentemente a unidade utilizada era o curie (Ci),

    definido originalmente como a atividade de um grama derádio e depois padronizada como 3,7 x 1010 desintegrações por segundo (exatamente).

    Unidade de medida: Atual: bequerel (Bq) Antiga: curie (Ci)

    1 Bq = 1/s 1 Ci = 3,7x1010 Bq

    D i t R di ti

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    53/95

    53

    Decaimento Radioativo

    e A A

      l 

    0

    A atividade de uma fonte radioativa diminui com o

     passar do tempo, pois diminui o número de núcleosdisponíveis para desintegração.

    lembrando que....

    a unidades de medida da

    atividade: Antiga: curie (Ci)

    • Atual: bequerel (Bq)

    •1 Bq = 1s-1

    • 1 Ci = 3,7x10 10 Bq0 1 2 3 4 5 6 7 80

    2

    4

    6

    8

    10

       A   t   i  v   i   d

      a   d  e

    tempo

    A = atividade no instante t

    A0  = atividade inicial

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    54/95

    54

    Meia-vida física (T1/2)

    l l 693,02ln

    21   T 

    131I → 8 dias 201Tl → 3 dias 99mTc → 6 horas 

    235U → 713 milhões de anos 

    21T   0 1 2 3 4 5 6 7 8

    0

    2

    4

    6

    8

    10

         A     t     i    v     i     d    a     d    e

    tempo

    É o tempo necessário para que um material radioativotenha sua atividade reduzida à metade de seu valor inicial. 

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    55/95

    55

    Por exemplo,

    O 131I tem uma meia-vida física de aproximadamente 8 dias.

    Uma atividade de 1000 Bq de 131I terá decaído para500 Bq após 8 dias,

    250 Bq após 16 dias,125 Bq após 24 diase assim sucessivamente.

    MEIA VIDA BIOLÓGICA

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    56/95

    56

    MEIA-VIDA BIOLÓGICA

    Meia-vida efetiva

    biol  físef     T T T  212121

    111

    É o tempo necessário para ocorrer a eliminação da

    metade do material presente no organismo.Quando a retenção se dá principalmente num únicoórgão, a taxa de eliminação é proporcional à quantidadeexistente no órgão, resultando também numa queda

    aproximadamente exponencial do conteúdo existente noorganismo

    A combinação da eliminaçãobiológica e do decaimentoradioativo nos dá a meia vidaefetiva no organismo:

    EXPOSIÇÃO

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    57/95

    57

    EXPOSIÇÃO

    A exposição é uma grandeza física especial, que nos dáuma medida da intensidade da radiação  gama e X  se

     propagando no ar.Esta grandeza baseia-se na quantidade de ionização do armedida por meio de uma câmara de ionização.

    Formalmente a exposição é definida como a razão entre acarga elétrica total de mesmo sinal gerada numdeterminado volume de ar (Q), dividida pela massa (m) desse volume nas CNTP:

    Unidade de medida: 

    SI : C/kg antiga: röentgen (R)

    1 R = 2,58

    10-4

    C/kg 

    )/(   kg C m

    Q X  

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    58/95

    58

    DOSE ABSORVIDA

    É a quantidade de energia absorvida (E) por unidadede massa (m) de um material irradiado.Energia média depositada pela radiação ionizante na

    matéria de massa num ponto de interesse.Essa grandeza vale para qualquer meio, qualquertipo de radiação e qualquer geometria espacial.

    J/kg = (Gy) gray= 1 Gy = 1J/kg

    )/(   Gykg  J m E  D  

    DOSE EQUIVALENTE

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    59/95

    59

    DOSE EQUIVALENTE

    Além de considerar a energia absorvida, considera fatorescomo o tipo de radiação ,  a energia   e a distr ibuição daradiação no tecido   para poder inferir os possíveis danos

     biológicos.

    H  –  Dose equivalenteD  –  Dose absorvidaQ  –  Fator de qualidade da radiação

    A mesma dose de radiação em Grays, produzida pordiferentes tipos de radiação, não provoca necessariamenteos mesmos efeitos biológicos ou com a mesmaintensidade.

    Sv (sievert)Q D H  .

    Li it ã d D I di id l

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    60/95

    60

     A exposição normal dos indivíduos deve ser restringida de tal modo que nem

    a dose efetiva nem a dose equivalente nos órgãos ou tecidos de interesse,causadas pela possível combinação de exposições originadas por práticas

    autorizadas, excedam o limite de dose especificado na tabela a seguir, salvo

    em circunstâncias especiais, autorizadas pela CNEN  – Comissão Nuclear de

    Energia Nuclear. 

    Esses limites de dose não se aplicam às exposições médicas

    Limitação de Dose Individual

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    61/95

    61

    Radiobiologia

    (Efeitos das Radiações em Seres Vivos)

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    62/95

    62

    EFEITO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES EMTECIDOS VIVOS

     Resultado de interações em nível atômico(células);

     Interações: ionização  e excitação  de elétronsorbitais;

     Consequência: deposição de energia no tecido.

    MECANISMO DE AÇÃO DAS RADIAÇÕES

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    63/95

    63

    MECANISMO DE AÇÃO DAS RADIAÇÕESIONIZANTES

    Fenômeno Físico  –  Consiste na ionização e excitaçãodos átomos, resultante da troca de energia entre a radiação e amatéria.Fenômeno químico  –  Consiste na ruptura de ligações

    químicas nas moléculas e formação de radicais livres.Fenômenos Bioquímicos e fisiológicos  –  Dependendo do órgão atingido teremos o aparecimentode efeitos que alteram as funções específicas das células

    responsáveis pela atividade da substância viva.Lesões observáveis  –  Aparecem após um intervalo detempo variável e podem ocorrer a nível celular ou a nível doorganismo inteiro provocando alterações morfológicas ou

    funcionais.

    HISTÓRICO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS DAS

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    64/95

    64

    HISTÓRICO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS DASRADIAÇÕES IONIZANTES

     Século XVI 

       –   Primeiras referências de efeitos danosos nohomem  –   Câncer de pulmão em trabalhadores de minassubterrâneas na Alemanha. 400 anos antes da descoberta daradioatividade.

      1895   –   Descoberta do raio-X (Roëntgen) e casal Curietrabalhava com as radiações provenientes do Rádio.

      1900  –  Casos de lesão por raios-X foram relatados na literatura.Pierre Curie descreve as lesões no antebraço de Marie Curie.

      1902   –   Primeiro caso de indução de câncer por radiaçãoionizante relatado na literatura.

     1903 –  Provou-se que a radiação ionizante produzia variação na

    composição sangüínea

    HISTÓRICO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS DAS

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    65/95

    65

    HISTÓRICO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS DASRADIAÇÕES IONIZANTES

     1910   –   Relatos de câncer de pele em pessoasconstantemente expostas ao raio-X

     1922   –   Aproximadamente 100 médicos haviam

    morrido devido do uso indiscriminado do raio-X

     1942  –  Primeira reação em cadeia controlada

     1945  –  Explosões atômicas de Hiroshima e Nagazaki

     1986 –  Acidente nuclear de Chernobyl

     1987  –  Acidente radioativo de Goiânia

    Irradiação não contamina mas

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    66/95

    66

    Uma contaminação, radioativaou não, caracteriza-se pelapresença indesejável de ummaterial em determinado local,onde não deveria estar.

     A irradiação é a exposição de umobjeto ou um corpo à radiação, oque pode ocorrer a algumadistância, sem necessidade de umcontato íntimo.

    çcontaminação irradia 

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    67/95

    67

    EFEITO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES EMTECIDOS VIVOS 

    Quando irradia-se o tecido biológico, a resposta àradiação (dano ao tecido) é determinado principalmente

     pela quantidade de energia depositada por unidade demassa: dose;

     Em condições controladas de experimento, quando

    doses iguais são entregues à células iguais, a resposta pode não ser a mesma devido a fatores modificadores;

    LET: Transferência Linear de Energia

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    68/95

    68

    g

    É a medida da taxa em que a energia é transferida da

    radiação ionizante para o tecido vivo.

    Energia depositada/unidade de percurso

    Unidade: keV/μm 

    Radiação LET (keV/μm) 

    γ Co-60 0,25

    RX diagnóstico 3

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    69/95

    69

    EFEITOS DA RADIAÇÃO NAS

    CÉLULAS E MOLÉCULAS

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    70/95

    70

    EFEITO DA RADIAÇÃO NO DNA 

     DNA é a molécula mais importante do corpo humano pois contém a informação genética das células

    Se a radiação prejudica o DNA severamente,aberrações cromossômicas podem ser detectadas;

    Se um número de células do mesmo tipo respondem

    similarmente, então um tecido ou órgão pode serdestruído;

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    71/95

    71

    EFEITO DA RADIAÇÃO NO DNA

      Danos ao DNA podem resultar em atividademetabólica anormal;

      Uma proliferação não controlada rápida de células é

    a característica principal de doença malignaradioinduzida.

      Se o dano no DNA ocorrer em células germinativas,é provável que a resposta à radiação somente sejanotada em gerações futuras;

    EFEITOS DIRETOS E INDIRETOS DAS

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    72/95

    72

    RADIAÇÕES

    •  As radiações podem interagir diretamente  comcomponentes celulares, como DNA, provocando alteraçõesestruturais;

    • O efeito direto corresponde a 30% dos efeitos biológicosdas radiações;

    EFEITOS DIRETOS E INDIRETOS DAS

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    73/95

    73

    EFEITOS DIRETOS E INDIRETOS DASRADIAÇÕES

    As radiações podem interagir com o meio onde osconstituintes celulares e as próprias células estão,

     produzindo os radicais livres;

    Como o corpo humano tem 80% de H20, sabe-se que o principal efeito das radiações é o indireto;

    O efeito indireto  corresponde a 70% do efeitos dasradiações ionizantes no tecido vivo.

    EFEITOS DIRETOS E INDIRETOS DAS

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    74/95

    74

    EFEITOS DIRETOS E INDIRETOS DASRADIAÇÕES

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    75/95

    75

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    76/95

    76

    OS EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃOIONIZANTE PODEM SER DIVIDIDOS EM:

    Efeitos Determinísticos

    Efeitos Estocásticos 

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    77/95

    Ef it D t i í ti

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    78/95

    78

    Dose limiar (mGy)Orgão/tecido Efeito Exposição única em

    curto período

    Exposição fracionada

    (doses repetidas for

    vários anos)

    Testículos Esterilidade

    temporária

    150 400

    Esterilidade

    permanente

    3500 a 6000 2000

    Ovários Esterilidade 2500 a 6000 >200

    Cristalino Opacicidade detectável 500 a 2000 >100

    catarata 5000 >150Medula óssea Danos ao tecido

    hematopoetico

    500 >400

    Pele Eritema 2000

    Efeitos Determinísticos

    Fonte: ICRP Suporting Guidance 2

    Estocásticos

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    79/95

    79

    Estocásticos

    São efeitos em que a  probabilidade  de ocorrência é proporcional à dose de radiação recebida. 

    Ex: mutação e carcinogênese.

    Não épossível estabelecerl imite de dose abaixo da qual

    não ocor rem.

    O dano éproporcional a dose.

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    80/95

    Quando a quantidade ou efeito biológico produzido pela radiaçãod ilib i h f i t

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    81/95

    começa a desequilibrar o organismo humano ou o funcionamentode algum órgão, surgem sintomas clínicos - DOENÇAS

    Fases do efeito biológico produzido pela radiação

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    82/95

    82

    Aplicações das Radiações

    em Medicina

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    83/95

    83

    O uso de materiais radioativos na medicinaengloba tanto o diagnóstico como a terapia

    Diagnóstico:

    Os ensaios realizados para diagnóstico podem ser:

    “in vivo”  ou “in vitro”. 

    ensaios

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    84/95

    84

    “in vitro” 

    Consistem na retirada de materialorgânico do paciente, em geral plasmasangüíneo (sangue), e na reação desubstâncias marcadas com materialradioativo com algumas substânciaspresentes no plasma, e posteriormente,

    medidas em detectores de radiação.

     A atividade detectada indica a presençae a concentração das substâncias que

    estão sendo analisadas.

    “in vivo” 

    Nos ensaios “in vivo”, o radioisótopo éadministrado diretamente no paciente.O material a ser administrado,contendo uma pequena concentraçãodo radioisótopo, deve ter afinidade como tecido ou o órgão que se quer

    observar.

     A radiação emitida produz uma imagemque revela o tamanho, a forma, ascondições do órgão e, principalmente,sua dinâmica de funcionamento.

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    85/95

    85

    Terapia

    Nesta prática, a irradiação do paciente,a fim de destruir as células cancerígenasde um órgão, pode ser feita de três formasdistintas:

    a) A fonte radioativa é posicionada a certa distância do paciente e a irradiaçãose dá por feixe colimado (teleterapia).

    b) A fonte radioativa é posicionada em contato direto com o tumor ou inseridano mesmo (braquiterapia).

    c) A substância radioativa é injetada no paciente, a qual se instala no órgão deinteresse por compatibilidade bioquímica.

    RadioTerapia

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    86/95

    86

    p

    TeleTerapia

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    87/95

    87

    p

    TeleTerapia

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    88/95

    88

    p

    TeleTerapia

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    89/95

    89

     A equipe tem a tarefa de posicionaro paciente de modo que a áreairradiada seja exatamente aqueladeterminada pelos médicos.Um bom t ratamento tem como um

    de seus fatores pr inc ipais a suareprodutibilidade diária, e por issoos técnicos tem uma participaçãode suma importância nesteprocesso. A equipe também podem ter a

    incumbência de ajustarcorretamente a dose determinadapelo físico no aparelho que ele estaoperando.

    Raio-X

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    90/95

    90

    Chamamos de barreira ou blindagem todo o material com capacidade de absorverou atenuar um feixe de radiação que nela incide.

    Uma barreira não é capaz de impedir a transmissão da radiação gama e X atravésde uma barreira mas apenas atenuá-la.O grau de atenuação depende, entre outros fatores, da natureza do material queconstitui a barreira, da geometria das medidas, da forma geométrica da fonte, daenergia da radiação incidente e da espessura da barreira.

    Braquiterapia é utilizada para tratar tumores de

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    91/95

    91

    Braquiterapia é utilizada para tratar tumores depequenas dimensões e permite que uma maior

    dose de radiação seja usada para o tratar e quebaixas doses de radiação atinjam os tecidosnormais próximos a ele.

    Braquiterapia

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    92/95

    92

    aqu te ap a 

    Principais radiofármacos utilizados e seus respectivos

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    93/95

    93

    órgãos ou tecidos de incorporação preferencial

    Efeito das Radiações Ionizantes no Homem

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    94/95

    94

  • 8/17/2019 Aula 5- Energia Das Radiações

    95/95

    Para saber mais visite:

    http://www.cnen.gov.br  - Várias apostilas disponíveis e confiáveis

    http://www.iaea.org 

    http://www.cnen.gov.br/http://www.iaea.org/http://www.iaea.org/http://www.cnen.gov.br/