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Fernando P. CarvalhoInstituto Tecnológico e Nuclear

Departamento de Protecção Radiológica e Segurança Nucleardprsn@itn.mces.pt

A RADIOACTIVIDADE E OS SERES VIVOS

A radioactividade existe desde a formação do Universo, e os seres humanos viveram sempre num ambiente radioactivo - sem o saber até finais do século XIX.

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A desintegração dos elementos radioactivos naturais liberta grande quantidade de calor, que retarda o arrefecimento do planeta e mantém temperaturas amenas, propícias à vida.

DPRSNDPRSN1895 – Roëntgen descobre os Raios X

1896 – H. Becquerel descobre a radioactivade

1898 – Pierre e Marie Curie isolam o Rádio (226Ra)

1942 – E. Fermi monta o 1º reactor nuclear (reacção em cadeia)

1945 – Alamo Gordo (N. México), ensaio da primeira bomba nuclear

1956 – Entra em funcionamento a 1ª centralnuclear para produção de electricidade

1986 – Acidente na central nuclear de Chernobyl.

Marie Curie

Prémio Nobel de 1902

DPRSNDPRSN Radiações com energia suficiente para produzira ionização de um átomo (> 14 eV)

Radiações ionizantessem carga eléctrica: electromagnética (fotões X e γ), neutrõescom carga eléctrica: partículas α e β

Desintegração espontânea de núcleos instáveis emitindo radiação ionizante (α, β, γ).

O núcleo resultante pode ser radioactivo ou estável.

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Constatou-se que:

• As radiações emitidas pelos elementos radioactivos são de 3 tipos, caracterizáveis pelo comportamento num campo magnético.

• As partículas α emitidas pelo 222Rn são iões He2+ (Rutherford).

• As particulas β são electrões

• A radiação gama (γ) é de natureza electromagnética, tal como os raios X.

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1. RADIONUCLIDOS TERRÍGENOS (ou PRIMORDIAIS)de origem natural, presentes no planeta desde a sua formação; Períodos de semi-vida muito longos (109

anos).

2. RADIONUCLIDOS COSMOGÉNICOSde origem natural, continuamente produzidos na atmosfera pela interacção da radiação cósmica com as moléculas gasosas; Períodos curtos (dias-anos).

3. RADIONUCLIDOS ARTIFICIAIS (ou ANTROPOGÉNICOS)produzidos pelo Homem e libertados no ambientea) Produtos de cisãob) Produtos de activaçãoc) Transuranianos

URÂNIO

TÓRIO

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Radão

URÂNIO

Exemplo:Num adulto a concentração de Potássio é de 2 g/kg, da qual 0.01% é 40K. Actividade: 60 Bq/kg.

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FONTES DE RADIAÇÕES IONIZANTES

RADIAÇÃO CÓSMICA14C,3H, 7Be

FONTES INTERNAS40K, 226Ra, 210Pb,210Po, 14C, U, Th

RADIAÇÃO TERRESTRE(Mais de 60 radioisótopos fazem parte da crusta terrestre)

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Testes nucleares137 Cs, 90Sr, 131I, 144Ce, …3H, 14C

Centrais nucleares60Co, 65Zn, 110Ag,137Cs, 239,240Pu, 241Am, ...3H

Radioisótopos na medicina:

I-128, Tc-99m, Ac-225 , Co-60

Raios X

Aceleradores Lineares

Radioesterilização por Radiação Gama

Radioisótopos na indústria:

Ir-192, Kr-85, Cs-137Radiaçôes

EXPOSIÇÃO MÉDIA DA POPULAÇÃO

RADIAÇÕES NATURAIS E ARTIFICIAIS

RADÃO50%

GAMA EXTERNA14%CÓSMICA

10%

OUTRAS0,5%

OCUPACIONAL0,3%

"FALLOUT"0,2%

INTERNA11%

DISTRIBUIÇÃO DAS DOSES DE RADIAÇÃO NA POPULAÇÃO

MÉDICA14%

Dose média individual 2.6 mSv/a

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MAMÍFEROS

AVES

PLANTAS SUPERIORES

PEIXES

ANFÍBIOS

RÉPTEIS

CRUSTÁCEOS

INSECTOS

MUSGOS, LÍQUENES, ALGAS

BACTÉRIAS

PROTOZOÁRIOS

MOLUSCOS

VÍRUS

100 101 102 103 104Dose letal aguda (Gy)

Efeitos sobre a saúde:

Efeitos imediatos: exposição a doses elevadas causa danos nos tecidos humanos e produz efeitos determinísticos (A)

Efeitos a longo prazo: exposição a doses baixas pode causar cancro diferido (latência de 15-20 anos) e danos hereditários. Estes são efeitos probabilísticos (B).

EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES

Dose Ef

eito

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(A) Radiodermite

(B) Lesões sub-celulares estocásticas

B

A

Radiólise da água

Radicais livres

Efeito indirecto

Efeito directo

Lesões moleculares(proteinas, ADN, lipidos)

Sem reparação Reparação errada Reparação correcta

Efeito letal

Morte celular não controlada (necrose)

Mutação não letal

Morte celular programada (apoptose)

Sobrevivencia celular normal

Patologia do tecido

Cancro

Eliminada pelo sistema imunitário

Não eliminada pelo sistema imunitário

Célula somática

Célula germinal

Modificação de um caracter genético

Anomalia hereditária

Escala temporal

10 –15 s

10 – 6 s

minutos

horas

dias

anos

gerações

I

lesões

II

Respostas precoces

III

Respostas tardias

Radiação ionisanteRadiações, ADN e a célulaRadiações, ADN e a célula

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mSv

0.1

1

10

100

1 000

10 000

Vôo intercontinental

Fundo radioactivo natural

1 ano a bordo da estação orbital MIR

Trabalhadores mais expostos em Chernobyl

Dose num tumor em radioterapia

Exame TAC

P

TExposição em corpo inteiro: efeitos não observados

Observação de um excesso de cancros: leucemias, tiróide, outros

Morte por exposição aguda

EXPOSIÇÃO ÀS RADIAÇÕES IONISANTES E EFEITOS SANITÁRIOSEXPOSIÇÃO ÀS RADIAÇÕES IONISANTES E EFEITOS SANITÁRIOS

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1. Controlo e redução das doses de radiação para a população e para trabalhadores

exposição médica está a aumentardesenvolvimento da protecção radiológica do homem e do ambientelimites de dose mais restritivos

2. Desenvolvimento das aplicaçõesde radioisótopos artificiais em medicina de radioisótopos naturais na investigação ambiental

(hidrologia, climatologia, geologia, etc)

3. Aplicações energéticasresolução do problema dos resíduos radioactivos de alta actividadecrescimento da energia nuclear (?)proibição total dos testes nucleares e não proliferação nuclear (?)

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