Eduardo A. Terrazzan- FUNBEC -

Logo apos os acidentes de Tchernobyl (abrilde 86) e Goiania (setembro de 87). - 0 termo"radia9ao" tornou-se comum nas conversas dia-rias de todos nos. 0 receio que dominava as pes-soas no final do ana de 1987. por causa do acidentede Goiania, era perfeitamente compreensfvel devi-do a falta quase total de informa90es disponfveispara a popula9ao sobre as radia90es. A desinfor-ma9ao era tao grande que, apesar de todo 0 noti-ciario veiculado nos meios de comunica9ao, verifi-cou-se que 0 sfmbolo internacional adotado paraindicar a presen9a de radia9ao ionizante continua-va desconhecido da maioria das pessoas. Este sfm-bolo, reproduzido na abertura deste artigo, deveser sempre colocado proximo aos locais onde hajaperigo de exposi9ao a radiac;:ao ionizante. Ele cons-ta de tres setores concentricos a um cfrculo cen-tral,todos na cor purpura(cinza escuro no desenhoacima) sobre fundo amarelo.

Um fato que e extremamente importante e queas pessoas normal mente desconhecem e a existen-cia da chamada radlac;io natural ou radlac;io defundo. Ela provem de fontes as mais variadas: do

solo sobre 0 qual vivemos, do cimento utilizado naconstruc;:ao das casas e predios, dos alimentos queingerimos e tambem do espa90 cosmico.

A essa radia9ao natural soma-se, a partir dofim do seculo passado. a radia9ao artificial prove-niente de fontes criadas pelo homem. As principaisfontes de radiac;:ao artificial sao: alguns aparelhosutilizados na medicina e na industria, as usinaspara fabrica9ao de energia eletrica a partir da fis-sao nuclear e as explosoes nucleares.

Para entendermos melhor as radia90es naturale artificial a que estamos submetidos, e ate parapodermos compara-Ias. alguns conhecimentos saoimportantes: entre eles a compreensao da estrutu-ra do atomo e dos processos de desintegra9aoradioativa, de fissao e de fusao nuclear. Estes saoalguns aspectos que discutiremos a seguir.

E importante tambem distinguir as radia90esnao-ionizantes como a luz visivel e as ondas deradio e televisao, das radia90es ionizantes que cau-sam danos aos organismos vivos porque alteramos tecidos, ionizando-os e afetando as fun90es ce-lulares.

Uma imagem para 0 atomoUma forma razoavel de imaginarmos 0 atomo

por dentro a a seguinte: uma regiao central, 0nucleo, com grande concentra«ao de massa, ondeestao os protons e os neutrons, tambam chamadosnucleons; e uma regiao mais externa composta deuma "nuvem de elatrons", chamada eletrosfera.

Esta representar;;ao de um ;Homo nao esta em escala. Porisso, ela nilo evidencia 0 vazio existente entre 0 nucleo e aeletrosfera Para imaginar esse vazio, pode-se pensar que, se 0nucleo fosse uma bolinha de pingue-pongue colocada no cen-tro de um estadio de futebol. os eletrons estariam se movimen-tanto nas ultimas fileiras da arquibancada. E entre eles haveriao "nada"

as protons e neutrons tem quase a mesmamassa, poram os protons apresentam carga elatri-ca enquanto os neutrons nao. as elatrons sac bemleves: possuem massa cerca de 2.000 vezes menor·que a de um proton ou um neutron.

Quanto a carga elatrica, os elatrons se com-portam de maneira oposta a dos protons emboracom a mesma intensidade. Isso significa que am-bos tem a mesma carga elatrica e, para diferenciarseus comportamentos, convencionou-se represen-tar a carga elatrica do elatron com sinal negativo (-)e a do proton com 0 sinal positivo (+).

Desde 0 come«o deste seculo pensava-se queesta fosse a menor carga que qualquer partlculasubatomica poderia apresentar, sendo por issochamada carga elementar. Ha cerca de duas daca-das, est a convic«ao foi abalada pela teoria dosquarks, que seriam partlculas formadoras de ou-tras, entre as quais os protons e os neutrons. Poressa teoria, haveria dois tipos de quarks: um delespossuiria carga elatrica igual a 1/3 e 0 outro 2/3 dacarga elementar.

a quadro abaixo fornece os valores das mas-sas e das cargas de protons, elatrons e neutronsnas unidades adotadas internacionalmente.

Particula Carga Eletrica Massa(em coulombs) • (em quilogramas)

proton (p) +1,6 x 110.19 1,672 x 10-27

elatron (e) -1,6 x 10-19 9,1 09 x 10.31neutron (n) 0 1,675 x 10'27

* 1 coulomb(abreviado pela letra C)e a unidade padrilo de cargaeletrica no Sistema Internacional de Unidades A chamada car-ga elementar vale 1,6 x 10-19 dessa unidade.

a numero de protons no nucleo a chamadonumero atomico, simbolo Z, e define 0 tipo deelemento qufmico do atomo. Para atomos eletrica-mente neutros, 0 numero de elatrons na eletrosferaa igual ao numeru de protons no nucleo. Assim,todo atomo neutro de oxigenio, por exemplo, tem 8protons e 8 elatrons, enquanto todo atomo de cal-cio em estado neutro possui 20 protons e 20 ela-trons.

A quantidade de neutrons no nucleo pode va-riar para atomos de um mesmo elemento quimico.Assim, a possivel encontrar na natureza atomos decarbono cujo numero atomico a 6 (6 protons) e quetem 6, 7 ou ata 8 neutrons no nucleo. as atomos deum mesmo elemento quimico (mesmo numero deprotons) mas com diferentes numeros de neutronssac chamados is6topos. Outro elemento que natu-ralmente apresenta isotopos a 0 cloro; qualqueratomo de cloro tem 17 protons, mas ha uns com 18neutrons e outros com 20 neutrons.

Como os eletrons possuem massa bem menorque os protons e os neutrons, eles sao desconside-rados, "esquecidos", quando se avalia a massa deum atomo. A massa de qualquer atomo e dadabasicamente pela quantidade de protons e neu-trons. A soma do numero de protons e do numerode neutrons a chamada numero de massa, simbo-10 A.

Em linguagem "atomica", dizemos que isoto-pos sac atom0s que tem mesmo numero atomico ediferentes numeros de massa. Ha varias formas deindicar os isotopos de um elemento quimico; amais atualizada e a seguinte:

AZ X

onds X indica 0 simbolo do elemento, A e 0 numerode massa e Z a 0 numero atomico.

Assim, podemos indicar os isotopos naturaisdo cloro da seguinte maneira:

35CI

17

Para elementos leves, com numero atomico ata 20,os principais isotopos tem numero de neutronsigual ou proximo do numero de protons. A partirdai e ate 0 ultimo elemento natural que e 0 uranio(Z = 92), a quantidade de neutrons nos atomos doselementos "mais pesados" vai se tornando cadavez maior do que 0 numero de protons. Essa rela-«ao se mantam para os atomos de elementos artifi-ciais (aqueles que tem numero atomico maior que92).

Quase todos os elementos encontrados na na-tureza tem nucleos estaveis, isto a, nao se desinte-gram espontaneamente.

A estabilidade de um nucleo atomico a deter-minada basicamente pela quantidade de protons e

neutrons, isto e, pelo numero de massa. Para umatomo com numero de massa muito grande, aestabilidade do nucleo e rompida. A partir do polo-nio, elemento cujo numero atomico e 84, todos oselementos, naturais ou artificiais, tem nucleos ins-taveis.

Na verdade, existem na natureza, porem emproporc;;oes mfnimas, alguns isotopos radioativosde elementos mais leves do que 0 polonio. Porexemplo: 0 trftio, que e um isotopo do hidrogeniocom 2 neutrons no nucleo (~H), 0 carbona 14(1~ C), 0 potassic 40 (i8 K), 0 rubfdio 37 dj Rb)e mais alguns poucos. Ha possibilidade tambem dese produzir artificialmente nucleos instaveis de ele-mentos com numero atomico inferior ao do polo-nio.

Os nucleos instaveis tendem a uma situac;;ao deestabilidade, emitindo, por exemplo, particulas. Des-sa maneira, a estrutura interna do nucleo se altera,mudando a quantidade de protons e de neutrons.

Como consequencia, 0 nucleo original instavelse transforma no nucleo de um outro elementoqufmico. Este novo nucleo pode ser estavel ouainda possuir instabilidade e portanto sofrer novasemissoes. Apos a emissao de particulas, podeocorrer tambem a emissao de ondas eletromagne-ticas.

Esse processo, chamado de deslntegra«;io oudecaimento radioativo, e espontfmeo e continuo.Nao ha como interrompe-Io, ele prossegue ate queo nucleo formado seja estavel. A espontaneidade euma caracterfstica importante desse processo enao permite interferencia. Pode-se, no maximo,barrar as radiac;;oes emitidas, mas jamais parar adesintegrac;;ao. as nucleos instaveis que emitempartfculas e/ou radiac;;ao eletromagnetica sac cha-mados nucleos radioativos ou radionuclideos.

Estas denominac;;oes sac devidas ao fato deque 0 radio foi 0 primeiro elemento estudado cien-tificamente entre aqueles que apresentam esse tipode comportamento. A palavra radio vem do latimradium, que significa raio; portanto um elementoradioativo e aquele que emite "raios."

Mecanismos de desintegrac;ioHa varios mecanismos pelos quais os nucleos

radioativos se desintegram. Os tres principais sac:desintegrac;;ao alfa, desintegrac;;ao beta e desinte-grac;;ao gama. Estas formas de desintegrac;;ao sacconhecidas desde 0 inicio deste seculo. Apesar donome, e ao contrario do que ocorre na fissao nu-clear, na desintegrac;;ao radioativa nao ocorre a que-bra do nucleo original em dois ou mais nucleos(formando-se dois ou mais atomos diferentes), masapenas um rearranjo da estrutura do nucleo paraatingir uma situac;;ao de menor energia. Para isso 0nucleo emite radiac;;ao.

A radiac;;aoemitida no processo de desintegra-c;;aoradioativa pode ser corpuscular ou eletromag-netica. 0 que diferencia esses do is tipos de radia-c;;aoe 0 modo pelo qual a energia e transferida de

um local para outro.A radiac;;ao corpuscular e formada por um feixe

de partfculas: eletrons, protons, neutrons, particu-las alfa e outras. A radiac;;ao eletromagnetica con-siste de ondas eletromagneticas que sac formadaspor campos eletricos e magneticos oscilantes.

Oeslntegra«;ao Alfa

Neste tipo de desintegrac;;ao, 0 nucleo radioa-tivo emite um conjunto formado por 2 protons e 2neutrons, que e exatamente 0 nucleo de um atomodo elemento helio. Esse conjunto de 4 nucleonsrecebe 0 nome de particula alfa (Cot) e possui umnumero de massa igual a 4 e carga igual a + 2.

Representa-se a transformac;;ao de um nucleoX em outro Y at raves do decaimento alfa pelaequac;;ao: A A-4 4

Z X • Z-2 Y + 2 ~

o numero de massa do nucleo diminui 4 unida-des enquanto 0 numero atomico diminui apenas 2unidades.

As particulas ot sac relativamente pesadas e,por isso, ao interagir com a materia, sac muitopouco desviadas da direc;;ao em que sac emitidas.

o poder de penetra<;:ao de uma particula namateria depende da energia com que foi emitida.Uma energia grande para uma particula c:x seriaalgo em torno de 5 MeV". Mesmo com essa energia,uma particula ol tem um alcance pequeno: elapercorre 3,5cm no ar antes de parar. Nos tecidosdo corpo humano, seu alcance e de aproximada-mente 0,02 cm; no aluminio, este valor cai para0,002cm.

/magem da caminha percarrida par uma particu/a 0<.- den-tra de um meia.

Por esses valores percebemos que e relativa-mente facit obter uma blindagem para essas parti-culas: uma simples folha de papel consegue barrarmesmo as mais energeticas.

Como as particulas alfa nao conseguem atra-vessar a pele, representam externamente um peri-go muito pequeno para 0 corpo humano. Porem aingestao de material emissor de particulas alfa eextremamente perigosa, pois sua capacidade dedestruic;;ao dos tecidos moles do corpo e muitogrande. Isto se deve a sua massa relativamentegrande e a sua carga duplamente positiva.

Atomos "pesados" como uranio, torio, pluto-nio e radio apresentam desintegrac;;ao alfa. Por

1 eletron- volt (1 eV) e a energia adquirida por umeletron ao atravessar uma diferenr;a de potencial de 1volt. 1MeV (mega eletron-volt) =1 000000 e V. 1keV (qui/oeletron-volt) = 1 000 eV

exemplo, 0 radio 226 se transforma em radonio 222emitindo partfculas alfa:

226Ra

88222 4

Rn + ot86 2

erCfJ

•226Ra

Desintegrar;ao Beta

A desintegrac;;ao beta ocorre quando 0 nucleoradioativo emite um eletron ou um positron, tam-bem chamado eletron positivo, pois se trata de umapartfcula id€mtica ao eletron, a menos da sua cargaque e positiva.

No primeiro caso, dizemos que houve um de-caimento beta menos (8-). E importante notar que,neste tipo de desintegrac;;ao, 0 eletron nao provemda nuvem de eletrons situada em torno do nucleo,mas e emitido de dentro do proprio nucleo. Expli-ea-se este processo pela transformac;;ao de um neu-tron em um proton, at raves da emissao de umeletron. Esquematicamente:

nO_ p+ + e-Neste processo, 0 numero atomico aumenta

sem que se altere 0 numero de massa.E 0 que ocorre com 0 torio 234, que se trans-

forma no protactfnio 234, emitindo um eletron ne-gativo. 234 Th 234 . 0

90 - 91Pa+ _1F1•st 13- ••••.

ViI--.234Th 234pa

Quando ocorre a emissao de positron, 0 pro-cesso e chamado deeaimento beta mais (;.3+). Aqui,a explicac;;ao e a transformac;;ao de um proton emum neutron, com a emissao de um positron. Esque-maticamente:

p+-no+e+

Como exemplo, temos a transformac;;ao do fos-foro 30 em silicio 30, com a emissao de um posi-tron: 30 30. °

p_ 81 + 1315 14 +1rft

_ •30p 30S1

Na interac;;ao com a materia, as particulas(3+ e g- seguem trajetorias bem menos retili-neas do que as partfculas alfa. Isto acontece por-que sua massa e muito menor e, ao se chocaremcom os atomos do meio, sofrem desvios muitofreq uentes.

p~iF - ....-....... - ""~ ,------,;........... -----_ " ...•.;

..... - ;.- ~\

" "

Imagem do caminho percorrido por uma particula ~ dentrode um meio.

Apesar disso, seu poder de penetrac;;ao e bemgrande. Uma partfcula beta com 5 MeV de energiaconsegue penetrar 12,6 em no ar, 1,5 cm nos teci-dos do corpo humane e 2,16 cm no aluminio, antesde parar. Pode-se blindar particulas beta com pla-cas de aluminio ou plastico, de alguns mm deespessura.

as do is tipos de decaimento ,8 sac sempreacompanhados da emissao de uma outra partfculachamada neutrino Essa partlcula e muito curiosapois nao tem massa, nao tem carga eletriea e viajaa velocidade da luz (300.000 km/s). Devido a essascaracterfsticas tao especiais e muito diffcil detectaressa partfcula.

Desintegrar;ao Gama

Depois de uma desintegrac;;ao alfa ou beta, 0nucleo pode se encontrar numa situac;;aometaesta-vel, na qual ocorre liberac;;ao de energia atraves daemissao de ondas eletromagneticas. Este tipo deonda e da mesma natureza que as ondas luminosas(Iuz vislvel) ou que as ondas de radio e televisao,mas tem frequencias bem mais altas..comprlmento de frequ41nclaonda (metros) (Hertz)

10' 10'

104 104

~ •••••" d. "'"10' 10'

1c! TV1

., '0 ' r- mlcroondas10 10

164 10" ~ '"fl.,.~.Ih.".,.,

10' 10'4f--- vlslvel (Iuz)

10" 10"~ ultravloleta (U.V.)

1010 I.10

: ~ ralosX-" 10'010 r-- ralos gama-'4 2f

10 10

Este diagrama representa 0 espectro eletromagnetico cons-titu/do pelos diversos tipos de ondas eletromagneticas. Pode-seobservar os valores de freqiiencias e os correspondentes com-primentos de ondas. Nota-se tambem que a parte vis/vel ocupauma faixa extrema mente pequena de todo 0 espectro.

A emissao destas ondas a partir de um radio-nuclideo e eonhecida como radiac;;ao gama (~l

A energia liberada com a emissao de raios-t permite ao nucleo atingir uma estabilidade

maior sem alterar seu numero de pr6tons e neu-trons. Nesse processo acontece apenas um rear-ranjo entre essas partfculas. Esquematicamente:

A A 0X - i.+ tZ Z 0

Alem de poder acompanhar emissoes d- ou (3 •os raios Q podem ser emitidos em outras situa-c;oes, como produtos de fissao nuclear ou ap6s acriac;ao artificial de nucleos metaestaveis.

Alguns exemplos de radic;ao If acompanhandodesi ntegrac;aooL ou (3 em transformac;oes naturaissac:

222 4 222 _- 86 Rn + 2 oG e em seguida 86 Rn

abreviadamente escreve-se:226 222 4 0

88Ra - 86 Rn + 2~ + a '6

/~e ..226

88Ra

222 086Rn + 0 0'

222Rn-

melae.lavel

210 210 0 210Si-

210 o (Pb_ Si- + 1 f'l e em seguida - 83Si +82 83 83 0abreviadamente escreve-se:

210 210 a (3 0 0Pb- Si + +

82 83 1 0~.:. /~ e•••210pb 21°81- 21°81melae.lavel

Estamos imersos num mundo cheio de ondaseletromagneticas. A todo momenta 0 nosso corpoe atravessado por varias delas como as ondas deradio e televisao. Outras sac barradas e, entao,absorvidas ou refletidas como as ondas de luzvisfvel.

A energia de uma onda eletromagnetica crescequando a sua frequencia cresce. As ondas eletro-magneticas que compoem a radiac;ao ( tem fra-quencias altfssimas. por isso sac extremamenteenergeticas.

Diferentemente das partfculas t>( e ~ , os raiost nao possuem carga eletrica e portanto nao

interagem com a materia at raves da forc;a eletrica.Isso permite grandes percursos ate ocorrer a pri-meira interac;ao .

. Estes dois fatores: alta energia e ausencia decarga eletrica fazem com que os raios 'b tenhamgrande poder de penetrac;ao.

o a/cance para um raio ~ qualquer nao podeser estabelecido como no caso das partfculas 0( ou

(3. Por se tratar de uma onda eletromagnetica, elepode perder toda a sua energia na interac;ao comapenas um atmo do meio.

o que se faz neste caso, e avaliar uma distan-cia media na qual ha 50% de probabilidade deacontecer uma interac;ao. De outra forma, pode-mos pensar essa distancia como aquela em que, decada 100 raios (Semitidos com a mesma energia, 50acabam sofrendo alguma interac;ao com 0 meio.Essa distancia chama-se camada semi-redutora.Para um raio 6 de 5 MeV, a camada semi-redutora ede 23,10 cm no tecido humane e de 1,44 cm nochumbo.

Alem das particulasoLe(3dos raiostprovenien-tes dos decaimentos radioativos, ha outros tipos deradic;ao. Os que tem maior interesse para n6s sacos niutrons e os raios X.

A radiac;ao constituida de neutrons a muitoimportante pois estas particulas saG emitidas noprocesso de fissao nuclear do uranio. E este a 0material utilizado como "combustivel" nos reato-res da maioria das usinas nucleares.

Como os neutrons nao tem carga elatrica, elespercorrem grandes distancias dentro da matariasem sofrer interac;:6es. Por isso saG muito penetran-tes. Para barra-los, usam-se materiais com grandequantidade de hidrogenio. Este elemento a capazde absorver neutrons incorporando-os ao seu nu-cleo e formando os isotopos f H (deutario) e ~ H(tritio). Agua e parafina saG alguns desses mate-riais. Em reatores nucleares, a agua pode desem-penhar 0 papel de elemento controlador das rea-c;:6espela absorc;ao de neutrons.

Os raios X, por sua vez, estao presentes emnosso dia a dia, principal mente atravas das radio-grafias.

A natureza dos raios X a a mesma dos raios Q:ambos saG radiac;ao eletromagnatica. A diferenc;aimportante entre os raios X e os raios ~ , fica porconta do processo como cada uma destas radia-c;6es a produzida.

Quase os todos materiais radioativos emitemraios ~ espontaneamente. Eles saG emitidos deforma continua pelos nucleos instaveis dos atomosdestes materiais. Ja os raios X saG emitidos quandoelatrons de alta velocidade saG freados bruscamen-te ao se chocarem com determinados materiais. Eo que acontece nos tubos dos aparelhos de raios Xconstruidos pelo homem.

Isto significa que nao podemos controlar aproduc;ao de raios <I' pelo nucleo de um atomo,apenas barra-los, mas podemos interromper aemissao de raios X desligando-se 0 aparelho queos produz.

No que diz respeito a energia, a comum osraios X aparecerem abaixo dos raios ~ , numaescala de ondas eletromagnaticas de energiascrescentes. Mas estao nesse caso somente os cha-mados raios X "moles" que tem energia da ordemde dezenas de KeV ( 1 KeV = 1000 eV), como osraios X dentarios.Em contraposic;ao. ha os raios X"duros", como os produzidos nos aceleradoreslineares de particulas, usados na pesquisa em fisi-ca nuclear. Esses raios X tem energia de dezenasde MeV ( 1 MeV = 1000000 eV), sendo, portanto,muito mais energaticos do que os raios oriundosda desintegrac;ao radioativa.

Sendo de mesma natureza, os raios X intera-gem com a mataria da mesma forma que os raios ~.Poram, os raios X a que nos submetemos maisfrequentemente, aqueles das radiografias, sendomenos energaticos que os raios 0, saG menospenetrantes e menos nocivos ao organismos vivos.Mesmo assim, a exposic;ao continua a esses raios Xde baixa energia pode provocar danos irreversf-veis. Portanto, todo cuidado a necessario no seuusa em radiografias,tanto para 0 paciente quantapara 0 operador do aparelho de raios X.

Teoricamente a possivel "extrair" energia deorigem nuclear tanto da quebra de um nucleo (fis-saG) como pela junc;:ao de dois nucleos, formandoum terceiro (fusao).

A utilizac;ao da energia originaria da fusao nu-clear ainda esta na fase de estudos. Poram, a ener-gia liberada nos processos de fissao esta em usa jaha algumas dacadas. Do ponto de vista das radia-c;es emitidas, a fissao a altamente inconveniente,enquanto que a fusao a considerada um processomais "Iimpo" de obtenc;:ao de energia.

A idaia basica da fissio nuclear a bombardearos nucleos dos atomos de um determinado ele-mento usando como "projateis" particulas subato-micas com grande energia. Desse bombardeamen-to resulta a quebra dos nucleos alvo.

A fissao ja foi provocada em varios elementospesados (numero de massa elevado) por bombar-deio com neutrons, protons ou particulas alfa, alta-mente energaticas. Com neutrons lentos, isto a, debaixa energia ( em torno de centasimos de eV), haapenas alguns nucleos fissionaveis importantes:235U,233Ue 239Pu.

Quando um atomo de 235U e bombardeadopor um neutron lento, seu nucleo 0 absorve e sedivide em duas partes aproximadamente iguais emais alguns neutrons isolados.Os elementos pro-dutos desta fissao pod em ter numero de massaentre 70 e 160 aproximadamente, sendo emitidos 2ou 3 neutrons.

Abaixo temos 2 exemplos de fissao de 235U:

235 95 139 1On + 92 U - 38 Sr + 54 Xe + 2 On

barlo 142

e-a_$_@1!~"",.,,, ~ ~~ ~~. ~

(instavel) crlpt6nio 91

1 235 U 142 B 91 1n + - a + Kr + 3 On0--1'0 92 56 36

~----~~ uranlo 235 00'

(~..~*)uranlo 236(instavel)

Um neutrons chocando-se com um nucleo de uranio 235 eabsorvido por este e 0 transforma num nucleo de uranio 236instavel Para reaver a estabilidade, 0 uranio 236 instavel sedivide em dois nucleos menores liberando neutrons e "Energia ':

No Sol e em outras estrelas, essas rea<;:oes saccomuns, p0rl3m e dificil produzi-Ias em laboratorioporque so ocorrem a temperaturas elevadissimas.Calcula-se que, para obter uma unica daquelasfusoes, e necessario manter 1 quatrilhao de nu-cleos bem proximos uns dos outros durante cercade 10 segundos. a uma temperatura de algumascentenas de milhoes de graus Celsius.

Portanto, a utiliza<;:ao da fusao nuclear exigeque se desenvolva um processo de "confinamen-to" do material a altas temperaturas. sem 0 contatocom as paredes do reator. a que esta se tentandoatualmente e utilizar uma mistura de gases ioniza-dos a altas temperaturas, chamada plasma, manti-da confinada numa regiao do espa<;:o pela a<;:aodecampos magneticos.

sac isotopos do elemento hidrogenio e ~ He e ~ He sac isotopos do elemento helio.

Em eada fissao de 2~~U , sac liberados cercade 200MeV de energia. Isto significa que se fisso-narmos 1Kg de 2~~U. teremos uma libera<;:ao deenergia suficiente para manter cerca de 30.000lampadas de 100 W aeesas durante uma ana inteirosem interrup<;:ao

Entretanto, 0 uranio natural nao e constituidosomente por 2~~U, mas por uma mistura de seusisotopos. Somente 0,7% de uma amostra de uranionatural e constitu[da pelo isotopo 22~U. Parautiliza<;:ao em reatores de usinas termonucleares. enecessario "enriquecer" 0 uranio utiliz::lrlo. Isto

. 'f' I t d 235 U t'slgnl lea e evar a porcen agem e 92 a eeerca de 3%, pela elimina<;:ao dos outros isotopos.Este processo e muito caro e tambem eonsomeenergia!

Outro grande problema na utiliza<;:ao da fissaopara obten<;:ao de energia e que os produtos dafissao sac nucleos altamente radioativos alem de,no processo, serem emitidos neutrons muito pene-trantes.

Teoricamente, a fusio nuclear e um processode obten<;:ao de energia que apresenta grandesvantagens em rela<;:ao a fissao. Na fusao, a quanti-dade de energia liberada por unidade de massa ebem maior do que na fissao nuclear. Alem disso, afusao nao e aeompanhada por radia<;:oes « taonocivas». A dificuldade esta em obte-Ia de formacontrolada.

Estamos recebendo continuamente energia doSol. proveniente da fusao de nucleos de atomos dehidrogenio que se juntam dois a dois formandoatomos de helio.

~ H (deuterio) e ~ H (lrilio)

Alguns exemplos de fusao sac:

2 2 3 11 H + 1 H - 2 He + 0 n + 3,3 MeV . •

neulron

~+!2"~1;f2 3 4 11 H + 1 H - 2 He + 0 n + 17,3 MeV

~.neulron

~,o + ~ •• c:!? ~Rea90es de fUSBO a partir de Momos de deutfuio e tritio.

Para a maior parte da popula<;:ao. a palavraradia<;:ao esta associada a efeitos maleficos ao cor-po humane e aos seres vivos em geral. E pequena aparcela que se beneficia das radia<;:oes diretamenteatraves, por exemplo. da radioterapia. Menor aindae a quantidade de pessoas que conhecem as radia-<;:oes0 suficiente para avaliar seus efeitos positivose negativos.

a importante, entretanto, e olhar sempre asduas faces da mesma moeda. A radia<;:ao solarpode ser um exemplo util nesse sentido.

a Sol emite radia<;:ao eletromagnetica numafaixa que vai do infravermelho ao ultravioleta, com-preendendo, nesse intervalo, a luz visivel.

A radia<;:ao eorrespondente a luz visivel e es-sencial em varios processos naturais, como a fo-tossintese; 0 ultravioleta, em pequenas quantida-des e necesario para 0 processo de sintese davitamina D. essencial para 0 nosso organismo, eoinfravermelho atua nos processos de regula<;:ao danossa temperatura corporea. Porem, em grandesquantidades, 0 infravermelho provoca queimadu-ras graves e 0 ultravioleta pode provo car 0 apareci-

mento de cancer de pele e ate mesmo a morte.a efeito da radia<;:ao solar no corpo humane

varia, dependendo do tempo de exposi<;:ao e daenergia da radia<;:ao absorvida.

o 8 10 12 14 1& " 20 22 24 28 28 30 32

comp.lm.nlo d. ond. (10 -7 m)° grBfico representa a incid{mcia da radia9BO solar emfun9Bo das faixas do espectro eletromagnetico. A linha pontilha-da (I) refere-se a radia9Bo incidente na camada extema da nossaatmosfera, enquanto a linha cheia (II) indica os valores ao niveldo mar. As quedas observadas ao longo da curva (II) SBOcausa-das pela absor9BO de radia9Bo daquele tipo por gases contidosna atmosfera. como 02,03. C02 e vapor de H20

Radlaf;oes lonlzantes

Do ponto de vista da fisica. os raios e os raios Xdiferem da luz visfvel, do infravermelho ou do ultra-violeta contidos na luz solar, apenas quanta a ener-gia, po is sac todos de natureza eletromagnetica. Asdiferenc;;as nas energias sac responsaveis pelosdiferentes efeitos dessas radiac;;6es nos seres vivose no homem em particular.

Ao contrario das radiac;;6es eletromagneticas.as radiac;;6es corpusculares diferem entre si nao sona energia. mas tambem na massa e na cargaeletrica. Portanto, para se avaliar 0 efeito deste tipode radiaC;;aonos seres vivos, e necessario que to-dos esses fatores sejam levados em conta.

Assim. radiac;;6es de naturezas diferentes e dediferentes energias. provocam efeitos biologicosdiferentes. mas 0 perigo de todos eles esta no seupoder ionizante. ou seja. na sua capacidade deproduzir fons quando interagem com a materia.Por isso sac chamadas "radiac;;6es ionizantes".

No caso de partfculas carregadas, a ionizaC;;aoacontece at raves dos choques diretos entre elas eos atomos e moleculas do meio que estao at raves-sando. Durante 0 seu trajeto no meio, VaG sendoarrancados eletrons (cargas negativas) resultandoatomos e/ou moleculas tambem carregados (fonspositivos).

Ja as partfculas neutras (neutrons. por exem-plo) e os raios X e () nao produzem ionizaC;;aosignificativa diretamente. Mas. as particulas libera-das pela sua interaC;;ao com 0 meio material -eletrons basicamente - sac extremamente ioni-zantes. Adotando-se os raios X, os raios (), e oseletrons como referencia. pode-se dizer que osneutrons e os protons sac 10 vezes mais eficientesem danos biologicos. enquanto partfculas alfa efragmentos de fissao sac cerca de 20 a 25 vezesmais eficientes.

Contamlnaf;Bo e Irradlaf;BoE importante distinguir contaminaC;;ao de irra-

diaC;;ao.Um ser vivo ou um material qualquer podeestar exposto a um tipo de radiac;;ao cuja origemesta fora dele, sem significar que, com isso. eleproprio esteja se tornando radioativo: neste casoocorre apenas um processo de irradiac;;ao.

Por outro lado. se uma pessoa ingerir ou inalaratomos radioativos, ou se sua pele tomar contatocom atomos desse tipo. af sim ela estara contami-nada: ela mesma se tornara radioativa e entao serairradiada e irradiara 0 tempo todo. Mesmo quevenha a morrer, seu corpo continuara irradiando e,por isso. deve ser enterrada em caixao de chumbo.

Numa sessao de radioterapia, usam-se "bom-bas" de colbato-60 ou cesio-137 que sac bons

.emissores de raios O. Estes dispositivos sac cons-trufdos de forma a deixar escapar a radiaC;;ao([ ,apenas no momenta desejado e na quantidadecerta. As celulas cancerosas sac mais sensiveis asradiac;;6es do que as saudaveis. Dessa forma espe-ra-se que as saudaveis sejam pouco afetadas e ascencerosas aniquiladas. Terminada a sessao, apessoa nao esta contaminada e nao se tornouradioativa.

Tambem, ao tirarmos uma radiografia, nao noscontaminamos, nem nos tornamos radioativos;precisamos apenas nos preocupar com a dose deradia<;:ao recebida no momento.

A esterilizac;;ao de alimentos e instrumentoscirurgicos por raios ([ ou feixe de eletrons e umprocesso semelhante e nao os contamina.

A contamina<;:ao de alimentos se da por outrosprocessos. Uma possibilidade e a deposi<;:ao,sobreos alimentos, de poeira radioativa proveniente deexplos6es nucleares ou de acidentes com reatores.como 0 de Tchernobyl. Outra possibilidade e aabsor<;:ao de substancias radioativas pelas raizesdas plantas. 0 leite e a carne de animais tambem secontaminam se estes se alimentarem de vegeta<;:aocontam inada.

Ap;imal\tamos abaiko «ma IisliJ qltjyt~e ~';'procuram at«e!izer sa«s cpohecJmeotClSa xafqrm«ia." ."",'- .,.,.-., .'·""v .. :%< '.'.' w-

Prote<:lo radlolOglca: algun. aepec:to. t"'nlco. elegal •.Fabio V. A. PintoCaderno Catarinense de Ensino de Ffsica vol. 4, no 1,abr/87Con•• rv.~io de aUmentospar lonlz.~ioCendotec - Centro Franco-Brasileiro de Documentac;aoTecnica e Cientifica.Caderno Catarinense de Ensino de Fisica vol. 4, no 1,abr/87.Radloallvldade e 0 acldente de GollnlaFrederico F. de Souza CruzCaderno Catarinense de Ensino de Fisica vol. 4, no 3,dezl87.FI.lca para Clincla. BloIOgica. e Blom"tica.Em/co Ok«no. Cecil Chow. /bare L. CaldasEd. Harbra - Sao Paulo - 1982.Radla~lo: efello., risco. e beneflclo.Emico OkunoEd. Harbra - Sao Paulo - 1988o que' energla nucle.rJose GoldembergColecao Primeiros Passos - no 11Ed. Brasiliense - Sac Paulo - 1984.Radlogenitllc. Hum.n.Newton Freire-Mala,Ed Edgard BI ucher - Sao Paulo - 1972

"'m~eaprof,!p.da(flCl assunto e aos professores que'YiI!:'f!c de rfife"ncla parlil escrever aste artigo .

Po•• lvel. con.aqOllnclae do .cldenle de TchernobylAnselmo S. PaschoaCiemcia HOje - vol 4, nO 24, p 18, mai-Junl86Radl8~io 80 alcance de todosCiencia Hoje - vot. 5, nO 28, p. 78, jan-fev/S7Tchernobyl, um 8no depols. 0 que houve, afln81?Bernard GrossCiimcia HOje - vot 6, nO 32. p 28. Junl8?L1~oe"de Tchernobyl: 01 aUmenlo. Import.dolAnselmo S. PaschoaCiencia HOle - vol 6. nO 32, p 36. JUnia?Fusio termonuclear controladeNelson Fiedler-Ferrari e Ivan C. NascimentoCieneia HOJe - vol 7, nO 41. P 44, abr'88

RadloalivldadeMegale Elisa Bruckmann e Suzana Gomes Fries(Este material foi preparado especificamente para usano 1° e no 2° graus: consta de urn texto principal.acornpanhado de urn glosssrio de terrnos, urn folhetoresumindo as ideias principais e algumas atividadespara serem realizados com alunos. Pedidos podem ser1e;tos por carta dirigida as autoras, ao prec;:o do xerox eda encaderna,ao. e enviada para: INSTITUTO DE Fisl-CA - UFRGS. Campus do Vale; Cep 90049; PortoAlegre; RS)

Qulmlca Bblca (FI.lco-Qulmlca) - vol. 3Aichinger, Bach e MoreiraEd Pedagogica Universitsna - Sao Paulo - 1981

Qulmlca (FI.lco-Qulmlca) vol. 2Ricardo FeltreEd Moderna - Sao Paulo - 1982

CurIo de Filice (Elelronlc. e FI.lca Moderna)Ference Jr .. Lemon e Stephenson •Ed. Edgard BlUcher - Sao Pauio - sem data (esgotado)AUla. de GoUlnla - art1llo. e depolmento.Ciencia Hoje, Suplemento do vol. 7. nO 40. mar'B8

Ralo. XLuiz Renato CaldasCiencia HOje - vol 2, nO 12, p. 76. mai-jun/84

6. male. do. ralo. X dentitrlo.Ciencia HOJe· vol. 2, nO 7. p 18, JU1-ago/83

Radloallvldade amblental na regllo de POC;o.deCalda.E. Penna FrancaCiencia Hoje • vol 1, nO 4, p 79, Jan-1ev/83

o que aconteceu em Tchernobyl?Joaquim Francisco de CarvalhoCiencia HOje - vol 4, nO 24, p 20, mai-jun/86