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APLICAÇÕES DA RADIAÇÃO
PROFESSOR RODRIGO PENNA
2 Professor Rodrigo Penna
Professor Rodrigo Penna Professor de Física e Radiologia.
Site na Internet: www.fisicanovestibular.com.br Blog:www.quantizado.com.br
Link para curriculum no Sistema Lattes:http://lattes.cnpq.br/6150368513460565
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Retrospectiva Histórica8 de Agosto de 1895: Wilhelm Conrad Roentgen
“descobre”, por acaso, os Raios X.22 de Dezembro de 1895: tira a primeira chapa
radiográfica.Nota oficial da descoberta: 23 de Janeiro de 1896.1º Físico a Receber o Nobel, em 1901.
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PRIMEIRAS RADIOGRAFIAS
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INFLUÊNCIAS DE ROENTGEN
Fevereiro de 1896: em experiências para verificar se substâncias fluorescentes emitiam raios X, Becquerel descobre a Radioatividade, por “acaso”.
Amostra utilizada: sais de Urânio e Urânio metálico.
Nobel em 1903 com Pierre e Marie Curie.
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BECQUEREL E SUA IMPRESSÃO
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O CASAL CURIE Em 1898, Pierre e Marie Curie anunciam a descoberta do Polônio e
do Rádio, respectivamente.
Vistos com reservas pela academia científica, após 4 anos de árduo trabalho obtém 1 DECIGRAMA! de Rádio, e determinam sua massa atômica: 226.
A ação sobre o CÂNCER foi testada por Pierre e os Professores Charles Bouchard e Balthasard.
Em 1911 Marie recebe o 2º Nobel! desta vez de Química. Morre em 1934, de Câncer.
Sua filha lrène Curie e seu marido, Fréderic Joliot, recebem o Nobel de Química em 1935 pela criação de novos elementos radioativos (artificiais).
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A FAMÍLIA CURIE
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A RADIOPROTEÇÃO
As Radiações podem ser perigosas e provocar danos à saúde das pessoas. Sendo assim, seu uso deve ser justificado, em áreas distintas nas quais outras tecnologias não possam cumprir o papel desejado. Além de tudo, lidar com elas implica na tomada de todos os cuidados e precauções necessários ao uso de toda e qualquer radiação ionizante.
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ACIDENTES E VÍTIMAS
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Chernobyl
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APLICAÇÕES: 1 – MARCAÇÃO DE INSETOS
Marca-se o inseto de interesse com algum produto radioativo que sirva como traçador.
Utilizando –se detectores, pode-se seguir o inseto de interesse, afinal com o detector a presença do inseto poderá ser acompanhada até a uma certa distância.
Exemplos: para formigas, é possível determinar sua movimentação, descobrir seu formigueiro, etc.
Em abelhas, além de acompanhar o seu raio de ação pode-se determinar inclusive as flores de sua preferência.
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A MARCAÇÃO DO “BICHO”
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2 – GERAÇÃO DE ENERGIA Energia é e tende a continuar sendo um
problema grave a ser resolvido no século XXI. Lembre-se do apagão de 2001!
Haverá um esgotamento de fontes importantíssimas como o petróleo, o carvão mineral, o gás natural e do potencial hidrelétrico. Os preços tendem a subir muito!
A Energia Nuclear não poderá ser descartada. Na França, por exemplo, ela é responsável pela maior parte da geração de eletricidade.
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ESQUEMA DE UMA USINA NUCLEAR
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COMPARAÇÃO ENTRE FONTESDE ENERGIA
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ANGRA I E ANGRA II
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3 - Radiografias Industriais
Na indústria naval, nuclear, aeroespacial entre outras, peças caras, tecnologicamente sofisticadas e cuja segurança exige o mais rígido controle de qualidade, esta técnica se mostra como um poderoso Ensaio Não Destrutivos.
Pode-se utilizar os raios X ou radiação gama. Seu princípio básico é semelhante à
radiografia diagnóstica.
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EXEMPLOS DE DEFEITOS 1
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EXEMPLOS DE DEFEITOS 2
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4 – MEDICINA NUCLEARVários radioisótopos diferentes são utilizados em
modernas técnicas de diagnósticos por imagens.Dentre estes, merece destaque o Tecnécio, que ligado a
várias drogas cujo metabolismo é bem conhecido, gera diferentes tipos de imagens.
Assim, pode-se fazer exames de coração, rins, pulmão, etc.
Para tanto é necessário uma câmara de cintilação, associada a uma poderosa eletrônica para processamento dos dados e geração da imagem propriamente.
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A CÂMARA DE CINTILAÇÃO
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O EXAME
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DIAGNÓSTICO – METÁSTASES ÓSSSEAS
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DIAGNÓSTICO – MIOCÁRDIOEM ESFORÇO
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DIAGNÓSTICOS
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5 - ESTERILIZAÇÃO E EXTERMÍNIO DE MOSCAS
Há séculos, a mosca do sono, conhecida como Tsé-Tsé assola a população subsaariana, transmitindo um microorganismo chamado Tripanossoma. Infectados: cerca de 2 milhões (300mil mortos/ano!).
Irradiando as moscas!, operação de alto custo espera-se controlar esta praga.
Os espermatozóides dos machos, por se dividirem continuamente, são particularmente sensíveis à radiação. Assim, os machos permanecem vivos, porém estéreis.
Ao se acasalarem, não gerarão descendentes. A fêmea da espécie só se acasala uma vez em toda a vida. Esta técnica já demonstrou resultados positivos em Zamzibar –
África, e também no controle de uma praga que assolava o rebanho de ovelhas na Líbia.
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A MOSCA TSÉ-TSÉ
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6 – IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS
Apenas um ano após a descoberta dos raios X, já em 1896, Minck estudava os efeitos bactericidas desta radiação.
Em 1905 há a primeira proposta documentada do uso da radiação para a conservação de alimentos: uma patente inglesa registrada por Appleby e Banks.
Já é usada, até há bastante tempo, pelas forças armadas e inclusive pela NASA para enviar alimentos para astronautas em pleno espaço.
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CEBOLA IRRADIADA – 6 MESES!
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INIBIÇÃO DA MATURAÇÃO
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MILHO E FEIJÃO – 5 ANOS!
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7 – Irradiação de material hospitalar Há várias tecnologias disponíveis para a
esterilização de material cirúrgico hospitalar.Este processo pode ser feito por calor ou por
produtos químicos.Pesquisas indicaram que alguns dos produtos
químicos utilizados nos processos de esterilização são cancerígenos.
O calor pode deformar alguns materiais.Assim, a irradiação pode se tornar mais vantajosa.
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PRODUTOS IRRADIADOS
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8 – DATAÇÃO POR CARBONO-14A grande maioria dos átomos do elemento químico
Carbono são de massa atômica A = 12. .
Os Raios Cósmicos, constituídos essencialmente por prótons de alta energia, ao atingirem a atmosfera terrestre, provocam uma reação nuclear que produz continuamente o radioisótopo Carbono-14. .
O Carbono-14 se incorpora ao ciclo da vida e sua taxa nos organismos vivos está em equilíbrio com a taxa no meio ambiente.
Ao morrer, um organismo para de incorporar este elemento e como o seu decaimento é conhecido, é possível calcular a idade dos fósseis ou outros achados arqueológicos.
C126
C146
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Mesosaurus brasiliensisCerca de 250mil anos
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Filo TrlobitamorphaOrdem Placopida – de 360-400mil anos
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9 – Detecção de fugas em tubulaçõesEncanamentos e tubulações enterradas ou submersas
podem apresentar vazamentos, apesar de todas as precauções que são tomadas nestes casos, como qualquer outros.
Obviamente grandes despesas e esforços seriam empregados para descobrir tais vazamentos, além de um trabalho inútil que seria o de cavar num local onde a tubulação estivesse perfeita.
Para este tipo de detecção, são usados traçadores radioativos. Com detectores portáteis, o vazamento é então descoberto.
No caso de solos, eles precisam ser descontaminados após a detecção.
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TRABALHO DE CAMPO
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10 – Controle de efluentes, rejeitos e poluição
As técnicas nucleares também ajudam a estudar a dispersão de agentes poluidores despejados principalmente pela indústria nos rios.
Um traçador radioativo é utilizado com este fim.
A dispersão da poluição é acompanhada através de detectores espalhados ao longo do rio.
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TRABALHO DE CAMPO 2
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11 – RADIOTERAPIAConforme já vimos, desde praticamente a descoberta das
radiações, foram e vêm sendo feitos diversos tratamentos para vários tipos de Câncer utilizando radiações.
Neste caso, as radiações podem ser Raios X ou Radiação . Existem também tratamentos com prótons e nêutrons.
O tratamento pode ser feito com modernos aceleradores ou bombas de radioisótopos, notadamente o Cobalto-60.
Em BH, a Santa Casa de Misericórdia é tido como o Hospital mais bem aparelhado para estes tratamentos.
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O TRATAMENTO
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O ACELERADOR
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A RADIAÇÃO
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O GANTRY
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A LIGA DE CERROBEND
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MOLDANDO O FEIXE
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PROTEGENDO TECIDOS SADIOS
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A PRECISÃO - MÁSCARA
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12 – Estudo do metabolismo de plantas
Assim como se geram imagens de pessoas através da radiação, também é possível fazê-lo para plantas.
Desta maneira, é pode-se usar um radioisótopo para verificar como a planta absorve nutrientes, em que parte da planta estes nutrientes serão processados, etc.
Para tanto, o “caminho” que o radioisótopo irá percorrer na planta é registrado com filmes radiográficos semelhantes aos usados em radiografias comuns.
A radiação emitida pelo radioisótopo sensibiliza o filme e a imagem fica marcada após a revelação.
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ESQUEMA DA TÉCNICA
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13 – MEDIDORES DE NÍVELO princípio de um medidor de nível que utiliza radiação
é bem simples. Instala-se uma fonte de radiação em um dos lados do
recipiente cujo nível deseja-se medir ou monitorar e simultaneamente coloca-se no lado oposto um detector próprio para o tipo de radiação que estiver sendo utilizado.
Quando o líquido se interpuser entre a fonte e o detector, irá ocorrer uma absorção da radiação e a diminuição da intensidade será então percebida pelo aparelho.
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REPRESENTAÇÃO
