RADIOATIVIDADE

O Ano Internacional da Química (AIQ) é resultado da reunião da Assembléia Geral das Nações Unidas (AGNU), que aconteceu de 31 de Julho a 6 de Agosto de 2009, em Glasgow, Escócia. Sob o tema “Química – a nossa vida, o nosso futuro” o AIQ 2011 busca, divulgando a Química, ressaltar suas aplicações, potencialidades, seus campos e riscos. O AIQ 2011 celebra dois centenários: O do Nobel de Química a Marie Curie e o da fundação da Associação Internacional das Sociedades de Química.

    Marie Curie (1867-1934) recebeu, sozinha, o seu segundo Prêmio Nobel por seus trabalhos relativos ao isolamento do rádio, que teve papel extremamente importante na terapia do câncer. Infelizmente ela morreu de leucemia devido a sua exposição a grandes doses de radiação durante a sua descoberta.

    Hoje, é possível a sociedade aplicar a energia proveniente de elementos radioativos de forma controlada e benéfica. Mas, é preciso conhecer alguns conceitos a cerca das radiações… vejamos a seguir.

O que é radiação? É uma forma de transmissão de energia à distância que acontece de duas maneiras diferentes: ou por meio de pequenas partículas que se deslocam com grande velocidade, ou por ondas de natureza eletromagnéticas similares a luz. A radiação de natureza particulada é caracterizada por sua carga, massa e velocidade: pode ser carregada ou neutra, leve ou pesada, lenta ou rápida. Prótons, nêutrons e elétrons ejetados de átomos ou núcleos atômicos são exemplos de radiação particulada. A radiação eletromagnética é constituída por campos elétricos e magnéticos variando no espaço e no tempo.

• Radiações eletromagnéticas: luz, microondas, infravermelho, ondas de rádio, radar, laser, raios X, radiação gama;

• Radiações sob forma de partículas (com massa, carga elétrica, carga magnética mais comum): feixes de elétrons, os feixes de prótons, radiação beta, radiação alfa.

E radioatividade? Está associada diretamente ao núcleo do átomo, na qual ao final do processo de reação o núcleo sofre alteração. Ao contrário da reação química em que o núcleo permanece inalterado,sofrendo mudanças apenas na eletrosfera do átomo. Por isso, é importante que você perceba a diferença entre uma reação química e uma reação nuclear. Já uma reação nuclear, por sua vez, provocará alterações no núcleo do átomo, fazendo-o com que se transforme em outros elementos e emita raios alfa, beta e/ou gama.

Os elementos químicos que emitem radiações sob forma de partículas são chamados de elementos radioativos.

O que é radiação ionizante? São as radiações que produzem íons, radicais e elétrons livres na matéria que sofreu a interação. A ionização se deve ao fato das radiações possuírem energia alta, o suficiente para quebrar as ligações químicas ou expulsar elétrons dos átomos após colisões.

APLICAÇÕES DAS RADIAÇÕES

Radioterapia – Consistem na utilização da radiação gama, raios X ou feixes de elétrons para o tratamento de tumores, eliminando células cancerígenas e impedindo o seu crescimento. O tratamento consiste na aplicação programada de doses elevadas de radiação, com a finalidade de atingir as células cancerígenas, causando o menor dano possível aos tecidos sãos intermediários ou adjacentes.

O que é Raio-X? É radiação eletromagnética com comprimento de onda de 10-11 a 10-8 m (0,1 a 100 Å), resultante da colisão de elétrons produzidos em um catodo aquecido contra eletrons de anodo metálico.

A radiografia é uma imagem obtida, por um feixe de raios X ou raios gama que atravessa a região de estudo e interage com uma emulsão fotográfica ou tela fluorescente. As doses absorvidas de radiação dependem do tipo de radiografia. Como existe a acumulação da radiação ionizante não se devem tirar radiografias sem necessidade e, principalmente, com equipamentos fora dos padrões de operação. Para evitar exposição desnecessária, deve-se ficar no momento do disparo do feixe, protegido por um biombo com blindagem de chumbo.

Radioisótopos – Existem terapias medicamentosas que contêm radioisótopos que são administrados ao paciente por meio de ingestão ou injeção, com a garantia da sua deposição preferencial em determinado órgão ou tecido do corpo humano. Por exemplo, isótopos de iodo para o tratamento do cancro na tiróide.

Mapeamento com radiofármacos – Tem o objetivo de marcar moléculas de substâncias que se incorporam ou são metabolizadas pelo organismo do homem, de uma planta ou animal. Por exemplo, o iodo-131 é usado para seguir o comportamento do iodo -127, estável, no percurso de uma reação química in vitro ou no organismo. Nestes exames, a irradiação da pessoa é inevitável, mas deve-se ter em atenção para que esta seja a menor possível.

Irradiação de alimentos – Apesar da água e alguns alimentos conterem radioisótopos (em baixas quantidades), é possível utilizar a técnica de radiação para conservação dos alimentos. A irradiação pode impedir a multiplicação de microrganismos que causam a deterioração do alimento, tais como bactérias e fungos, pela alteração de sua estrutura molecular, como também inibir a maturação de algumas frutas e legumes, através de alterações no processo fisiológico dos tecidos da planta.

Gamagrafia – Consiste na impressão da radiação gama em filme fotográfico. Podem ser usadas para revelar algum equipamento quebrado dentro de uma máquina ou uma tubulação rompida de um oleoduto; as empresas de avião realizam impressões constantes para verificar se há rachaduras nas partes metálicas e soldas.

Arqueologia – Pesquisadores utilizam o carbono-14 (isótopo do carbono) para fazer a datação de fósseis de madeira, papiros e animais de valor histórico. O carbono-14 resulta da absorção continua de neutrons dos raios cósmicos pelos átomos de nitrogênio, que ao se combinar com o oxigênio forma o gás carbônico (14CO2), que é absorvido pelas plantas durante a fotossíntese. O 14C tem meia-vida de 5730 anos, o que permite a medição desse material na amostra, ‘sabendo’ a possível idade da mesma.

EXPOSIÇÃO A RADIAÇÃO

Com a repercussão da II Guerra Mundial, na cidade de Hiroshima, Japão, a cidade foi destruída e 90 mil pessoas morreram no mesmo dia. Três dias após o primeiro ataque, outro avião atacou a cidade de Nagasaki. O ataque resultou em mortes imediatas de 40 mil pessoas. Doze horas depois do ataque, ainda era possível ver o fogo na cidade de Nagasaki. Até o final de 1945, cerca de 210 mil pessoas tinham morrido nas cidades de Hiroshima e Nagasaki, e outras milhares sofreram ferimentos sérios de queimaduras e os efeitos da radiação pós exposição

A exposição à radiação ionizante pode danificar nossas células e afetar o nosso material genético (DNA), causando doenças graves, levando até a morte.

São basicamente três fatores que podem gerar complicações devido a exposição a radiação: tempo de meia vida do elemento radioativo; tempo de exposição e dose do material radioativo.

UM POUCO DE HISTÓRIA…

 Em meados de 1896, o físico W.C. Roentgen (1845-1923) descobriu raios capazes de atravessar diferentes materiais e escurecer filmes fotográficos, batizando os mesmos de Raios-X.  Estes são produzidos quando uma máquina acelera elétrons e os faz colidir contra uma placa de chumbo, ou outro material. Na colisão, os elétrons perdem a energia cinética, ocorrendo uma transformação em calor (quase a totalidade) e um pouco de raios-X. Estes raios atravessam corpos que, para a luz habitual, são opacos. O expoente de absorção deles é proporcional à densidade da substância. Por isso, é possível obter uma fotografia dos órgãos internos do homem com os raios-X.

¥ Em 1896, Becquerel, descobriu a radioatividade, através de experimentos baseados na “sensibilização” de filmes fotográficos quando expostos a sais de urânio. Ou seja, o urânio emitia radiações invisíveis, que seriam radiações de partículas.

¥ Com o feito, o casal Curie, após anos de estudo e experimentações, descobriram os elementos Rádio e Polônio, ambos radioativos.

¥ Na época em que J. J. Thomson propôs seu modelo (1904), H. Geiger e E. Marsden estudavam o espalhamento de feixes bem colimados de partículas alfa, que já se sabia serem núcleos de átomos de hélio, por finas folhas de ouro, hoje se conhece esse experimento como o de Rutherford (1911).

¥ Com a descoberta de Rutherford (átomos divisíveis, com núcleo denso e pequeno, elétrons girando ao redor do núcleo), a teoria atômica de Dalton e Thomson faziam parte do passado.

¥ Outros estudos surgiram, Física Quântica, para explicar melhor a composição do átomo, bem como sua estrutura. Isto foi possível com contribuições de vários cientistas: Bohr, De Broglie, Max Plank, Heisenberg, Sommerfeld, dentre outros.

¥ Em 1939, o mundo conhece a bomba atômica, cujo funcionamento envolve a energia proveniente dos núcleos de átomos radioativos, construída pelo cientistas J. Robert Oppenheimer (1904-1967), conhecido com o ‘pai da bomba’, e mais um grupo de cienistas, dentre os quais destaca-se: Niels Bohr (1885-1962); Albert Einstein (1879-1955), com sua Teoria da Relatividade e criação da clássica fórmula (e = m.c²),  com o movimento de corpos com pequena quantidade de matéria, com velocidade próximos a da luz, que é de aproximadamente trezentos mil quilômetros por segundo, pode-se gerar uma quantidade enorme de energia com uma pequena quantidade de massa; Enrico Fermi (1901-1954), construiu em 1941 um reator nuclear em uma quadra de squash na Universidade de Chicago, dentre tantos outros.

¥ A partir dos efeitos de uso da bomba atômica contra a humanidade, foi criado o Tratado de não Proliferação nuclear (TNP) e o avanço nos estudos para aplicações benéficas da energia proveniente dos núcleos instáveis.

Profª  Flávia Vasconcelos