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Fernando P. CarvalhoInstituto Tecnológico e Nuclear
Departamento de Protecção Radiológica e Segurança [email protected]
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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