efeitos biológicos das radiações

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Efeitos biológicos das radiações: aplicações e acidentes UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA – UNEB UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA – UNEB DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS HUMANAS – DCH6 DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS HUMANAS – DCH6 COLEGIADO DE BIOLOGIA COLEGIADO DE BIOLOGIA DOCENTE: MSC. DJALMA CARVALHAL DOCENTE: MSC. DJALMA CARVALHAL COMPONENTE CURRICULAR: BIOFÍSICA COMPONENTE CURRICULAR: BIOFÍSICA Discentes: Diele de Barros Mayse Santos Edimara Cássia Uilliam Hugo Ericarla Barbosa Záira Lisley 1

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Page 1: Efeitos Biológicos das Radiações

Efeitos biológicos das radiações: aplicações e

acidentes

UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA – UNEBUNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA – UNEBDEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS HUMANAS – DCH6DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS HUMANAS – DCH6COLEGIADO DE BIOLOGIACOLEGIADO DE BIOLOGIADOCENTE: MSC. DJALMA CARVALHALDOCENTE: MSC. DJALMA CARVALHALCOMPONENTE CURRICULAR: BIOFÍSICACOMPONENTE CURRICULAR: BIOFÍSICA

Discentes:

Diele de Barros Mayse Santos

Edimara Cássia Uilliam Hugo

Ericarla Barbosa Záira Lisley1

Page 2: Efeitos Biológicos das Radiações

Histórico 1895 - descoberta do raio x W.C. Roentgen

1896 - descoberta da radioatividade Antoine Henri Becquerel

1898 - descoberta do rádio Pierre e Marie Cure

1899 – cura de um tumor de pele

Resultados das exposições

Eritema de pele – ulceração – câncer de ossos

Efeitos biológicos das radiações

http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/historia.pdf

Histórico

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http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/historia.pdf

Page 3: Efeitos Biológicos das Radiações

1901- Pierre Curie repetiu o experimento produzindo queimadura com rádio em seu próprio antebraço

http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/historia.pdf

Efeitos biológicos das radiações Histórico

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Page 4: Efeitos Biológicos das Radiações

Efeitos causados pelas emissões radioativas sobre a natureza, especialmente os seres vivos.

Análise microscópicas do que ocorre com a passagem da radiação e liberação de sua energia em volumes muito pequeno

como células ou partes celulares.

Efeitos biológicos das radiações

RADIOBIOLOGIA

Radiobiologia

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Page 5: Efeitos Biológicos das Radiações

Fontes de radiação ambiental

Efeitos biológicos das radiações Fontes de radiação ambiental

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Page 6: Efeitos Biológicos das Radiações

Relação Dose/EfeitoEfeitos biológicos das radiações Relação Dose/Efeito

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Page 7: Efeitos Biológicos das Radiações

Manifestações dos efeitos biológicos da radiação

•Efeitos agudo

•Efeitos tardio

Efeitos biológicos das radiações Manifestações dos efeitos Biológicos da Radiação

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Page 8: Efeitos Biológicos das Radiações

Efeitos a curto prazo

• Observados em horas, dias ou semanas;

• Doses altas de radiação;

• Síndrome aguda: queda de cabelo, necrose de tecido, alteração no sistema sanguíneo;

• Pode ser letal;

Efeitos biológicos das radiações Efeitos a curto prazo

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Page 9: Efeitos Biológicos das Radiações

Relação sistema-dose

• Sistema hematopoiético – dose abaixo de 5 Sv;

• Sistema gastrintestinal – dose entre 5 e 20 Sv;

• Sistema nervoso central – dose acima de 50 Sv.

Efeitos biológicos das radiações Relação sistema-dose

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Page 10: Efeitos Biológicos das Radiações

Efeitos a longo prazo

http:

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Efeitos biológicos das radiações Efeitos a longo prazo

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Page 11: Efeitos Biológicos das Radiações

Somáticos

•Afeta o individuo e não transmite aos descendentes;

•Depende da dose e local;

•Câncer e Leucemia;

http://im

ages.google.com.br/

Efeitos biológicos das radiações Efeitos Somáticos

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Page 12: Efeitos Biológicos das Radiações

Grande incidência de câncer

•1913-1925;

•Relógios com radio radioativo;

•Necrose nos ossos;

Efeitos biológicos das radiações Incidência

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Page 13: Efeitos Biológicos das Radiações

INTERAÇÕES EMISSÕES - BIOSSISTEMAS

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Page 14: Efeitos Biológicos das Radiações

Por que as radiações agem sobre os biossistemas?

Efeitos biológicos das radiações Interações Emissões-Biossistemas

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Page 15: Efeitos Biológicos das Radiações

Efeitos biológicos das radiações Interações Emissões-Biossistemas

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Page 16: Efeitos Biológicos das Radiações

Efeitos biológicos das radiações Interações Emissões-Biossistemas

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Page 17: Efeitos Biológicos das Radiações

Por que as radiações provocam danos aos biossistemas ?

Efeitos biológicos das radiações Interações Emissões-Biossistemas

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Page 18: Efeitos Biológicos das Radiações

Alta energia;

Energias de processos biológicos são pequenas;

Pequena quantidade dissocia ligações moleculares -> ionizam átomos e moléculas;

Radicais químicos altamente reativos.

Efeitos biológicos das radiações Interações Emissões-Biossistemas

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Page 19: Efeitos Biológicos das Radiações

Níveis estruturais e efeitos das radiações

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Page 20: Efeitos Biológicos das Radiações

- Nível Molecular

- Nível Supramolecular

Efeitos biológicos das radiações Níveis estruturais e efeitos das radiações

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Page 21: Efeitos Biológicos das Radiações

A lesão inicial é molecular e se estende até sintomas de lesão no

corpo inteiro;

Aparecer associadas;

Limitar a determinadas estruturas;

Reversíveis e irreversíveis;

Níveis estruturais e efeitos das radiações

Efeitos biológicos das radiações Níveis estruturais e efeitos das radiações

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Page 22: Efeitos Biológicos das Radiações

Nível Molecular

Molécula do DNA;

Nível Supramolecular

Alterações biológicas

Tecido;

Célula;

Sistema.

Efeitos biológicos das radiações Alterações Biológicas

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Page 23: Efeitos Biológicos das Radiações

http://raqelpeixoto17.blogspot.com/2009/02/biosfera.html 23

Page 24: Efeitos Biológicos das Radiações

Nível Estrutura Efeitos observados

Molecular DNA Perda de NH 2 , oxidação da ribose, quebra da cadeia nucleotídica.

Organela MitocôndriaPerda da estrutura fina. Inativação dos processos Metabólicos.

Célula VáriasIniciação e inibição de mitose. Alterações na estrutura. Morte celular.

Tecidos Leucócitos Reprodução neoplásica, destruição completa.

Sistema Cardiovascular Perturbações circulatórias, taquicardia.

Corpo total Várias

Alopécia, anoréxia, distúrbios gastrointestinais,emagrecimento rápido e morte.

Efeitos biológicos das radiações em vários níveis estruturais

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Page 25: Efeitos Biológicos das Radiações

Nível Molecular

Função;

Carga elétrica;

Quebra de cadeias, etc.

Estrutura;

Efeitos biológicos das radiações Nível Molecular

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Page 26: Efeitos Biológicos das Radiações

Valor G

É um parâmetro que se convencionou para medir efeitos moleculares da radiação:

O valor G é o número de moléculas de Produto formado, a cada 100 eV de Energia absorvida.

Efeitos biológicos das radiações Valor G

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Page 27: Efeitos Biológicos das Radiações

Molécula Efeito observado G

DNA Ruptura de ponte H 60

DNA Ruptura de cadeia simples

1,0

DNA Ruptura de cadeia dupla 1,5

H2O Radicais (vários) 0,5 – 2,6

Enzimas diversas Inativação 0,5 – 4

Catalase Inativação 0,009

Valores de G em biomoléculas

Efeitos biológicos das radiações Valor G

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Page 28: Efeitos Biológicos das Radiações

http://mamainfo.org.br/texto.asp?c=radiobiologia

A molécula de DNA é a mais sensível – 1 dose de 100 eV = quebra de 60 pontes de H

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Page 29: Efeitos Biológicos das Radiações

Respostas do DNA às radiações

Tipo de radiação;

pH do meio;

Temperatura;

Teor de oxigênio;

Presença de aceptores de radicais livre;

Características do próprio DNA.

Efeitos biológicos das radiações Resposta do DNA às radiações

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Page 30: Efeitos Biológicos das Radiações

Alterações estruturais das bases nitrogenadas e das desoxirriboses;

Eliminação de bases;

Rompimento de pontes de hidrogênio entre duas hélices;

Ruptura de uma ou duas cadeias;

Ligações cruzadas entre moléculas de DNA e proteínas.

Entre os efeitos estão:

Respostas do DNA às radiaçõesEfeitos biológicos das radiações Resposta do DNA às radiações

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Page 31: Efeitos Biológicos das Radiações

Nível Supramolecular

As células e tecidos apresentam uma sensibilidade diferencial muito grande.

Muito sensíveis Medianamente sensíveis Menos sensíveis

Tecido hematopoiético: - linfócitos, - eritroblastos - mieloblastos

Células endoteliais Células ósseas

Células epiteliais:-testículos- ovários - pele

Tecido conectivo Células nervosas

Células tubulares dos rins

Células musculares

Efeitos biológicos das radiações Nível Supramolecular

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Page 32: Efeitos Biológicos das Radiações

Nível Supramolecular

Alteração mais frequênte pelo efeito da radiação = leucemia linfocítica

Sensibilidade das gônadas

Células nervosas = menos sensíveis

Sistema nervoso (alta organização) = sistema mais sensível

Efeitos biológicos das radiações Nível Supramolecular

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Page 33: Efeitos Biológicos das Radiações

Fatores de sensibilidade Tecidual

(ordem decrescente) Maior quantidade de água;

Maior concentração de DNA;

Taxa elevada de reprodução;

Baixo grau de diferenciação celular ( células jovens).

Efeitos biológicos das radiações Fatores de Sensibilidade Tecidual

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Page 34: Efeitos Biológicos das Radiações

Um sistema biológico é mais radiossensível quando irradiado em presença de oxigênio

Efeito oxigênio

Isquemia (reduzida radiação sanguínea) = + resistência a radiação

Pele normal = menos resistência a radiação

Presença do O2 em todos biossistemas

Efeitos biológicos das radiações Efeito Oxigênio

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Page 35: Efeitos Biológicos das Radiações

RadiossensibilidadeEstudos realizados a partir da irradiação de culturas bacterianas

permitiram comparar a radiossensibilidade em diferentes momentos ao longo do crescimento celular.

Radiossensibilidade

Efeitos biológicos das radiações Radiossensibilidade

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Page 36: Efeitos Biológicos das Radiações

As células são bastantes sensíveis na fase M, ou nas suas proximidades;

A resistência é maior ao final da fase S;

Quando a fase G1 é relativamente longa, ocorre um período de radiorresistência ao seu início, seguido de um período de maior sensibilidade;

A fase G2 caracteriza-se por elevada sensibilidade, ás vezes comparável á observada na fase M.

Efeitos biológicos das radiações Radiossenbilidade

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Page 37: Efeitos Biológicos das Radiações

Radiossensibilidade animal

Efeitos biológicos das radiações Radiossensibilidade animal

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Page 38: Efeitos Biológicos das Radiações

A radiosensibilidade também depende da eficiência dos mecanismos de reparação

celular no DNA e a ação de outros agentes químicos.

Efeitos biológicos das radiações Radiossenbilidade

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Page 39: Efeitos Biológicos das Radiações

NÃO HÁ NENHUMA ESPÉCIE TOTALMENTE RESISTENTE AO EFEITO DAS RADIAÇÕES.

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http://www.google.com.br/imgres?imgurl=http://

Efeitos biológicos das radiações Radiossenbilidade

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Page 40: Efeitos Biológicos das Radiações

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Page 41: Efeitos Biológicos das Radiações

A cada dia, novas técnicas nucleares são desenvolvidas nos diversos campos da atividade humana, possibilitando a

execução de tarefas impossíveis de serem realizadas pelos meios convencionais.

http://images.google.com.br/ http://images.google.com.br/

http://images.google.com.br/ http://images.google.com.br/ http://images.google.com.br/

Efeitos biológicos das radiações Aplicação dos Radiações

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Page 42: Efeitos Biológicos das Radiações

Os radioisótopos emitem radiação que podem atravessar objetos;

Detectores de radiação;

Traçadores Radioativos;

Traçadores Radioativos

http://images.google.com.br/

Efeitos biológicos das radiações Traçadores Radioativos

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Page 43: Efeitos Biológicos das Radiações

É possível acompanhar, com o uso de traçadores radioativos, o metabolismo das plantas, verificando o que elas precisam para

crescer, o que é absorvido pelas raízes e pelas folhas e onde um determinado elemento químico fica retido.

Aplicação na Agricultura

Autorradiografia de plantas;

http://images.google.com.br/

Efeitos biológicos das radiações Aplicação na Agricultura

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Page 44: Efeitos Biológicos das Radiações

A técnica do uso de traçadores radioativos também possibilita o estudo do comportamento de insetos, como abelhas e formigas.

A “marcação” de insetos com radioisótopos também é muito útil para eliminação de pragas, identificando qual predador se alimenta de

determinado inseto indesejável. Neste caso o predador é usado em vez de inseticidas nocivos à saúde.

http://images.google.com.br/

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ages.google.com.br/

Efeitos biológicos das radiações Aplicação na Agricultura

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Page 45: Efeitos Biológicos das Radiações

Ainda no campo dos alimentos, uma aplicação importante é a irradiação para a conservação de produtos agrícolas, como batata, cebola, alho e feijão. Batatas irradiadas

podem ser armazenadas por mais de um ano sem murcharem ou brotarem.

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ages.google.com.br/

Efeitos biológicos das radiações Aplicação na Agricultura

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Page 46: Efeitos Biológicos das Radiações

Aplicações na Indústria Gamagrafia

Impressão de radiação gama em filme fotográfico.

Os fabricantes de válvulas usam a gamagrafia, na área de Controle da Qualidade, para verificar se há

defeitos ou rachaduras no corpo das peças.

http://images.google.com.br/

Efeitos biológicos das radiações Aplicações na Indústria

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Page 47: Efeitos Biológicos das Radiações

As empresas de aviação fazem inspeções frequentes nos aviões, para verificar se há “fadiga” nas partes metálicas e

soldas essenciais sujeitas a maior esforço (por exemplo, nas asas e nas turbinas) usando a gamagrafia.

http://images.google.com.br/

Efeitos biológicos das radiações Aplicações na Indústria

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Page 48: Efeitos Biológicos das Radiações

DATAÇÃO POR CARBONO-14O C-14 resulta da absorção contínua dos nêutrons dos raios

cósmicos pelos átomos de nitrogênio nas altas camadas da atmosfera. Esse isótopo radioativo do carbono se combina com o

oxigênio, formando o CO2, que é absorvido pelas plantas.

Fósseis de madeira, papiros e animais contêm C-14, cuja meia-vida é de 5.600 anos. Isso significa que, a cada 5.600 anos, a atividade do C-14 é reduzida à metade. Medindo-se a proporção de C-14 que ainda existe nesses materiais é possível saber a “idade” deles. Foi assim, por exemplo, que se determinou a

idade dos Pergaminhos do Mar Morto.

http://images.google.com.br/

Efeitos biológicos das radiações Datação por Carbono-14

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Page 49: Efeitos Biológicos das Radiações

A Medicina Nuclear

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Page 50: Efeitos Biológicos das Radiações

RADIOTERAPIA

• Raios X

• Radiação Gama

• Feixes elétrons

• Tratamento de Tumores

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 intermediários ou adjacentes.

http://images.google.com.br/

Efeitos biológicos das radiações Medicina Nuclear

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Page 51: Efeitos Biológicos das Radiações

Radioterapia localizada para tipos específicos de tumores e em locais específicos do corpo humano;

Fontes radioativas emissoras de radiação gama de baixa e média energia, encapsuladas em aço inox ou em platina;

A proximidade da fonte radioativa afeta mais precisamente as células cancerígenas e danifica menos os tecidos e órgãos próximos.

BRAQUITERAPIA

Braquiterapia: Implante temporário e direto no tumor

de uma substância radioativa.

Braquiterapia: Implante temporário e direto no tumor

de uma substância radioativa.

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Efeitos biológicos das radiações Medicina Nuclear

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Page 52: Efeitos Biológicos das Radiações

Imagem gerada quando Feixes de raios X ou Raios gama atravessam a região de estudo e interage com uma emulsão fotográfica ou tela fluorescente.

RADIOGRAFIA

http://images.google.com.br/

Efeitos biológicos das radiações Medicina Nuclear

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Page 53: Efeitos Biológicos das Radiações

O princípio da tomografia consiste em ligar um tubo de raios X a um filme radiográfico por um braço rígido que gira ao redor de um determinado ponto, situado num plano paralelo à película. Assim, durante a rotação do braço, produz-se a translação simultânea do foco (alvo) e do filme. Obtém-se imagens de planos de cortes sucessivos, como se observássemos fatias seccionadas, por exemplo, do cérebro.

TOMOGRAFIA

http://images.google.com.br/

http://images.google.com.br/

Efeitos biológicos das radiações Medicina Nuclear

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Page 54: Efeitos Biológicos das Radiações

O tecido da mama é difícil de ser examinado com o uso de radiação penetrante, devido às pequenas diferenças de densidade e textura de seus componentes como, o tecido adiposo e fibroglandular;

A imagem é obtida com o uso de um feixe de raios X de baixa energia, produzidos em tubos especiais, após a mama ser comprimida entre duas placas.

MAMOGRAFIA

http://images.google.com.br/

Efeitos biológicos das radiações Medicina Nuclear

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Page 55: Efeitos Biológicos das Radiações

Radioproteção e higiene das radiações

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Page 56: Efeitos Biológicos das Radiações

Radioproteção e higiene das radiações

Utilizadas em condições padronizadas;

As medidas usadas podem ser agrupadas em 3 itens:

Controle da exposição;

Diminuição da exposição- blindagem;

Quimioproteção.

Efeitos biológicos das radiações Radioproteção e Higiene das radiações

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Page 57: Efeitos Biológicos das Radiações

Controle da exposiçãoDistância da fonte

Atuação no Ar;

Importante para radiação ALFA e BETA;

Intensidade varia com o inverso do quadrado da distancia.

Tempo de exposição

Exposição mínima;

Monitores de exposição(filmes, dosímetros, indicadores de ionização, etc).

Efeitos biológicos das radiações Radioproteção e Higiene das radiações

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Page 58: Efeitos Biológicos das Radiações

Diminuição da exposição - Blindagem

Consiste no uso de barreiras absorventes, Chumbo;

Adequada ao tipo de radiação:

Chumbo para Gama;

Acrílico ou Lucite para Beta;

Materiais hidrogenados para nêutrons;

Efeitos biológicos das radiações Radioproteção e Higiene das radiações

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Page 59: Efeitos Biológicos das Radiações

Quimioproteção

Quimioterápicos para diminuir os efeitos das radiações;

100% eficientes;

Efeitos biológicos das radiações Radioproteção e Higiene das radiações

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Page 60: Efeitos Biológicos das Radiações

ACIDENTES RADIOATIVOS

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Page 61: Efeitos Biológicos das Radiações

O Césio 137 No dia 13 de setembro de 1987;

Dois catadores de lixo encontraram um aparelho na Santa Casa de Misericórdia de Goiânia ;

Venderam o aparelho para o dono de um ferro-velho;

Césio 137 manifestação de diversos sintomas;

Muitas pessoas não tinham a menor idéia do que havia acontecido;

Hospitais não eram capacitados para diagnosticar.

No dia 29 de setembro de 1987->Síndrome Aguda de Radiação,

Máquina encaminhada de radioterapia até a sede da Vigilância Sanitária.

Efeitos biológicos das radiações Acidentes radioativos

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Page 62: Efeitos Biológicos das Radiações

Equipe atuando na descontaminação do ambiente

Efeitos biológicos das radiações Acidentes radioativos

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Page 63: Efeitos Biológicos das Radiações

1945: EUA jogam bombas Atômicas no Japão (Hiroshima e Nagasaki);

Os efeitos causados pela bomba em Hiroshima foram como em Nagasaki devastadores;

Em Hiroshima foram mortas mais de sessenta mil pessoas;

As consequências das bombas atômicas foram desastrosas;

Danos  genéticos causados pela radiação.

Hiroshima e Nagasaki

Efeitos biológicos das radiações Acidentes radioativos

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Page 64: Efeitos Biológicos das Radiações

Efeitos biológicos das radiações Acidentes radioativos

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Page 65: Efeitos Biológicos das Radiações

DESASTRE DE CHERNOBYL

26 de abril de 1986 Ucrânia;

Nuvem radioativa mil vezes maior que a de bomba de Hiroxima;

Conseqüências trágicas para o ambiente e a saúde de milhares de pessoas;

Mais de 30 pessoas morreram imediatamente;

100 mil tiveram que ser retiradas evacuadas;

Pessoas que nascem ou moram em Chernobyl têm problemas relacionados com a radiação;

Efeitos biológicos das radiações Acidentes radioativos

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Page 66: Efeitos Biológicos das Radiações

Argentina – La Plata/1968:Argentina – La Plata/1968: Soldador boliviano encontrou fonte de césio 137 e guardou no bolso do avental durante cerca de 18 h.

120 dias depois do acidente 280 dias depois do acidente

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Efeitos biológicos das radiações Acidentes radioativos

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Page 67: Efeitos Biológicos das Radiações

Polônia – Bialystok/2001:Polônia – Bialystok/2001: Em fevereiro de 2001, cinco pacientes são submetidos à super-exposição durante radioterapia. O acidente ocorreu após uma queda de energia e posterior restauração do sistema.

Paciente I em 4 de junho de 2001 Paciente IV em maio de 2002

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Efeitos biológicos das radiações Acidentes radioativos

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Page 68: Efeitos Biológicos das Radiações

Tailândia - Samut Prakarn/2000:Tailândia - Samut Prakarn/2000: Cabeçote usado em radioterapia, contendo uma fonte de 60Co foi parcialmente desmontado em um depósito onde era mantido sem autorização das autoridades tailandesas.

Paciente III: necrose e descamação Paciente II: descamação 7 23 dias depois do acidente semanas depois do acidente

http://www.google.com.br/imgres

Efeitos biológicos das radiações Acidentes radioativos

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Page 69: Efeitos Biológicos das Radiações

CONDERAÇÕES FINAIS

Entender os processos, os efeitos biológicos das

radiações e consequentemente suas aplicações no

tratamento de possíveis anomalias faz com o homem

possa usufruir de maneira segura das radiações, evitando

assim possíveis danos a sua saúde e ao meio ambiente.

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Page 70: Efeitos Biológicos das Radiações

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referênciasLivros:

CARDOSO, ELIEZER DE MOURA. Apostila Educativa: Aplicações da Energia Nuclear. Comissão Nacional de Energia Nuclear. Rio de Janeiro.

OKUNO, Enrico; CALDAS, Iberê Luiz; CHOW, Cecil. . Física para ciências biológicas e biomédicas. São Paulo Harper & How do Brasil c1982 490 p.

GARCIA, Eduardo A. C. . Biofísica. Sao Paulo: Sarvier, 2002. 387p.

HENEINE, Ibraim Felippe. Biofísica básica. São Paulo: Atheneu, 2006. 391 p.

Sites:

www.fiocruz.br – acessado em 11 de Janeiro de 2010, às 17:00;www.fisica.net – acessado em 11 de Janeiro de 2010, às 17:30;www.sindipetro.org.br – acessado em 11 de Janeiro de 2010, às 18:00;