o potencial da radiaÇÃo ionizante -...
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Métodos radiomiméticos
Química Radicalar
FeIIEDTA + H2O2 FeIIIEDTA + HO• + HO‒
H2O2 2 HO•hν
Radiação Ionizante
Decaimento de isótopos radioactivos
Radiação Ionizante - fontes
Excesso de
protões e neutrões
Excesso de
protões
Excesso de
neutrões
Excesso de
energia
+ +++
+
++ +
+
+
+
+ +++
+
++ +
+
+
+
+ +++
+
++ +
+
+
+
+ +++
+
++ +
+
+
+
+ ++++
+
++ +
+
+
+ partícula β
++
++++
+
+
+
++ partícula α
_
+ +++
+
++ +
+
+
radiação X
+ +++
+
++ +
+
+
+ radiação gama
_
Decaimento de isótopos radioactivos
Radiação Ionizante - fontes
Partículas aceleradas de alta energia
Radiação Ionizante - fontes
Partículas aceleradas electrões1H+, 2H+
iões pesados
neutrões
Raios X Radiação electromagnética de elevada
energia (E > 100 eV) provocada pela
desaceleração de electrões rápidos
Interacção com a matéria
Radiação Ionizante
LET - quantidade de energia perdida
por unidade de distância percorrida
Campus Tecnológico e Nuclear
1961 - Laboratório de Física e Engenharia Nucleares (LFEN)
1979 - Laboratório Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial (LNETI)
1985 - Instituto de Ciências e Engenharia Nucleares (ICEN)
1992 - Instituto Nacional de Engenharia e Tecnologia Industrial (INETI)
1994 - Instituto Tecnológico e Nuclear (ITN)
2012 2012 2012 2012 ---- Campus Tecnológico e Nuclear (CTN) Campus Tecnológico e Nuclear (CTN) Campus Tecnológico e Nuclear (CTN) Campus Tecnológico e Nuclear (CTN) ---- Pólo de Loures do ISTPólo de Loures do ISTPólo de Loures do ISTPólo de Loures do IST
Instalação de Radiações Ionizantes - IRIS
Fonte experimental de 60Co
1971 - Instalação (10 kCi) 2009 - Recarregamento (8,2 kCi) 2015 - Automação (4,0 kCi)
Vista interior lateral Vista interior traseira
Fonte experimental de 60Co
1,91
1,74
1,711,92 2,00
2,32 2,30
1,301,42 1,39
2,062,17
0,81 0,820,86
0,31
0,17
0,540,47 0,48
0,27 0,28
0,110,10 0,11
0,170,17
t1/2(60Co) = 5,27 anos
Mapeamento (dosimetria)
Nível 2 (kGy/h, 11.2013)
Acelerador de electrões
10 MeV
8‐12 MeV
4 µµµµs
10‐150 Hz
Feixe de electrões
Feixe fotões (alvo de tungsténio)
Tempo de pulso
Frequência de repetição
Química sob RadiaçãoEstudo dos efeitos químicos produzidos num sistema pela absorção de radiação ionizante
60 - 70%
30 – 40%
Radiólise da água
Rendimento radiolítico, G
(100 eV)-1 = 0,1036 μmolJ-1
Efeito directo da RI
Efeito indirecto da RI
Radiólise da água
1MX
3MX
13DMU
N2O saturated (HO••••)Dose: 4 kGy
O2 saturated (HO•••• , O2•−•−•−•−)
Dose: 6 kGy
137TMX13DMX
37DMX
37DMU
Radiólise de xantinas
Dosimetria
Solução de Fe2+ em meio ácido:
e‒aq + H+ → H•
Solução de Fricke – dosimetria padrão
G(Fe3+) = 2G(H2O2) + 3G(H•) + G(HO•)
60Co γ radiation: G(Fe3+) = 15,5
Absorvância a 305 nm
Gray (Gy) – energia absorvida
por unidade de massa (J kg-1)
DosimetriaRotina
Dose (kGy) = B4x4 + B3x3 + B2x2 + B1x + A
x (cm‐1): absorção específica
DO = log (I0/It)
I0,It: luz transmitida antes (referência) e após o impulso de electrões
Radiólise Pulsada
Fotocátodo de Cs2Te
Energia: 4 - 9 MeV
Pulso de electrões < 5 ps
Radiólise Pulsada (ELYSE – LCP, Orsay)
Aplicações – tratamento de efluentes gasosos
Central eléctrica de Pomorzany, Polónia
Aplicações – tratamento de efluentes líquidos
R. Melo et.al., Rad Phys Chem 77 (2008) 98-100
Corante (Apollofix Red)
Fármaco (diclofenac)
Aplicações – irradiação de fármacos
Vantagens:
• Inactivação eficiente
• Temperatura ambiente
• Embalagem final
• Produtos radiolíticos vestigiários
• Económico
Dmax - resistência do fármaco à RI
Dmin - validação da esterilização por RI
Uniformidade de dose: Dmax/Dmin
Desvantagens:
• Fármaco irradiado é considerado
um novo fármaco
• Estado sólido: ligeiras alterações
na cor e sabor
Aplicações – irradiação de alimentos
28 Days Later (Danny Boyle, 2002) A. Fernandes et.al., Food Res Internat, 54 (2013) 18-25
S. Cabo Verde et.al., J Toxicol Env Heal A, 76 (2013) 291-303
Aumento do tempo de prateleira
Descontaminação
Não invasivo
Não deixa resíduos
Temperatura ambiente
Aplicações – preparação de materiais (grafting)
Nova geração de polímeros adequados a
aplicações biotecnológicas de elevada
especificidade
Monómero: HEMA (metacrilato de 2-hidroxietilo)
Matriz: polietileno
Grafting induzido por radiação gama
Filmes copoliméricos PE-g-HEMA
L. Ferreira, Tese de Doutoramento (FCUL, 2008)
Aplicações – conservação de património cultural
Banho pressurizado com resina de poliéster insaturado e estireno
Crosslinking controlado pelo débito de dose (0,5 – 1,0 kGy/h)
Polimerização completa: 30 – 40 kGy
©ARC-Nucléart
13 de Fevereiro [email protected]
Agradecimento:
FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Projecto ARIAS: RECI/AAG‐TEC/0400/2012