radioatividade prof. manuel barros

Faculdade de Ciências da Universidade do Porto

RADIOATIVIDADE

APLICAÇÕES, VANTAGENS E DESVANTAGENS

Mestrado em Ensino da Física e da Química no

3º Ciclo do Ensino Básico e Secundário

ORIENTADORA: DOUTORA ANA MARIA MELO VENTURA REIS

COORDENADOR: DOUTOR PAULO SIMEÃO DE CARVALHO

Manuel Joaquim Coelho Barros

Março 2014

2

Índice ................................................................................................................................................... 2

1. Descoberta da radioatividade ....................................................................................................... 3

2. Fontes de radiação ......................................................................................................................... 4

2.1. Ocorrências naturais .................................................................................................................. 4

2.1.1.Radiação terrestre ................................................................................................................ 4

2.1.2.Radiação cósmica ................................................................................................................ 5

3. Decaimento radioativo ................................................................................................................... 6

3.1. Decaimento α ............................................................................................................................ 6

3.2. Decaimento β- ............................................................................................................................ 7

3.3. Decaimento β+ ........................................................................................................................... 7

3.4. Captura eletrónica ...................................................................................................................... 7

3.2. Emissão γ ................................................................................................................................... 8

4. Lei do decaimento radioativo ........................................................................................................ 8

5. Reações nucleares ........................................................................................................................... 9

5.1. Fissão nuclear ............................................................................................................................ 9

5.2. Fusão nuclear ........................................................................................................................... 10

5.3. Ocorrências artificiais .............................................................................................................. 11

5.3.1 Reatores nucleares. ............................................................................................................ 12

5.3.2.Acidentes em instalações nucleares ................................................................................... 14

6. Perigosidade da radiação ionizante ............................................................................................ 14

7. Aplicações da radiação ionizante ................................................................................................ 15

7.1. Medicina .................................................................................................................................. 15

7.2. Indústria ................................................................................................................................... 17

7.3. Arqueologia ............................................................................................................................. 17

8. Conclusões ..................................................................................................................................... 18

9. Referências bibliográficas ........................................................................................................... 19

3

1. Descoberta da radioatividade

A 8 de novembro de 1895, W.C. Roentgen estava a trabalhar no laboratório, da

Universidade de Wurzburg, com um tubo de raios catódicos e conseguiu observar que estes raios

atingiam um alvo colocado no interior do tubo que podiam atravessar corpos opacos e excitar uma

tela fluorescente ou um filme fotográfico. Por não saber a proveniência destes raios, Roentgen

batizou-os de raios X. Esta descoberta, abriu as portas à deteção radioativa.

Antoine-Henri Becquerel (1852-1908) descobriu o fenómeno da radioatividade ao

desenvolver experiências com urânio. O seu pai, Edmund Becquerel (1820-1891), já se interessava

pela fluorescência de sais de urânio e em 1880 Henri Becquerel reparou que um composto de

urânio, sulfato de potássio e uranilo, K2UO2(SO4)2.2H2O apresentava fluorescência quando excitado

pela luz U.V. Era um fenómeno idêntico ao dos raios X e concluiu que este composto emitia um

tipo de radiação, capaz de atravessar um papel negro e manchar uma chapa fotográfica. Becquerel

apercebeu-se ainda da capacidade que a radiação proveniente dos sais de urânio, tinha para ionizar

gases e conduzir a corrente elétrica. [1]

Marie Curie nasceu em Varsóvia, a 7 de dezembro de 1867. Ainda jovem mudou-se para

Paris. Licenciou-se em Ciências Matemáticas e Física, na Universidade de Sorbonne. Casou-se em

1895 com Pierre Curie, professor de Física. [2]

Através do incentivo de Henri Becquerel, começou a estudar as radiações emitidas pelos

sais de urânio por ele descobertas. Em conjunto com o seu marido, começou a examinar materiais

que produziam este tipo de radiação e tentou identificar novos elementos, que supostamente

existiam em minerais como a pechblenda, (variedade de uraninita, a partir da qual se extrai o

urânio purificado e concentrado sob a forma de sal amarelado, sendo conhecido como

“yellowcake”). [3]

A decomposição química e o fracionamento da pechblenda, levou à descoberta de um novo

elemento radioativo. Marie Curie afirma, “Cremos que a substância que retiramos da pechblenda

contêm um metal ainda não identificado. Se a existência desse novo elemento for confirmada,

propomos dar-lhe o nome de polónio, nome do país de origem de um de nós”, [4] mais tarde

descobriram um novo elemento o rádio, quimicamente semelhante ao bário que viria a ser

identificado através da espetroscopia. O rádio foi encontrado numa fração de bário separado

quimicamente da pechblenda (uranite) que continha 75% de U3O8 e concluíram que o rádio podia

ser concentrado a partir do bário através da cristalização fracionada.[1]

4

Ernest Rutherford (1871-1937) provou que taxa de emissão de radiação não era constante,

mas diminuía exponencialmente com o tempo e que os processos radioativos eram acompanhados

de mudanças nas propriedades químicas dos átomos. Foi premiado com o Nobel da Química em

1908, devido à sua investigação sobre a desintegração dos elementos radioativos e química das

substâncias radioativas.

2. Fontes de radiação.

2.1. Ocorrências naturais.

Grande parte da radiação a que nos encontramos sujeitos é proveniente de fontes naturais,

como o Espaço, a Terra, o ar que está à nossa volta e a cadeia alimentar.

2.1.1. Radiação terrestre.

Todos os elementos de origem natural cujo número atómico é superior a 83 (Bismuto) são

radioativos. Existem elementos radioativos naturais que não têm isótopos estáveis como, por

exemplo o urânio. Estes elementos têm decaimentos sucessivos, até alcançarem um núcleo estável

mais leve, constituindo uma cadeia ou sequência radioativa.

Há três cadeias que se podem encontrar na natureza, a do urânio, tório e actínio.

Fig.1. Séries radioativas naturais.

Fonte : http://qualidadeonline.wordpress.com/category/radioatividade/

O urânio de número de massa 238 depois de 14 decaimentos (8 emissões α, 6 emissões β) dá origem a um núcleo estável de Chumbo (Pb) com número de massa 206.

5

O tório de número de massa 232 dá origem a um núcleo estável de Chumbo (Pb) com

número de massa 208.

O actínio de número de massa 227 dá origem a um núcleo estável de chumbo (Pb) com

número de massa 207. [1]

2.1.2. Radiação cósmica.

Os radionuclídeos cosmogénicos formam-se devido à interação da radiação cósmica, com os

gases presentes na atmosfera. A radiação cósmica é constituída, por um fluxo de partículas de alta

energia proveniente do espaço interestelar. Os raios cósmicos colidem com os átomos da atmosfera

e originam uma “cascata” de neutrões e protões, que ao interagirem com os núcleos de oxigénio,

azoto e carbono dão origem a outros elementos, alguns deles isótopos radioativos.

Fig. 2. Raios cósmicos que interagem com núcleos leves e originam novos elementos.

Fonte: https://indico.cern.ch/conferenceDisplay.py?confId=99542

Cosmic Ray detectors for Education

C!!" + 1p ⟶ 𝐵𝑒 + 𝐿𝑖!!

!!

N!!" + 1n ⟶ 𝐵𝑒 + 𝐿𝑖!!

!!

N!!" + 1n ⟶ 𝐵𝑒 + 𝐵𝑒!!"

!!

𝑁 !!" + 1p ⟶ 𝐵𝑒 + 2 𝐻𝑒!

!!! 2+ [5]

Em termos de contribuição à exposição do ser humano os mais importantes são o 3H , o 14C,

o 7Be e o 22Na. [5]

6

3. Decaimento radioativo

A maior parte dos núcleos são combinações estáveis de nucleões, mas algumas das

combinações de protões e neutrões originam núcleos instáveis ou radioativos. Estes núcleos

instáveis, tendem a formar configurações estáveis emitindo partículas e radiação eletromagnética.

Fig.3. Nuclídeos estáveis e radioativos.

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Núcleo_atómico

Os principais tipos de emissão de radiações nucleares são:

3.1. Decaimento α

As partículas α são núcleos de 𝐻𝑒! ! . O decaimento α é um processo em que o núcleo emite

uma partícula α e dá origem a um núcleo filho que tem menos dois neutrões e dois protões que o

núcleo progenitor.

Se X for o núcleo pai e Y o núcleo filho, o processo de decaimento pode ser expresso por:

𝑋 ! ! → 𝑌!!!!!

!!! + 𝐻𝑒!!!! [6]

A energia disponível no decaimento α é dada por:

Qα = [ M (A,Z) – M (A - 4, Z- 2) – Mα ] c2

O 𝑈!"!"# emite uma partícula α e desintegra-se da seguinte maneira

𝑈 !"!"# → 𝑇ℎ!! + 𝐻𝑒!!!

!!"!"# , as partículas α são extremamente estáveis.

7

3.2. Decaimento β-

Os núcleos que tem um número excessivo de neutrões se comparados com os isótopos

estáveis


𝑋 ! ! → 𝑌!!!!

! + β- + ν [6] A energia disponível no decaimento β- é dada por:

Qβ- = [M (A,Z) – M (A, Z+1)] c2

O 𝐶 !!" é um emissor β- e desintegra-se de acordo com o esquema:

𝐶 !!" → 𝑁! + 𝛽! +!

!" ν ν – antineutrino – partícula neutra e de massa muito pequena.

3.3. Decaimento β+

Os núcleos que tem um número relativamente grande de protões, podem ser instáveis e

emitir positrões (carga +e) .


𝑋 !! → Y! + 𝛽!!!!

! + ν [6] A energia disponível no decaimento β+ é dada por:

Qβ+ = [M (A,Z) – M (A, Z-1) – 2me] c2

O 𝐶 !!! é um emissor β+ e desintegra-se de acordo com o esquema:

𝐶 !!! → B! + 𝛽!!

!! + ν

ν - neutrino – partícula neutra e de massa muito pequena.

3.4. Captura eletrónica

Um protão no interior do núcleo captura um eletrão das camadas mais interiores, como a

camada K e tem como resultado, a reação nuclear de um protão, segundo a equação :

𝑝 + 𝑒!→ n


𝑋 + 𝑒!!! → 𝑌!!!

! [6] A energia disponível na captura eletrónica é dada por:

QCE = [M (A,Z) – M (A, Z-1)] c2

Um exemplo de captura eletrónica :

𝑁𝑎 + 𝑒!!!!! → 𝑁𝑒!"

!!

8

3.5. Emissão γ

Resulta da libertação de energia em excesso por um núcleo de um átomo emitindo ondas

eletromagnéticas de elevada frequência. A emissão γ esta associado a decaimentos como o α e β

se os nuclídeos filhos estiverem num estado excitado.

Um exemplo de decaimento γ :

𝑅𝑛∗ !"!!! → 𝑅𝑛 + 𝛾!"

!!!

𝑅𝑛∗ !"!!! - representa um núcleo de radão no estado excitado. [7]

4. Lei do decaimento radioativo

Em 1900, Rutherford descobriu que a taxa de emissão de radiação não era constante mas

diminuía exponencialmente com o tempo.

O número de núcleos radioativos dN que decaem é proporcional ao intervalo de tempo dt e

ao número de núcleos presentes é dado pela equação: !"!= − 𝜆dt

λ – Constante de desintegração (s-1)

Se N0 for o número de núcleos no instante t = 0 o número de núcleos remanescentes após o

tempo t é dado pela expressão:

𝑵 = 𝑵𝟎 𝒆!𝝀𝒕 – Lei do decaimento radioativo [7]

A lei do decaimento radioativo pode ser representada graficamente, da seguinte forma:

Fig.4. Decaimento radioativo como função do tempo.

Fonte: http://www.portalsaofrancisco.com.br/alfa/fisica-nuclear/fisica-nuclear-4.php

Para cada nuclídeo há um intervalo de tempo t1/2, tempo de semi transformação durante o

qual o número de núcleos é reduzido a metade do inicial.

9

Substituindo 𝑁 = !!!

na equação (1) obtém-se :

𝟏𝟐𝑵𝟎 = 𝑵𝟎 𝒆!𝝀𝒕𝟏/𝟐 ou 𝑒!"!/! = 2 ↔ λt1/2 = ln 2 = 0,693

t1/2 = 0,693 / λ

λ– constante de decaimento. A atividade de uma substância é a taxa de desintegração dos núcleos radioativos e obtém-se

da seguinte maneira: !"!"

= - λNo𝒆!𝝀𝒕𝟏/𝟐 = - λ N

A= CλN

A atividade é expressa em curies (Ci) .

O Curie define-se como a atividade de uma substância que se desintegra a um ritmo de

3,70000 x 1010 núcleos por segundo. [6]

A unidade da atividade no S.I. é o Becquerel (Bq) que corresponde a uma d.s-1.

(desintegração *segundo-1) e é igual a 2,7 x 10 -11 Ci.

5. Reações nucleares.

Uma reação nuclear, carateriza-se por ser uma transformação onde ocorrem mudanças nos

núcleos dos átomos. As reações nucleares envolvem alterações no número de nucleões de um

átomo. Estas reações podem originar novos elementos (por alteração do número de protões) ou

novos isótopos (por alteração do número de neutrões).

5.1. Fissão nuclear

Núcleos pesados (Z > 92) podem sofrer fissão espontânea. A fissão como processo natural é

muito rara (o U!"!"# sofre fissão espontânea com uma meia-vida de aproximadamente 1016 anos).

Núcleos pesados como o urânio e o plutónio colidem com um neutrão, o núcleo fica

instável e divide-se em dois fragmentos. Dependendo da reação podem ser emitido 1, 2 ou 3

neutrões.

Por exemplo:

n + 235U → 236U

236U → 141Ba + 92Kr + 3n [8]

10

Fig.5. Reação em cadeia.

Fonte: http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/16308/05_teoria.htm

O urânio que existe na natureza é constituído por 99,3% de 238U e 0,7% de 235U para, ser

passível de fissão com neutrões térmicos procede-se ao enriquecimento de urânio aumentando a

percentagem de 235U em relação ao 238U. [8]

5.2. Fusão nuclear.

Para realizar uma reação de fusão nuclear é necessário aproximar dois núcleos que, devido

ao facto de terem carga positiva têm tendência a repelir-se. Para obter energia a partir da fusão

nuclear é preciso aquecer os nuclídeos, a temperaturas elevadas da ordem dos 100 milhões de graus

Celsius (10 Kev). Temperaturas desta ordem de grandeza ocorrem no interior das estrelas e a

matéria, nelas contida fica no estado de plasma. O plasma é um gás ionizado com eletrões e iões

positivos que existe na natureza sob diversas formas, aliás 99 por cento da matéria do Universo

encontra-se na forma de plasma, o quarto estado da matéria. Um dos maiores problemas dos

reatores nucleares de fusão é manter o estado de plasma confinado o tempo suficiente, para que as

reações ocorram.

11

Fig.6 – Representação de um plasma.

Fonte: Fusão nuclear opção energética para o futuro. Manso.M.E., Varandas. C.A.F

http://nautilus.fis.uc.pt/gazeta/

Uma reação possível de produzir é a que ocorre entre o deutério (2H) e o trítio (3H) os quais

se fundem e originam um núcleo de Hélio (4He).

H!! + H!! → 𝐻𝑒 !! + n + 17,6 MeV

Esta reação já foi utilizada em dois dispositivos experimentais de fusão, os tokamaks TFTR

(Tokamak Fusion Test Reactor), nos Estados Unidos e JET (Joint European Torus), na Europa.

A fusão nuclear pode produzir uma energia limpa, segura praticamente inesgotável e é

bastante atrativa economicamente. [9]

5.3. Ocorrências artificiais.

A primeira experiência nuclear, da história foi realizada pelos Estados Unidos em 1945, um

teste de uma bomba de plutónio de implosão, o mesmo tipo de arma que viria a ser usada em

Nagasaki, seguiram-se muitos outros testes nos anos 50 e 60. Estes testes foram a principal fonte, de

emissão de radionuclídeos artificiais para o ambiente.

Fig. 7. Explosão da bomba atómica de Nagasaki

no Japão em 9 de Agosto de 1945

Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Bomba_nuclear

12

A quantidade de gases e partículas que são emitidas para atmosfera, quando se realiza um

ensaio nuclear depende se é feito a céu aberto, no solo, subterrâneo ou subaquático. As maiores

emissões resultam de ensaios atmosféricos, pois liberta-se a quase totalidade de gases e partículas.

Estas emissões diminuem, quando são realizados à superfície do solo e ainda mais quando são

subterrâneas e subaquáticas.

Nos testes nucleares realizados no subsolo, estima-se que são emitidos para a atmosfera

cerca de 5 PBq (1015 Becquerel) de 131I. Nos testes realizados na atmosfera as emissões são da

ordem de 6,5 x 105 PBq . [10]

Atualmente encontra-se em vigor o Tratado de Proibição Total de Ensaios Nucleares.

Enriquecer urânio implica aumentar a percentagem do isótopo 235U. O baixo enriquecimento

de urânio, tem como finalidade ser usado como combustível para aquecimento de água a estado de

vapor, que vão acionar turbinas nos reatores geradores de energia), a concentração de 235U altera-se

de 0.7% para 3-5%. O 235U enriquecido acima dos 93% é utilizado para fins bélicos. [11]

5.3.1. Reatores nucleares.

Os reatores nucleares são sistemas onde se produz e controla uma reação nuclear em cadeia.

Os reatores térmicos têm todos os mesmos componentes básicos que são:

1. O combustível nuclear pode ser constituído por materiais radioativos como urânio ou

plutónio. O urânio pode estar na forma natural e contêm aproximadamente 0,7% de U!"!"# ou

enriquecido e contêm cerca de 90 % de U!"!"# .

1.1. Os elementos combustíveis são tubos metálicos onde foi introduzido combustível sob a

forma de óxido de urânio. O núcleo do reator é constituído por uma série de elementos

combustíveis. Ao utilizar o combustível a quantidade de U!"!"# diminui pois vai ser convertida

em Pu!"!"# e em outros isótopos deste elemento. À medida que se utiliza o combustível os

produtos resultantes da fissão nuclear permanecem nos elementos combustíveis e devem ser

substituídos periodicamente.

2. O moderador pode ser água pesada ou grafite e tem como função desacelerar os neutrões do

material combustível e diminuir a sua energia dos neutrões de 1 Mev para 0,1 eV. Os neutrões

são desacelerados através de colisões elásticas com os núcleos do moderador até atingir o

equilíbrio térmico.

3.Varetas de controle. As varetas de controle são constituídas por um material que tem a

capacidade de absorver neutrões (B, Hf, Cd). As varetas são introduzidas ou retiradas do núcleo

para regular o fluxo de neutrões.

13

4.Refrigerante. Para evitar que a temperatura no reator suba drasticamente deve-se fazer

circular um fluido através do núcleo e do moderador. Esse fluido deve ter a capacidade de

absorver lentamente os neutrões e pode ser água, água pesada ou um gás (He) ou (CO2).

A energia extraída pelo refrigerante vai ser utilizada para a produção de vapor que irá alimentar

uma turbina e gerar eletricidade. Nos reatores de água em ebulição o vapor de água é gerado no

interior do reator. Nos reatores de água pressurizada o fluido refrigerante flui através de um

permutador de calor. O vapor que alimenta a turbina, flui num circuito externo ao reator. [6]

Fig.8. Reator de água em ebulição.

Fonte: http://fissionadosporfisica.blogspot.pt/2010/07/reatores-nuclerares.html

Fig.9. Reator de água pressurizada

http://nleal.no.sapo.pt/Monograf/Radioactividade/centrais.htm

14

5.3.2. Acidentes em instalações nucleares

Os acidentes nucleares que ocorreram em instalações civis e militares libertaram para a

atmosfera elevadas quantidades de radionuclídeos artificiais, nalgumas situações ao nível da

estratosfera promovendo o seu transporte a longas distâncias.

Os acidentes mais graves envolvendo reatores nucleares civis foram o acidente de Three

Mile Island em 1979 nos Estados Unidos, o acidente de Chernobyl em 1986 na Ucrânia, o acidente

de Tokaimura em 1999 no Japão e o de Fukushima em 2011 a 230 quilómetros de Tóquio.

No caso de Three Mile Island libertaram-se para a atmosfera cerca de 370 PBq de gases

nobres (em particular de 133Xe) e 550 GBq de 131I. [10]

No acidente de Chernobyl deu-se uma enorme explosão e o calor associado originou que

uma quantidade elevada, de partículas radioativas alcançassem a estratosfera e fossem transportadas

a longas distâncias. Foram emitidos para a atmosfera 630 PBq de 131I, 70 PBq de 137Cs. Cerca de

34% do 131I e 56% do 137Cs foram transportados e depositados noutros países. Para além destes dois

radionuclídeos outros como 103,106Ru, 125Sb, 132Te, 140Ba, 144Ce, 134,136Cs e 140La foram também

detetados noutros países. [10]

O caso de Fukushima é diferente do de Chernobyl pois trata-se de uma libertação lenta de

radiação, com escoamento para o Oceano Pacífico de águas radioativas.

Relativamente a acidentes nucleares em instalações militares os principais acidentes

conhecidos, ocorreram em Kyshtym na Rússia e o de Windscale na Grã Bretanha ambos em 1957.

6. Perigosidade da radiação ionizante.

A radiação ionizante pode ser perigosa para os seres vivos. A radiação pode produzir

efeitos nocivos no organismo dos indivíduos, por irradiação ou contaminação. A irradiação ocorre

quando um individuo ou um objeto ficam expostos a radiações mesmo sem estarem em contato

direto com o material radioativo.

A contaminação carateriza-se pela presença de material radioativo indesejável, num

determinado local que pode produzir efeitos graves se entrar em contacto direto com o individuo ou

se for introduzido no organismo. [12]

Um corpo pode sofrer irradiação sem ficar contaminado.

Os efeitos biológicos das radiações ionizantes têm a ver com a possibilidade que elas têm de

ionizar e fragmentar moléculas presentes no corpo humano, algumas muito pequenas como da água

e outras muito grandes como a molécula do ADN.

Estes efeitos dependem do tipo de radiação e da dose absorvida que varia de indivíduo para

indivíduo e do tecido irradiado. O gray (Gy) é a unidade de dose de radiação absorvida e

15

corresponde à quantidade de radiação que deposita 1 J de energia por kg de material que

atravessa.[13]

Como os efeitos da radiação podem variar com o tipo e energia, para uma mesma dose

absorvida, criou-se um conceito que comparasse os efeitos devidos às diferentes caraterísticas da

radiação. Foi introduzida a dose equivalente, HT, (unidade Sievert, Sv).

HT/Sv = WR x (DR/Gy)

DR – dose absorvida média por órgão ou tecido.

WR – equivalente biológico que depende do tipo de radiação e da sua energia

A dose equivalente é expressa em J/kg no S.I.

Os efeitos produzidos pela radiação ionizante nos seres vivos podem ser agudos ou a longo

prazo. Um indivíduo pode apresentar sintomas de síndrome agudo de radiação ao ficar exposto a

radiações durante algumas horas, semanas ou meses e são devidos a altas doses de radiação. Se a

dose absorvida no corpo for:

- 0,25 a 1 Gy o indivíduo pode apresentar náuseas e diarreias.

- 1 a 3 Gy pode contrair infeções causadas por agentes oportunistas.

- 3 a 5 Gy pode ter hemorragias, perda de pelos e esterilidade temporária ou permanente.

- 5 a 10 Gy pode levar á falência do sistema nervoso e cardiovascular e conduzir à morte em

poucos dias. [13]

7. Aplicações da radiação ionizante.

7.1 Medicina

A área da medicina que utiliza a radiação ionizante, para fins de diagnóstico e terapia

designa-se por radiologia e divide-se em radioterapia, radiologia diagnóstica e medicina nuclear.

A radioterapia consiste em eliminar tumores malignos, através da absorção de energia

radiante. O principio básico é destruir as células cancerígenas e evitar a sua proliferação.

Na radioterapia utilizam-se os Raios X para tratamento de cancros superficiais (cancro da

pele). Para o tratamento de cancros localizados em órgãos mais interiores, como o pulmão, a bexiga

e o útero utilizam-se outras fontes radioativas como o 60 Co ou o 137 Ce. Através do tratamento com

radioterapia, muitos cancros têm sido eliminados e a qualidade de vida das pessoas com estas

doenças tem sido melhorada. [14]

Na radiologia de diagnóstico são utilizados feixes de raios X, com a finalidade de se

obterem imagens do interior do corpo humano. Os tecidos com diferentes composições absorvem

os raios X de maneira diferente. Ao serem atravessados por raios X tecidos mais densos (fígado) ou

com elementos mais pesados como o Ca (ossos) absorvem mais radiação que os tecidos que

apresentam uma densidade menor como o pulmão. [15]

16

O médico ao analisar essas imagens pode realizar o diagnóstico de determinadas doenças.

Com o aparecimento da tomografia axial computadorizada gerou-se uma autêntica

revolução na área do diagnóstico por raios X. A TAC é um exame complementar de diagnóstico,

que consiste em obter uma imagem que represente uma parte do corpo. Essa imagem é obtida

através do processamento por computador de informação recolhida após expor o corpo a uma

sucessão de feixes de Raios X. [15]

As vantagens das imagens obtidas através da TAC em comparação com a radiologia

convencional (Raios X) é que permitem a visualização e estudo de secções transversais do corpo

humano, enquanto os raios X apenas permitem a representação das estruturas do corpo

sobrepostas.[15]

Fig.10. Tomografia computadorizada é uma técnica

de diagnóstico que usa Raio X

para captar imagens de alta definição.

Fonte; http://www.euromedic.pt/serviços/exames-de-imagiologia/tac-tomografia-computorizada.aspx

A medicina nuclear utiliza radionuclídeos e técnicas de Física nuclear no diagnóstico, estudo

e tratamento de doenças. A diferença entre a medicina nuclear e a técnica de Raios X está no

facto de que utilização de radionuclídeos estar relacionada com a anatomia do corpo humano,

enquanto os Raios X se direcionam para o metabolismo e a fisiologia. Por exemplo no

diagnóstico de doenças da glândula da tiroide, utiliza-se o 131I e o 123I, que permitem obter

informações que levam a identificar doenças como hipotiroidismo, hipertiroidismo ou a presença

de algum tumor. [14]

O (PET) tomografia por emissão de positrões é outro tipo de exame de diagnóstico que

utiliza radionuclídeos, (flúor radioativo) que emitem um positrão ao desintegrarem - se e quando

detetado permite obter imagens tridimensionais do corpo humano. [16]

17

7.2 Indústria

Na indústria, os materiais radioativos são utilizados no controle de processos e produtos,

controle de soldaduras e esterilização.

7.3 Arqueologia

A arqueologia utiliza material radioativo 14C para a determinação da idade de fósseis e

datação de objetos e documentos.

A datação por carbono-14 (14C) é um método radiométrico que permite determinar a idade

de objetos que contenham carbono, na sua estrutura molecular.

O (14C) aparece na nossa atmosfera devido ao bombardeamento de átomos 14N por

neutrões, provenientes de raios cósmicos, segundo a equação:

𝑁 + 𝑛!!!!" → 𝐶 + 𝑝!!!

!" [17]

O (14C) é um isótopo radioativo que se transforma em azoto-14 e emite partículas β-

segundo a equação:

𝐶!!" → 𝑁!!" + β- + υ

O período de desintegração deste decaimento é de 5730 anos. Devido a estas duas reações a

percentagem de Carbono-14 mantem-se constante. Com a morte de um organismo, a absorção de

dióxido de carbono é interrompida e como o Carbono-14 é radioativo continua a decair, ao

contrário da quantidade de carbono-12 que permanece inalterada.

Através da comparação da atividade do isótopo 14C do carbono, entre um organismo vivo e

um fóssil pode-se obter a idade do fóssil. [17]

18

8. Conclusões

A energia nuclear não deve ser encarada como algo maléfico e destruidor, contudo não nos

podemos esquecer do que aconteceu na segunda Guerra Mundial, com o lançamento das bombas

atómicas sobre as cidades de Hiroshima e Nagasaki, para que não volte a acontecer. A Humanidade

também não esquece os acidentes de Chernobyl e mais recentemente Fukushima, acidentes graves,

que provocaram morte e destruição. Os cientistas estando alertados para os perigos e podem

minimizar os riscos.

O cancro está a tomar proporções epidémicas e a Humanidade tem a obrigação de orientar

os seus esforços para que os países subdesenvolvidos, disponham de serviços de radioterapia, física

médica, medicina nuclear e imagiologia.

A energia nuclear tem que ser utilizada, para fins pacíficos e para promover a saúde .

19

9. Referências bibliográficas:

[1] FRIELANDER, G., KENNEDY, J.W., MILLER,J, M., (1999) 2ª Edition, Nuclear and

Radiochemistry,

[2] http://www.explicatorium.com/Marie-Curie.php

[3] http://pt.wikipedia.org/wiki/Pechblenda

[4] CURIE, P., CURIE, M.S. Sur une substance nouvelle radio-active, contenue dans la

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[5] http://nautilus.fis.uc.pt/gazeta/revistas/30_1/vol30_fasc1_Art07.pdf

[6] ALONSO, M., FINN, E.J., (2001) Física, Pearson Education.

[7] http://nautilus.fis.uc.pt/cec/teses/lucia/qnes/dados/hipertextos/01/Decaimento%20gama.htm

[8] TIPLER, M,. (1999) 5th Edition.

[9]MANSO.,E.,VARANDAS., C.A.F Fusão nuclear opção energética para o futuro.

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[10] http://nautilus.fis.uc.pt/gazeta/ , A Radioactividade no Ambiente.

[11] http://www.revistamilitar.pt/artigo.php?art_id=81

[12] http://www.sjt.com.br/tecnico/gestao/arquivosportal/file/ENERGIA%20NUCLEAR%20-

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[13] OKUNO, E,. Efeitos biológicos das radiações ionizantes.

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[14] http://www.coladaweb.com/medicina-e-enfermagem/aplicacoes-da-radiacao-na-medicina

20

[15] http://pt.wikipedia.org/wiki/Tomografia_computadorizada

[16] http://pt.wikipedia.org/wiki/Tomografia_por_emissão_de_positrões

[17] RIBEIRO, D,. (2012), WikiCiências.