Radioatividade 15 08-13

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Radioatividade 15 08-13

  1. 1. DISCIPLINA: FÍSICA E BIOFÍSICA PROFª. MARGARETH MAYER RADIOATIVIDADE
  2. 2. RADIATIVIDADE NATURAL 1896 – HENRI BECQUEREL – SAIS DE URÂNIO EMITIAM RADIAÇÕES SEMELHANTES AOS RAIOS X,  CAPAZES DE PRODUZIR SOMBRAS DE OBJETOS METÁLICOS SOBRE CHAPAS FOTOGRÁFICAS ENVOLTAS EM PAPEL PRETO.  IONIZAR GASES.  A RADIAÇÃO ERA PENETRANTE E OCORRIA ESPONTÂNEAMENTE. DENOMINARAM RADIAÇÕES DE BECQUEREL.
  3. 3. CARACTERÍSTICAS GERAIS DO MATERIAL PESQUISADO VERIFICOU QUE AS RADIAÇÕES EMITIDAS ERAM: 1-PROPORCIONAIS À CONCENTRAÇÃO DE URÂNIO 2-PERMANECIA INALTERADA ATRAVÉS DE VARIAÇÕES DE:  TEMPERATURA  CAMPOS ELÉTRICOS  CAMPOS MAGNÉTICOS  PRESSÃO  ESTADO QUÍMICO
  4. 4. RADIOATIVIDADE • PIERRE E MARIE CURIE – PESQUISARAM OUTROS ELEMENTOS QUE EMITIAM RAIOS, DENOMINARAM O FENÔMENO DE RADIOATIVIDADE E SEPARARAM O POLÔNIO, TÓRIO, URÂNIO E O RÁDIO • RUTHERFORD – 1897 – RADIAÇÕES ERAM DE 3 TIPOS DIFERENTES: • ALFA ( ) BETA ( ) GAMA ( )
  5. 5. PIERRE E MARIE CURIE
  6. 6. CONFERÊNCIA DE SOLVAY BRUXELAS -1911 La théorie du rayonnement et les quanta (Teoria da radiação e dos quanta)
  7. 7. CONFERÊNCIA DE SOLVAY BRUXELAS -1927 Electrons et photons (Elétrons e fótons)
  8. 8. O SIGNIFICA SER RADIOATIVO? • A NATUREZA É CONSTITUÍDA DE ÁTOMOS :  ESTÁVEIS (PRATICAMENTE ETERNOS, NÃO SE MODIFICAM AO LONGO DO TEMPO  INSTÁVEIS (MUDAM DE IDENTIDADE APÓS ELIMINAREM EXCESSO DE ENERGIA DOS SEUS NÚCLEOS
  9. 9. ISÓTOPOS
  10. 10. RADIOATIVIDADE: O QUE ACONTECE COM O NÚCLEO? • RADIOATIVIDADE – É A TRANSFORMAÇÃO ESPONTÂNEA DO NÚCLEO ATÔMICO DE UM NUCLÍDEO EM OUTRO. • CADA NÚCLEO EM PROCESSO DE TRANSFORMAÇÃO EMITE UM OU MAIS TIPOS DE RADIAÇÃO, CUJA NATUREZA OU NATUREZAS, SÃO CARACTERÍSTICAS DAS TRANSFORMAÇÕES OU DO NUCLÍDEO “PAI”. • O NUCLÍDEO “FILHO” PODE SER TAMBÉM RADIOATIVO. • DESINTEGRAÇÃO É A TRANSFORMAÇÃO DE UM NÚCLEO “PAI” PARA OUTRO “FILHO”. SE REFERE ÀS TRANSFORMAÇÕES NUCLEARES QUE OCORREM NO NUCLÍDEO E SE COMPLETA COM EMISSÃO DE ENERGIA NA FORMA DE MATÉRIA OU RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA.
  11. 11. EMISSÕES RADIOATIVAS
  12. 12. ESTADO RADIOATIVO
  13. 13. ESTADO RADIOATIVO • MEIA-VIDA FÍSICA COMO OS ÁTOMOS RADIOATIVOS EMITEM RADIAÇÕES E SE TRANFORMAM, VARIA, COM O TEMPO, O Nº DE ÁTOMOS RADIOATIVOS DE UMA AMOSTRA. • MEIA –VIDA FÍSICA (T1/2) É O INTERVALO DE TEMPO EM QUE SE REDUZ À METADE O NÚMERO DE ÁTOMOS RADIOATIVOS (E DE DESINTEGRAÇÕES) DE UMA AMOSTRA. N = N0 e - t N0 = Nº DE ÁTOMOS NO INSTANTE INICIAL N = Nº DE ÁTOMOS APÓS TEMPO T = CONSTANTE DE DESINTEGRAÇÃO RADIOATIVA CARACTERÍSTICA DE CADA ELEMENTO T = TEMPO DECORRIDO E = BASE NEPERIANA
  14. 14. DECAIMENTO RADIOATIVO
  15. 15. LEIS DA RADIOATIVIDADE  TODA DESINTEGRAÇÃO RADIOATIVA ENVOLVE EMISSÃO DE: ALFA ( ) BETA ( ) GAMA ( )  O FENÔMENO DA DESINTEGRAÇÃO SÓ PODE SER DISCUTIDO NO CAMPO DA PROBABILISTICO.  SUPONDO QUE EM UM INSTANTE QUALQUER T=0 TENHAMOS N0 ÁTOMOS RADIOATIVOS, CHAMAMOS DE A PROBABILIDADE DE UM DELES DESINTEGRE NA UNIDADE DE TEMPO.  LOGO, EM UM INSTANTE t RADIOATIVOS t0 TEREMOS N ÁTOMOS
  16. 16. TEMPO DE MEIA-VIDA FÍSICA
  17. 17. ATIVIDADE • ATIVIDADE ATIVIDADE – NÚMERO DE DESINTEGRAÇÕES DE UMA AMOSTRA POR UNIDADE DE TEMPO. A=N • Nº DE ÁTOMOS DA AMOSTRA X CONSTANTE DE DESINTEGRAÇÃO. • Nº DE ÁTOMOS É PEQUENO • CONSTANTE RADIOATIVA BAIXA ATIVIDADE PEQUENA • UNIDADES : Ci = 3,7 x 1010 dps. = 2,22 x 1012 dpm ATIVIDADE PEQUENA Nº DESINTEGRAÇÕES PEQUENO E A = A0 e - t
  18. 18. UTILIZAÇÃO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES PELO BRASIL FONTE DAS INFORMAÇÕES : RADIOPROTEÇÃO E DOSIMETRIAFUNDAMENTOS. LUIZ TAHUATA IVAN SALATI RENATO DI PRINZIO ANTONIETA DI PRINZIO
  19. 19. CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES ALFA, BETA E GAMA E MECANISMOS DE DESINTEGRAÇÃO • A ESTABILIDADE NUCLEAR DEPENDE DO NÚMERO E DISTRIBUIÇÃO DOS NUCLEONS; • SÃO QUATRO OS TIPOS MAIS IMPORTANTES DE TRANSFORMAÇÕES NO NÚCLEO QUE LEVAM AO DECAIMENTO RADIOATIVO
  20. 20. RADIAÇÕES E MECANISMOS DE DESINTEGRAÇÃO PARTICULAS ALFA
  21. 21. EMISSORES ALFA
  22. 22. MECANISMOS DE DESINTEGRAÇÃO DECAIMENTO BETA
  23. 23. MECANISMOS DE DESINTEGRAÇÃO DECAIMENTO BETA
  24. 24. MECANISMOS DE DESINTEGRAÇÃO EMISSÃO GAMA
  25. 25. TRANSFORMAÇÕES NUCLEARES
  26. 26. INTERAÇÃO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES COM A MATÉRIA TODAS AS RADIAÇÕES POSSUEM ENERGIA:  INERENTEMENTE=RADIAÇÕES ELETROMAGNÉTICAS  ENERGIA CINÉTICA DE PARTÍCULAS EM MOVIMENTO INTERAÇÃO COM A MATÉRIA ABSORÇÃO DA RADIAÇÃO TRANSFERÊNCIA DE ENERGIA PARA OS ÁTOMOS DO MEIO ONDE ATRAVESSA. A COMPREENSÃO DOS MECANISMOS DE ABSORÇÃO FUNDAMENTA: 1. MÉTODOS E EQUIPAMENTOS DE DETECÇÃO DAS RADIAÇÕES 2. COMPREENSÃO DAS AÇÕES BIOLÓGICAS 3. FUNDAMENTAM AS BASES DA PROTEÇÃO CONTRA OS EFEITOS NOCIVOS DAS RADIAÇÕES
  27. 27. INTERAÇÃO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES COM A MATÉRIA MECANISMOS DE TRANSFERÊNCIA DA ENERGIA DE PARTÍCULAS E FÓTONS:  IONIZAÇÃO  EXCITAÇÃO IONIZAÇÃO REMOÇÃO DE UM ELÉTRON DE UM ÁTOMO OU MOLÉCULA DEIXANDO-OS COM UMA CARGA POSITIVA. EXCITAÇÃO ADIÇÃO DE ENERGIA A UM SISTEMA ATÔMICO OU MOLECULAR É IMPORTANTE SALIENTAR QUE OS PROCESSOS DESCRITOS A SEGUIR OCORREM NO NOSSO CORPO QUANDO NOS SUBMETEMOS A UMA RADIOGRAFIA OU FAZEMOS UM EXAM EM MEDICINA NUCLEAR (QUE UTILIZA RADIOISÓTOPOS)
  28. 28. INTERAÇÃO DE PARTÍCULAS COM A MATÉRIA  ELÉTRONS  COLISÃO  FRENAGEM (FUNÇÃO DA MASSA, CARGA, ENERGIA CINÉTICA)
  29. 29. INTERAÇÃO DE FÓTONS COM A MATÉRIA
  30. 30. INTERAÇÃO DE FÓTONS COM A MATÉRIA
  31. 31. INTERAÇÃO DAS RADIAÇÕES COM A MATÉRIA
  32. 32. INTERAÇÃO DAS RADIAÇÕES COM A MATÉRIA
  33. 33. MATERIALIZAÇÃO DA ENERGIA= FORMAÇÃO DE PARES ANIQUILAÇÃO DA MATÉRIA
  34. 34. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES SEQUÊNCIA DOS ACONTECIMENTOS NO DESENVOLVIMENTO DE LESÃO INDUZIDA POR RADIAÇÃO
  35. 35. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES SEQUÊNCIA DOS ACONTECIMENTOS NO DESENVOLVIMENTO DE LESÃO INDUZIDA POR RADIAÇÃO RADIOPROTEÇÃO E DOSIMETRIA- FUNDAMENTOS. LUIZ TAHUATA, IVAN SALATI, RENATO DI PRINZIO ANTONIETA DI PRINZIO
  36. 36. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES SEQÜÊNCIA DOS ACONTECIMENTOS NO DESENVOLVIMENTO DE LESÃO INDUZIDA POR RADIAÇÃO ESTÁGIO 1TEMPO GASTO: 10-16 A 10-12 S PROCESSO FÍSICO DE ABSORÇÃO DA RADIAÇÃO IONIZANTE; IONIZAÇÃO E EXCITAÇÃO DOS ÁTOMOS. ESTÁGIO 2 – TEMPO GASTO: ATÉ MILISSEGUNDOS REAÇÕES QUÍMICAS INICIAIS. ESTÁGIO 3: TEMPO GASTO: SEGUNDOS A HORAS ALTERAÇÕES DE MOLÉCULAS BIOLOGICAMENTE IMPORTANTES. ESTÁGIO 4: TEMPO GASTO: HORAS A ANOS FENÔMENOS BIOLÓGICOS: MUTAÇÕES, EFEITOS NÃO LETAIS; EFEITOS LETAIS. MEDICINA NUCLEAR-bases Antonio F. G. da Rocha
  37. 37. RADIAÇÕES IONIZANTES DE IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA RADIAÇÕES IONIZANTES DE IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA TIPO DESCRIÇÃO PRODUÇÃO MODO DE INTERAÇÃO * ALCANCE EM TECIDO MOLE* RAIS X ONDAS ELETROMAGNÉTICAS DE ALTA ENERGIA (SEM CARGA) TUBOS DE RAIOS X TRANSFERÊNCIAS DE ENERGIA PRODUZINDO EJEÇÃO DE ELÉTRONS DE ALTA VELOCIDADE CENTÍMETROS RAIOS GAMA ONDAS ELETROMAGNÉTICAS DE ALTA ENERGIA (SEM CARGA) DESINTEGRAÇÃO RADIOATIVA TRANSFERÊNCIAS DE ENERGIA PRODUZINDO EJEÇÃO DE ELÉTRONS DE ALTA VELOCIDADE CENTÍMETROS PARTÍCULAS BETA (ELÉTRONS, PÓSITRONS) EMISSÕES DE PARTÍCULAS; CARREGADAS; LEVES. DESINTEGRAÇÃO RADIOATIVA; ACELERADORES. INTERAÇÃO DIRETA COM ELÉTRONS ORBITAIS MILÍMETROS PARTÍCULAS ALFA EMISSÕES DE PARTÍCULAS; CARREGADAS; PESADAS. DESINTEGRAÇÃO RADIOATIVA; ACELERADORES. INTERAÇÃO DIRETA COM ELÉTRONS ORBITAIS MICRÔMETROS PRÓTONS, DÊUTERONS NÚCLEOS PESADOS. EMISSÕES DE PARTÍCULAS; CARREGADAS; PESADAS. ACELERADORES INTERAÇÃO DIRETA COM ELÉTRONS ORBITAIS MICRÔMETROS NÊUTRONS EMISSÕES PARTICULADAS; SEM CARGA; PESADAS. ACELERADORES INTERAÇÃO COM NÚCLEOS ATÔMICOS LEVES CENTÍMETROS MÉSONS PI (ÍONS) NEGATIVOS EMISSÕES PARTICULADAS; CARREGADAS; MAIS PESADAS QUE BETAS E MAIS LEVES QUE PRÓTONS. ACELERADORES INTERAÇÃO DIRETA COM ELÉTRONS ORBITAIS. CENTÍMETROS
  38. 38. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES EFEITOS DAS RADIAÇÕES SOBRE ALGUMAS MOLÉCULAS CELULARES IMPORTANTES MOLÉCULAS EFEITOS DA RADIAÇÃO DNA RUPTURA DA DISPOSIÇÃO LINEAR DAS BASES PELA SUBSTITUIÇÃO, DELEÇÃO OU ADIÇÃO DE BASE; LIGAÇÕES CRUZADAS; RUPTURA ÚNICA DA CADEIA; RUPTURA DUPLA DA CADEIA. ENZIMAS LIPÍDIOS ESTRUTURAIS COMPONENTES DAS MEMBRANAS CELULARES. ALTERAÇÃO NA ESTRUTURA TERCIÁRIA DA MOLÉCULA PELA ALTERAÇÃO DA ROTURA DE LIGAÇÕES QUÍMICAS. RUPTURA DAS LIGAÇÕES MOLECULARES. POSSÍVEL EFEITO CELULAR INIBIÇÃO TEMPORÁRIA OU PERMANENTE DA SÍNTESE DE DNA; SÍNTESE INCORRETA DE DNA; INIBIÇÃO OU PREVENÇÃO DA MITOSE; SÍNTESE INCORRETA DE PROTEÍNA. INIBIÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA COM CONSEQÜENTE ALTERAÇÃO DO METABOLISMO CELULAR. PERMEABILIDADE AUMENTADA PARA K+, NA+, ETC., COM CONSEQÜENTE ALTERAÇÃO NO AMBIENTE NORMAL INTRACELULAR/EXTRACELUL AR.
  39. 39. AÇÃO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES NA MOLÉCULA DE DNA
  40. 40. EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃO EM ESTRUTURAS COM DIFERENTES NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO NÍVEL DE ORGANIZAÇÃO TIPO DE LESÃO EFEITOS IMPORTANTES ABERRAÇÕES CROMOSSÔMICAS E MUTAÇÕES. MORTE CELULAR; INIBIÇÃO DA DIVISÃO CELULAR; TRANSFORMAÇÃO PARA ESTADO MALIGNO. CÉLULA TECIDO HIPOPLASIA; TRANSFORMAÇÃO DE CÉLULAS PARA ESTADO MALIGNO. LESÃO DOS SISTEMAS HEMATOPOÉTICO, GASTRINTESTINAL, NERVOSO CENTRAL. ROTURA NA FUNÇÃO TISSULAR; MORTE; INDUÇÃO DE CÂNCER. ÓBITO ___________________ CORPO INTEIRO TRANSFORMAÇÃO DO TECIDO PARA ESTADO MALIGNO CÂNCER
  41. 41. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES RADIOSSENSIBILIDADE RELATIVA DE CÉLULAS DE MAMÍFEROS * BASEADO EM RUBIN E CASARETT,1968. RADIOSSENSIBILIDADE RELATIVA TIPO CELULAR CARACTERÍSTICAS CÉLULAS PRIMORDIAIS HEMATOPOÉTICAS, ESPERMATOGÔNIAS; CÉLULAS DAS CRIPTAS INTESTINAIS. VIDA CURTA, INDIFERENCIADA, DIVIDE-SE REGULARMENTE. POUCO ELEVADA CÉLULAS PRECURSORAS DA SÉRIE HEMATOPOÉTICA DIVIDE- SE UM NÚMERO LIMITADO DE VEZES; DIFERENCIADA ATÉ CERTO GRAU MÉDIA CÉLULAS ENDOTELIAIS, FIBROBLASTOS. DIVIDE-SE IRREGULARMENTE, PERÍODO DE VIDA MUITO VARIÁVEL. CÉLULAS EPITELIAIS DO FÍGADO, RIM, GLÂNDULA SALIVAR, ETC. VIDA LONGA; NÃO SE DIVIDE FREQUENTEMENTE; GRAU VARIÁVEL DE DIFERENCIAÇÃO. NEURÔNIOS, ERITRÓCITOS, CÉLULAS MUSCULARES, ETC. NÃO SE DIVIDE; ALTAMENTE DIFERENCIADA. ELEVADA POUCO BAIXA BAIXA
  42. 42. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES RADIOSSENSIBILIDADE TISSULAR RELATIVA SENSIBILIDADE RELATIVA TECIDO ELEVADA EPITÉLIO LINFÓIDE, HEMATOPOÉTICO, ESPERMATOGÊNICO, EPITÉLIO INTESTINAL. POUCO ELEVADA EPITÉLIO ESTRATIFICADO OROFARÍNGEO, EPITÉLIO EPIDÉRMICO. MÉDIA TECIDO CONJUNTIVO INTERSTICIAL, VASCULAR DELGADO, CARTILAGEM OU OSSO EM CRESCIMENTO. POUCO BAIXA CARTILAGEM OU OSSO MADURO, EPITÉLIO HEPÁTICO, EPITÉLIO RENAL, EPITÉLIO PANCREÁTICO, TIRÓIDEO E SUPRA-RENAL. BAIXA TECIDO MUSCULAR, NEURONAL.
  43. 43. A SÍNDROME DE IRRADIAÇÃO AGUDA APÓS EXPOSIÇÃO DE CORPO INTEIRO SÍNDROME AGUDA NA RADIAÇÃO DE CORPO INTEIRO _______________ SÍNDROME AGUDA NA RADIAÇÃO DE CORPO INTEIRO ________________ SÍNDROME AGUDA NA RADIAÇÃO DE CORPO INTEIRO ________________ SISTEMA NERVOSO CENTRAL (SÍNDROME SCN) SÍNDROME GASTRINTESTINAL SÍNDROME HEMATOPOÉTICA PRINCIPAL ÓRGÃO DETERMINANTE CÉREBRO INTESTINO DELGADO MEDULA ÓSSEA LIMIAR DA SÍNDROME 2.000 R 500 R 100 R LATÊNCIA DA SÍNDROME ¼ DE HORA ATÉ 3 H 3 A 5 DIAS 2 A 3 SEMANAS LIMIAR DO ÓBITO 5.000 R 1.000 R 200 R TEMPO DE ÓBITO DENTRO DE 2 DIAS 3 A 14 DIAS 3 A 8 SEMANAS SINAIS E SINTOMAS CARACTERÍSTICOS LETARGIA, TREMORES, CONVULSÕES, ATAXIA. MAL- ESTAR, ANOREXIA,NÁUSEAS, VÔMITOS, DIARRÉIA, DISFUNÇÃO GI, FEBRE, DESIDRATAÇÃO, PERDA DE ELETRÓLITOS, COLAPSO CIRCULATÓRIO. MAL-ESTAR, FEBRE, DISPNÉIA DE ESFORÇO, FADIGA, LEUCOPENIA, TROMBOPENIA, PÚRPURA. ASPECTOS * BASEADO EM RUBIN E CASARETT,1968.
  44. 44. EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES
  45. 45. QUEIMADURAS INDUZIDAS PELA RADIAÇÃO IONIZANTE

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