1) O documento descreve as principais aplicações da radiação, incluindo marcação de insetos, geração de energia, radiografias industriais e medicina nuclear. 2) A radiação também é usada para esterilização de alimentos e material hospitalar, datação por carbono-14 e detecção de fugas em tubulações. 3) O texto aborda ainda o uso da radiação no estudo do metabolismo de plantas e em medidores de nível.

1. APLICAÇÕES DA RADIAÇÃO PROFESSOR RODRIGO PENNA

2. Professor Rodrigo Penna Professor de Física e Radiologia. Site na Internet: www.fisicanovestibular.com.br Blog: www.quantizado.com.br Link para curriculum no Sistema Lattes: http://lattes.cnpq.br/6150368513460565 EMAILs [email_address] [email_address]

3. Retrospectiva Histórica 8 de Agosto de 1895: Wilhelm Conrad Roentgen “descobre”, por acaso, os Raios X. 22 de Dezembro de 1895: tira a primeira chapa radiográfica. Nota oficial da descoberta: 23 de Janeiro de 1896. 1º Físico a Receber o Nobel, em 1901.

4. PRIMEIRAS RADIOGRAFIAS

5. INFLUÊNCIAS DE ROENTGEN Fevereiro de 1896: em experiências para verificar se substâncias fluorescentes emitiam raios X, Becquerel descobre a Radioatividade, por “acaso”. Amostra utilizada: sais de Urânio e Urânio metálico. Nobel em 1903 com Pierre e Marie Curie.

6. BECQUEREL E SUA IMPRESSÃO

7. O CASAL CURIE Em 1898, Pierre e Marie Curie anunciam a descoberta do Polônio e do Rádio, respectivamente. Vistos com reservas pela academia científica, após 4 anos de árduo trabalho obtém 1 DECIGRAMA ! de Rádio, e determinam sua massa atômica: 226. A ação sobre o CÂNCER foi testada por Pierre e os Professores Charles Bouchard e Balthasard. Em 1911 Marie recebe o 2º Nobel ! desta vez de Química. Morre em 1934, de Câncer. Sua filha lrène Curie e seu marido, Fréderic Joliot, recebem o Nobel de Química em 1935 pela criação de novos elementos radioativos (artificiais).

8. A FAMÍLIA CURIE

9. A RADIOPROTEÇÃO As Radiações podem ser perigosas e provocar danos à saúde das pessoas. Sendo assim, seu uso deve ser justificado , em áreas distintas nas quais outras tecnologias não possam cumprir o papel desejado. Além de tudo, lidar com elas implica na tomada de todos os cuidados e precauções necessários ao uso de toda e qualquer radiação ionizante.

10. ACIDENTES E VÍTIMAS

11. Chernobyl

12. APLICAÇÕES: 1 – MARCAÇÃO DE INSETOS Marca-se o inseto de interesse com algum produto radioativo que sirva como traçador . Utilizando –se detectores , pode-se seguir o inseto de interesse, afinal com o detector a presença do inseto poderá ser acompanhada até a uma certa distância. Exemplos: para formigas, é possível determinar sua movimentação, descobrir seu formigueiro, etc. Em abelhas, além de acompanhar o seu raio de ação pode-se determinar inclusive as flores de sua preferência.

13. A MARCAÇÃO DO “BICHO”

14. 2 – GERAÇÃO DE ENERGIA Energia é e tende a continuar sendo um problema grave a ser resolvido no século XXI. Lembre-se do apagão de 2001! Haverá um esgotamento de fontes importantíssimas como o petróleo, o carvão mineral, o gás natural e do potencial hidrelétrico. Os preços tendem a subir muito! A Energia Nuclear não poderá ser descartada . Na França, por exemplo, ela é responsável pela maior parte da geração de eletricidade.

15. ESQUEMA DE UMA USINA NUCLEAR

16. COMPARAÇÃO ENTRE FONTES DE ENERGIA

17. ANGRA I E ANGRA II

18. 3 - Radiografias Industriais Na indústria naval, nuclear, aeroespacial entre outras, peças caras, tecnologicamente sofisticadas e cuja segurança exige o mais rígido controle de qualidade, esta técnica se mostra como um poderoso Ensaio Não Destrutivos. Pode-se utilizar os raios X ou radiação gama . Seu princípio básico é semelhante à radiografia diagnóstica.

19. EXEMPLOS DE DEFEITOS 1

20. EXEMPLOS DE DEFEITOS 2

21. 4 – MEDICINA NUCLEAR Vários radioisótopos diferentes são utilizados em modernas técnicas de diagnósticos por imagens. Dentre estes, merece destaque o Tecnécio , que ligado a várias drogas cujo metabolismo é bem conhecido, gera diferentes tipos de imagens. Assim, pode-se fazer exames de coração, rins, pulmão, etc. Para tanto é necessário uma câmara de cintilação, associada a uma poderosa eletrônica para processamento dos dados e geração da imagem propriamente.

22. A CÂMARA DE CINTILAÇÃO

23. O EXAME

24. DIAGNÓSTICO – METÁSTASES ÓSSSEAS

25. DIAGNÓSTICO – MIOCÁRDIO EM ESFORÇO

26. DIAGNÓSTICOS

27. 5 - ESTERILIZAÇÃO E EXTERMÍNIO DE MOSCAS Há séculos, a mosca do sono , conhecida como Tsé-Tsé assola a população subsaariana, transmitindo um microorganismo chamado Tripanossoma . Infectados: cerca de 2 milhões ( 300mil mortos/ano !). Irradiando as moscas!, operação de alto custo espera-se controlar esta praga. Os espermatozóides dos machos, por se dividirem continuamente, são particularmente sensíveis à radiação. Assim, os machos permanecem vivos, porém estéreis . Ao se acasalarem, não gerarão descendentes. A fêmea da espécie só se acasala uma vez em toda a vida. Esta técnica já demonstrou resultados positivos em Zamzibar – África, e também no controle de uma praga que assolava o rebanho de ovelhas na Líbia.

28. A MOSCA TSÉ-TSÉ

29. 6 – IRRADIAÇÃO DE ALIMENTOS Apenas um ano após a descoberta dos raios X , já em 1896, Minck estudava os efeitos bactericidas desta radiação. Em 1905 há a primeira proposta documentada do uso da radiação para a conservação de alimentos: uma patente inglesa registrada por Appleby e Banks. Já é usada, até há bastante tempo, pelas forças armadas e inclusive pela NASA para enviar alimentos para astronautas em pleno espaço.

30. CEBOLA IRRADIADA – 6 MESES!

31. INIBIÇÃO DA MATURAÇÃO

32. MILHO E FEIJÃO – 5 ANOS!

33. 7 – Irradiação de material hospitalar Há várias tecnologias disponíveis para a esterilização de material cirúrgico hospitalar. Este processo pode ser feito por calor ou por produtos químicos. Pesquisas indicaram que alguns dos produtos químicos utilizados nos processos de esterilização são cancerígenos . O calor pode deformar alguns materiais. Assim, a irradiação pode se tornar mais vantajosa.

34. PRODUTOS IRRADIADOS

35. 8 – DATAÇÃO POR CARBONO-14 A grande maioria dos átomos do elemento químico Carbono são de massa atômica A = 12. . Os Raios Cósmicos, constituídos essencialmente por prótons de alta energia, ao atingirem a atmosfera terrestre, provocam uma reação nuclear que produz continuamente o radioisótopo Carbono-14. . O Carbono-14 se incorpora ao ciclo da vida e sua taxa nos organismos vivos está em equilíbrio com a taxa no meio ambiente. Ao morrer, um organismo para de incorporar este elemento e como o seu decaimento é conhecido, é possível calcular a idade dos fósseis ou outros achados arqueológicos.

36. Mesosaurus brasiliensis Cerca de 250mil anos

37. Filo Trlobitamorpha Ordem Placopida – de 360-400mil anos

38. 9 – Detecção de fugas em tubulações Encanamentos e tubulações enterradas ou submersas podem apresentar vazamentos, apesar de todas as precauções que são tomadas nestes casos, como qualquer outros. Obviamente grandes despesas e esforços seriam empregados para descobrir tais vazamentos, além de um trabalho inútil que seria o de cavar num local onde a tubulação estivesse perfeita. Para este tipo de detecção, são usados traçadores radioativos. Com detectores portáteis , o vazamento é então descoberto. No caso de solos, eles precisam ser descontaminados após a detecção.

39. TRABALHO DE CAMPO

40. 10 – Controle de efluentes, rejeitos e poluição As técnicas nucleares também ajudam a estudar a dispersão de agentes poluidores despejados principalmente pela indústria nos rios. Um traçador radioativo é utilizado com este fim. A dispersão da poluição é acompanhada através de detectores espalhados ao longo do rio.

41. TRABALHO DE CAMPO 2

42. 11 – RADIOTERAPIA Conforme já vimos, desde praticamente a descoberta das radiações, foram e vêm sendo feitos diversos tratamentos para vários tipos de Câncer utilizando radiações. Neste caso, as radiações podem ser Raios X ou Radiação  . Existem também tratamentos com prótons e nêutrons . O tratamento pode ser feito com modernos aceleradores ou bombas de radioisótopos, notadamente o Cobalto-60 . Em BH , a Santa Casa de Misericórdia é tido como o Hospital mais bem aparelhado para estes tratamentos.

43. O TRATAMENTO

44. O ACELERADOR

45. A RADIAÇÃO

46. O GANTRY

47. A LIGA DE CERROBEND

48. MOLDANDO O FEIXE

49. PROTEGENDO TECIDOS SADIOS

50. A PRECISÃO - MÁSCARA

51. 12 – Estudo do metabolismo de plantas Assim como se geram imagens de pessoas através da radiação, também é possível fazê-lo para plantas. Desta maneira, é pode-se usar um radioisótopo para verificar como a planta absorve nutrientes, em que parte da planta estes nutrientes serão processados, etc. Para tanto, o “caminho” que o radioisótopo irá percorrer na planta é registrado com filmes radiográficos semelhantes aos usados em radiografias comuns. A radiação emitida pelo radioisótopo sensibiliza o filme e a imagem fica marcada após a revelação.

52. ESQUEMA DA TÉCNICA

53. 13 – MEDIDORES DE NÍVEL O princípio de um medidor de nível que utiliza radiação é bem simples. Instala-se uma fonte de radiação em um dos lados do recipiente cujo nível deseja-se medir ou monitorar e simultaneamente coloca-se no lado oposto um detector próprio para o tipo de radiação que estiver sendo utilizado. Quando o líquido se interpuser entre a fonte e o detector, irá ocorrer uma absorção da radiação e a diminuição da intensidade será então percebida pelo aparelho.

54. REPRESENTAÇÃO