COMO MINIMIZAR OS EFEITOS DA RADIAÇÃO IONIZANTE

A minimização dos efeitos da radiação inicia pela avaliação de risco, o correto planejamento das atividades a serem desenvolvidas, utilização de instalações e de práticas corretas, de forma que diminua a magnitude das doses individuais, o número de pessoas expostas e a probabilidade de exposições acidentais.

Os equipamentos de proteção devem ser utilizados por todos,

Por outro lado o controle das doses nas pessoas deve considerar três fatores:

1. Tempo;

A dose recebida é proporcional ao tempo de exposição e à velocidade da dose

2.Distância;

A intensidade da radiação decresce com o quadrado da distância

3.Blindagem;

A espessura da blindagem depende do tipo de radiação, da atividade da fonte e da velocidade de dose aceitável após a blindagem. Para a proteção do trabalhador os comandos do equipamentos devem ter blindagem. Estas proteções devem ter espessura suficiente para garantir a proteção contra a radiação primária e a radiação difundida que pode atingir as paredes da sala.

No cálculo das blindagens leva-se em conta:

• a energia da radiação produzida;
• a quantidade de radiação produzida por determinado período;
• grau de ocupação ou frequência do ponto de interesse;
• material a ser usado como blindagem;
• Para a blindagem de raios X e Gama usa-se geralmente o chumbo. Contudo outros materiais podem ser utilizados embora a espessura necessária para se obter a mesma atenuação que com o chumbo seja muito maior.

A garantia de que as condições de trabalho é adequada do ponto de vista da proteção pode ser obtida através do levantamento radiométrico da instalação. Esta medida tem por objetivo verificar se durante a operação, a instalação apresenta níveis de segurança adequados aos trabalhadores.

Estas medidas são para minimizar os efeito da radiação nos meios de trabalho.

A RADIAÇÃO IONIZANTE

A radiação ionizante tornou-se há muitos anos parte integrante da vida do homem. Sua aplicação se dá na área da medicina até às armas bélicas, contudo, sua utilidade é indiscutível. Atualmente, por exemplo a sua utilização em alguns exames de diagnóstico médico, através da aplicação controlada da radiação ionizante (a radiografia é mais comum), é uma metodologia de extremo auxílio.

Radioterapia

Consiste na utilização da radiação gama, raios X ou feixes de elétrons para o tratamento de tumores, eliminando células cancerígenas e impedindo o seu crescimento. 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 sãos intermediários ou adjacentes.

Braquiterapia

Trata-se de radioterapia localizada para tipos específicos de tumores e em locais específicos do corpo humano. Para isso são utilizadas fontes radioativas emissoras de radiação gama de baixa e média energia, encapsuladas em aço inox ou em platina, com atividade da ordem das dezenas de Curies. A principal vantagem é devido à proximidade da fonte radioativa afeta mais precisamente as células cancerígenas e danifica menos os tecidos e órgãos próximos.

Estes são alguns tipos de radiação utilizadas na medicina, para fazer exames ou combater o câncer.

URÂNIO ENRIQUECIDO

Urânio enriquecido é o urânio cujo teor de ²³⁵U (urânio-235) foi aumentado, através de um processo de separação de isótopos.

Isótopos são átomos de um elemento químico cujosnúcleos têm o mesmo número atômico, mas que contém diferentes números de massas atômicas. A palavraisótopo, que significa "no mesmo lugar", vem do fato de que os isótopos se situam no mesmo local na tabela periódica. A diferença nos pesos atômicos resulta de diferenças no número de nêutrons nos núcleos atômicos, ou seja, os isótopos são átomos que possuem a mesma quantidade de prótons, mas não a mesma de nêutrons.

O urânio encontrado na natureza, sob a forma de dióxido de urânio (UO₂), contém 99, 284% doisótopo ²³⁸U; apenas 0, 711% do seu peso é representado pelo isótopo ²³⁵U. Porém o ²³⁵U é o único isótopo existente físsil na natureza em proporções significativas.

Para provocar uma reação de fissão nuclear nos reatores de água pressurizada, é preciso dispor de um urânio que contenha entre 3% e 5% do isótopo 235. Ambos os isótopos, ²³⁵U e ²³⁸U, têm as mesmas propriedades químicas. A única diferença física entre eles são os três nêutrons que explicam uma pequena diferença de massa atômica.

O urânio enriquecido é um componente crítico, tanto para uso civil (geração de energia nuclear), quanto para uso militar (produção de armas nucleares). Compete à Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) monitorizar e controlar a produção segura e o destino do urânio enriquecido para a geração de energia atômica, de modo a evitar a proliferação de armas nucleares.

Acredita-se que os estoques mundiais de U-235 altamente enriquecido estejam na casa das duas mil toneladas. A maior parte se destina à utilização em dispositivos bélicos e propulsão naval. O restante é usado em reatores experimentais e pesquisas.

Os subprodutos do enriquecimento do urânio são largas parcelas de urânio empobrecido (DU), metal pouco radioativo, 67% mais denso que o chumbo e de utilidades tão diversas como lastro em aviões, blindagens e fabricação de projéteis balísticos. Não há, entretanto, estudos conclusivos acerca da toxicidade do DU.

( foto mostra pastilha de Urânio enriquecido )

RADIAÇÃO DE BAIXO NÍVEL

Toda a quantidade de radiação produz algum efeito no ser humano, deve-se considerar e existência de um risco associado a qualquer procedimento que envolva radiação de baixo nível, não importando quão baixa seja a dose. Estes riscos são na verdade insignificantes se comparados a outros perigos da vida cotidiana. Entretanto, nenhum risco é aceitável se pode-se evitá-lo ou se não vem acompanhado de um benefício. A tabela abaixo compara o risco de morte com a probabilidade de um em um milhão por exposição a radiação com o risco de morte com a mesma probabilidade mas relativo a outras atividades humanas.

RISCO DE EXPOSIÇÃO à radiação comparado com os riscos referentes a outras situações ou atividades. Em cada caso, o risco de morte tem probabilidade de um por milhão. [Santos & Villanueva-85]

SITUAÇÃO	CAUSA DA MORTE
Viajar 1100km por via aérea	Acidente
Cruzar o oceano pelo mar	Câncer por radiação cósmica
Viajar 95 km de automóvel	Acidente
Viver dois meses num edifício de pedra	Câncer por radioatividade
Trabalhar uma semana e meia numa fábrica normal	Acidente
Trabalhar três horas numa mina de carvão	Acidente
Fumar de um a três cigarros	Câncer; enferm. cardio-pulmonar
Fazer montanhismo durante 1,5 minutos	Acidente
Viver 20 minutos na idade de 60 anos	Morte por qualquer causa

A estimativa das agressões à saúde pela radiação de baixo nível constitui um problema científico em constante revisão, pois novos dados experimentais estão sempre aparecendo. O problema da radiação de baixo nível é semelhante ao da ingestão de pequenas quantidades de substâncias químicas tóxicas cujos efeitos também não são bem determinados.

OS EFEITOS DA RADIAÇÃO

Os efeitos da radiação podem ser em longo prazo, curto prazo ou apresentar problemas aos descendentes da pessoa infectada (filhos, netos). O indivíduo que recebe uma radiação muito forte sofre alteração genética, que pode ser transmitida na gestação. Os raios afetam os átomos que estão presentes nas células, provocando alterações em sua estrutura. O resultado? Graves problemas de saúde como o câncer, perda das propriedades características dos músculos e da capacidade de efetuar as sínteses necessárias à sobrevivência.

RADIAÇÃO ELETROMAGNÉTICA

Radiação apresenta uma variação grande de energia e são criadas pela natureza, mas desde o fim do século 19 algumas delas passaram a ser produzidas pelo homem.

A radiação eletromagnética pode ser distinguida de acordo com sua energia ou freqüência intrínseca, sendo que os tipos mais conhecidos são: ondas hertzianas ou de rádio (e TV), microondas, infravermelho, luz visível, ultravioleta, raio X e raio gama.

Como podemos ver a radiação gama é a que mais tem frequência (penetra no corpo rapidamente e mais profundo).

RADIAÇÃO QUE É COMUM NO DIA-A-DIA

Quando falamos em energia nuclear o primeiro pensamento é sobre bombas e tudo mais, mas a energia nuclear é muito mais que isso ela tambem serve para utilizações positivas.

Como por exemplo:

Raio X
Os raios X têm a capacidade de atravessar a pele a a carne humana, no entanto, não consegue atravessar o osso, que a difrata.
Claro tem seus prós e contras.

Radiação Infravermelha
A radiação infravermelha é, talvez, a radiação mais utilizada pelas pessoas. Ela é a radiação responsável pela transmissão de calor de um corpo para o outro, sem a necessidade de contato entre eles. Por exemplo, como sabemos que um ferro de passar roupas está quente sem tocá-lo? Para saber, basta aproximar a mão de sua superfície e saberemos que ele está quente, pois estará emitindo radiação infravermelha, que será absorvida por nossa mão. Daí a sensação de calor.

Radiação Ultravioleta
Ela está presente na vida de todos os seres humanos, pelo menos a parte  que "pegam sol". A principal fonte de radiação ultravioleta recebida pela Terra, é os raios solares.

Radiação de Microondas
Algumas fontes de radiação de microondas está presente em nosso dia-a-dia, dois exemplos comuns são o forno de microondas e o aparelho de celular.
A radiação de microondas tem a propriedade de promover a rotação de moléculas molares e íons.

TIPOS DE RADIAÇÃO

Dependendo da quantidade de energia, uma radiação pode ser descrita como não ionizante ou ionizante.

Radiações não ionizantes possuem relativamente baixa energia. De fato, radiações não ionizantes estão sempre a nossa volta. Ondas eletromagnéticas como a luz, calor e ondas de rádio são formas comuns de radiações não ionizantes. Sem radiações não ionizantes, nós não poderíamos apreciar um programa de TV em nossos lares ou cozinhar em nosso forno de microondas.

Altos níveis de energia, radiações ionizantes, são originados do núcleo de átomos, podem alterar o estado físico de um átomo e causar a perda de elétrons, tornando-os eletricamente carregados. Este processo chama-se "ionização".

Um átomo pode se tornar ionizado quando a radiação colide com um de seus elétrons. Se essa colisão ocorrer com muita violência, o elétron pode ser arrancado do átomo. Após a perda do elétron, o átomo deixa de ser neutro, pois com um elétron a menos, o número de prótons é maior. O átomo torna-se um "íon positivo".

RADIAÇÃO IONIZANTE

Energia e partículas emitidas de núcleos instáveis são capazes de causar ionização. Quando um núcleo instável emite partículas, as partículas são, tipicamente, na forma de partículas alfa, partículas beta ou nêutrons. No caso da emissão de energia, a emissão se faz por uma forma de onda eletromagnética muito semelhante aos raios-x : os raios gama.

Radiações Ionizantes Alfa, Beta e Gama

RADIAÇÃO ALFA

As partículas Alfa são constituídas por 2 prótons e 2 nêutrons, isto é, o núcleo de átomo de hélio (He). Quando o núcleo as emite, perde 2 prótons e 2 nêutrons.

Sobre as emissões alfa, foi enunciada por Soddy, em 1911, a chamada primeira lei da Radioatividade:

Quando um radionuclídeo emite uma partícula Alfa, seu número de massa diminui 4 unidades e, seu número atômico, diminui 2 unidades.

X -----> alfa(2p e 2n) + Y(sem 2p e 2n)

Ao perder 2 prótons o radionuclídeo X se transforma no radionuclídeo Y com número atômico igual a (Y = X - 2)

As partículas Alfa, por terem massa e carga elétrica relativamente maior, podem ser facilmente detidas, até mesmo por uma folha de papel (veja a figura a seguir); elas em geral não conseguem ultrapassar as camadas externas de células mortas da pele de uma pessoa, sendo assim praticamente inofensivas. Entretanto podem ocasionalmente, penetrar no organismo através de um ferimento ou por aspiração, provocando, nesse caso lesões graves. Têm baixa velocidade comparada a velocidade da luz (20 000 km/s).

RADIAÇÃO BETA

As partículas Beta são elétrons emitidos pelo núcleo de um átomo instável. Em núcleos instáveis betaemissores, um nêutron pode se decompor em um próton, um elétron e um antineutrino permanece no núcleo, um elétron (partícula Beta) e um antineutrino são emitidos.

Assim, ao emitir uma partícula Beta, o núcleo tem a diminuição de um nêutron e o aumento de um próton. Desse modo, o número de massa permanece constante.

A segunda lei da radioatividade, enunciada por Soddy, Fajjans e Russel, em 1913, diz:

Quando um radionuclídeo emite uma partícula beta, seu número de massa permanece constante e seu número atômico aumenta 1 unidade X -----> beta(1e) + antineutrino + Y(com 1p a mais)

Ao ganhar 1 próton o radionuclídeo X se transforma no radionuclídeo Y com número atômico igual a (Y = X + 1)

As partículas Beta são capazes de penetrar cerca de um centímetro nos tecidos(veja a figura a seguir), ocasionando danos à pele, mas não aos órgãos internos, a não ser que sejam ingeridas ou aspiradas. Têm alta velocidade, aproximadamente 270 000 km/s.

RADIAÇÃO GAMA

Ao contrário das radiações Alfa e Beta, que são constituídas por partículas, a radiação gama é formada por ondas eletromagnéticas emitidas por núcleos instáveis logo em seguida à emissão de uma partícula Alfa ou Beta.

O Césio-137 ao emitir uma partícula Beta, seus núcleos se transformam em Bário-137. No entanto, pode acontecer de, mesmo com a emissão, o núcleo resultante não eliminar toda a energia de que precisaria para se estabilizar. A emissão de uma onda eletromagnética (radiação gama) ajuda um núcleo instável a se estabilizar.

É importante dizer que, das várias ondas eletromagnéticas (radiação gama, raios-X, microondas, luz visível, etc), apenas os raios gama são emitidos pelos núcleos atômicos.

As radiações Alfa, Beta e Gama possuem diferentes poderes de penetração, isto é, diferentes capacidades para atravessar os materiais.

Assim como os raios-X os raios gama são extremamente penetrantes, sendo detido somente por uma parede de concreto ou metal (veja a figura a seguir). Têm altíssima velocidade que se igual à velocidade da luz (300 000 km/s).

LIXO ATÔMICO

Lixo atômico" é o termo popular empregado para designar o "lixo" radioativo gerado nos reatores nucleares e nas usinas de reprocessamento de elementos combustíveis queimados. Contudo, o termo mais adequado e utilizado pela comunidade científica é "rejeito radioativo", que abrange todos aqueles materiais que não podem ser reaproveitados e que contêm substâncias radioativas em quantidades tais que não podem ser tratados como lixo comum.

Um dos grandes problemas ambientais ocasionados pelas usinas nucleares é o lixo atômico. Trata-se dos resíduos que decorrem do funcionamento normal do reator: elemento radioativo que "sobram" e que não podem ser reutilizados ou que ficaram radioativo devido ao fato de entrarem em contato, de alguma forma, com o reator nuclear. Para se ter uma idéia, uma usina nuclear produz por ano, em média, um volume de lixo atômico da ordem de 3m³.

Normalmente se coloca esse lixo atômico em grossas caixas de concretos e outros materiais para em seguida jogá-los no mar ou enterrados em locais especiais. As condições de armazenamento desse lixo é preocupante, pois essas caixas podem se desgastar com o tempo e abrir contaminando assim o meio ambiente.

Como é Classificado ?

Existem três categorias de classificação, que dividem de acordo com a intensidade de atividade:

HLW - high level waste

Compreende combustíveis irradiados de reatores ou de resíduos líquidos. É mil vezes mais radioativo que o ILW.

ILW - intermediate level waste

São as latas que continham urânio combustível, peças do reator e resíduos químicos. É mil vezes mais radioativo que o LLW.

LLW - low level wast

Pode ser definido como resíduo que não requer blindagem durante o transporte ou manuseio.

Você sabia que ...

O lixo atômico leva cerca de 24 mil anos para que sua radioatividade seja reduzida pela metade.

As usinas de Angra 1 e 2 produzem por ano 47 toneladas de resíduos HLW.

Os resíduos ILW e LLW precisam ser armazenados por 300 anos.

Antes de perderem sua radioatividade, os resíduos emitem radiação por 100 mil anos

Nenhum reator foi desmontado ainda.

Todo dia 300 toneladaas de rejeito radioativo são acumulados no planeta.

DESCOBERTA DA RADIOATIVIDADE

Podemos dizer que tudo começou quando em 1895 o físico alemão Wilhelm Konrad Roentgen (1845-1923) descobriu uma nova espécie de radiação produzida pela descarga elétrica ocorrida em uma ampola de vidro contendo um gás rarefeito (tubo de Crookes). Roentgen chamou esta radiação de raios X por não saber a sua origem. Desta experiência e de outras concluiu que os raios X, assim como a luz visível, tinham a propriedade de sensibilizar chapas fotográficas, mas, diferentemente da luz visível, tinham a propriedade de penetrar e atravessar objetos (isto levou ao desenvolvimento da fotografia por meio de raios X, a radiografia). Roentgen também observou que o vidro da ampola onde se dava a descarga elétrica apresentava-se florescente.

O cientista francês Antoine Henri Becquerel (1852-1908) ficou curioso com o aparecimento da fluorescência no vidro da ampola e, porque sabia que certos compostos de urânio brilhavam, no escuro, com luz visível, quando expostos à luz ultravioleta, começou, em fevereiro de 1896, a pesquisar se estes compostos também emitiam raios X quando expostos à ação da luz ultravioleta vinda do sol. Assim sendo, Becquerel cobriu uma chapa fotográfica com um papel preto e, por cima deste, colocou uma pequena quantidade de sulfato duplo de uranila e potássio, K2(UO2) (SO4)2, uma substância fluorescente. Expôs tudo isso ao sol por várias horas e, ao revelar a chapa fotográfica, pôde concluir que a substância sobre o papel preto tinha emitido raios, que, à semelhança dos raios X, atravessaram o papel preto. Isto deixou Becquerel muito satisfeito.

A curiosidade e o espírito científico de Becquerel levaram-no a repetir a experiência no escuro total e o mesmo resultado foi obtido. Isto provou que o sol não foi o responsável pela produção da radiação penetrante, ou seja, que a radiação penetrante e intensa não era resultante da ação da luz solar sobre o composto de urânio. Continuando seus experimentos, Becquerel verificou que qualquer composto de urânio, incluindo aqueles que não eram fluorescentes, sensibilizavam as chapas fotográficas, do mesmo modo que as substâncias fluorescentes. Veja o que Becquerel disse: “Todos os sais de urânio que estudei..., quer em forma de cristal ou em solução, me deram resultados correspondentes. Eu chequei à conclusão de que o efeito é devido à presença do elemento urânio nestes compostos, e que o metal dava efeitos mais evidentes que seu composto. Um experimento realizado algumas semanas atrás confirmou esta conclusão; o efeito sobre chapas fotográficas, produzido pelo elemento, é muito maior do que o produzido por
um de seus sais, particularmente pelo sulfato duplo de uranila e potássio”. Desta forma esta-va, quase acidentalmente, descoberta a radioatividade (atividade de emitir raios), a qual não tem nenhuma relação com a fluorescência.
Os cientistas da época ficaram bastante excitados com a nova descoberta. O fato de o urânio emitir continuamente radiação penetrante, semelhante aos raios X, sem auxílio de luz, de calor, ou de qualquer outra coisa, foi um mistério fascinante no fim do século passando. Vários cientistas continuaram a pesquisar intensamente tudo que estivesse relacionado com a radioatividade. Dentre estes cientistas dois se des-tacaram: Marie Sklodowska Curie (1867-1934), uma física polonesa trabalhando em Paris, e seu marido Pierre Curie (1859-1906). Estes cientistas descobriram dois novos elementos radioativos. Um deles recebeu o nome de polônio, em homenagem à Polônia, pátria de Marie Curie. O outro recebeu o nome de rádio, devido à intensa radiação que emitia.

Becquerel e o casal Curie, em recompensa por tudo o que fizeram, foram agraciados com o Prêmio Nobel da Física em 1903.