radioatividade 15 08-13
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RADIOATIVIDADE
DISCIPLINA: FÍSICA E BIOFÍSICA
PROFª. MARGARETH MAYER
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.
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
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 ( )
PIERRE E MARIE CURIE
CONFERÊNCIA DE SOLVAY
BRUXELAS -1911
La théorie du rayonnement et les quanta(Teoria da radiação e dos quanta)
CONFERÊNCIA DE SOLVAY
BRUXELAS -1927Electrons et photons
(Elétrons e fótons)
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
ISÓTOPOS
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.
EMISSÕES RADIOATIVAS
ESTADO RADIOATIVO
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
DECAIMENTO RADIOATIVO
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 N0ÁTOMOS RADIOATIVOS, CHAMAMOS DE A PROBABILIDADE DE UM DELES DESINTEGRE NA UNIDADE DE TEMPO.
LOGO, EM UM INSTANTE t t0 TEREMOS N ÁTOMOS RADIOATIVOS
TEMPO DE MEIA-VIDA FÍSICA
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 ATIVIDADE PEQUENA
• CONSTANTE RADIOATIVA BAIXA Nº DESINTEGRAÇÕES PEQUENO E ATIVIDADE PEQUENA
• UNIDADES : Ci = 3,7 x 1010 dps.
= 2,22 x 1012 dpm
A = A0 e - t
UTILIZAÇÃO DAS RADIAÇÕES
IONIZANTES PELO BRASIL
FONTE DAS INFORMAÇÕES :
RADIOPROTEÇÃO E DOSIMETRIA-
FUNDAMENTOS.
LUIZ TAHUATA
IVAN SALATI
RENATO DI PRINZIO
ANTONIETA DI PRINZIO
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
RADIAÇÕES E MECANISMOS DE DESINTEGRAÇÃO
PARTICULAS ALFA
EMISSORES ALFA
MECANISMOS DE DESINTEGRAÇÃODECAIMENTO BETA
MECANISMOS DE DESINTEGRAÇÃO
DECAIMENTO BETA
MECANISMOS DE DESINTEGRAÇÃOEMISSÃO GAMA
TRANSFORMAÇÕES NUCLEARES
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
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)
INTERAÇÃO DE PARTÍCULAS COM A MATÉRIA
ELÉTRONS (FUNÇÃO DA MASSA, CARGA, ENERGIA CINÉTICA)
COLISÃO
FRENAGEM
INTERAÇÃO DE FÓTONS COM A MATÉRIA
INTERAÇÃO DE FÓTONS COM A MATÉRIA
INTERAÇÃO DAS RADIAÇÕES COM A MATÉRIA
INTERAÇÃO DAS RADIAÇÕES COM A MATÉRIA
MATERIALIZAÇÃO
DA ENERGIA=
FORMAÇÃO DE PARESANIQUILAÇÃO
DA MATÉRIA
SEQUÊNCIA DOS
ACONTECIMENTOS NO
DESENVOLVIMENTO DE LESÃO
INDUZIDA POR RADIAÇÃO
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES
RADIOPROTEÇÃO E DOSIMETRIA- FUNDAMENTOS.
LUIZ TAHUATA, IVAN SALATI, RENATO DI PRINZIOANTONIETA DI PRINZIO
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES SEQUÊNCIA DOS ACONTECIMENTOS NO DESENVOLVIMENTO
DE LESÃO INDUZIDA POR RADIAÇÃO
ESTÁGIO 1-
TEMPO 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: HORASA ANOS
FENÔMENOS BIOLÓGICOS: MUTAÇÕES, EFEITOS NÃO LETAIS; EFEITOS LETAIS.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES SEQÜÊNCIA DOS ACONTECIMENTOS NO DESENVOLVIMENTO
DE LESÃO INDUZIDA POR RADIAÇÃO
MEDICINA NUCLEAR-bases
Antonio F. G. da Rocha
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
RADIAÇÕES IONIZANTES DE IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES
MOLÉCULAS EFEITOS DA RADIAÇÃO POSSÍVEL EFEITO CELULAR
DNA
RUPTURA DA DISPOSIÇÃO LINEAR DAS BASES PELA SUBSTITUIÇÃO, DELEÇÃO OU ADIÇÃO DE BASE; LIGAÇÕES CRUZADAS; RUPTURA ÚNICA DA CADEIA; RUPTURA DUPLA DA CADEIA.
INIBIÇÃO TEMPORÁRIA OU PERMANENTE DA SÍNTESE DE DNA; SÍNTESE INCORRETA DE DNA; INIBIÇÃO OU PREVENÇÃO DA MITOSE; SÍNTESE INCORRETA DE PROTEÍNA.
ENZIMAS
ALTERAÇÃO NA ESTRUTURA TERCIÁRIA DA MOLÉCULA PELA ALTERAÇÃO DA ROTURA DE LIGAÇÕES QUÍMICAS.
INIBIÇÃO DA ATIVIDADE ENZIMÁTICA COM CONSEQÜENTE ALTERAÇÃO DO METABOLISMO CELULAR.
LIPÍDIOS ESTRUTURAIS COMPONENTES DAS
MEMBRANAS CELULARES.
RUPTURA DAS LIGAÇÕES MOLECULARES.
PERMEABILIDADE AUMENTADA PARA K+, NA+, ETC., COM CONSEQÜENTE ALTERAÇÃO NO AMBIENTE NORMAL INTRACELULAR/EXTRACELULAR.
EFEITOS DAS RADIAÇÕES SOBRE ALGUMAS
MOLÉCULAS CELULARES IMPORTANTES
AÇÃO DAS RADIAÇÕES
IONIZANTES NA
MOLÉCULA DE DNA
NÍVEL DE ORGANIZAÇÃO TIPO DE LESÃO EFEITOS IMPORTANTES
CÉLULA
ABERRAÇÕES CROMOSSÔMICAS E MUTAÇÕES.
MORTE CELULAR; INIBIÇÃO DA DIVISÃO CELULAR;
TRANSFORMAÇÃO PARA ESTADO MALIGNO.
TECIDO
HIPOPLASIA; TRANSFORMAÇÃO DE CÉLULAS PARA ESTADO
MALIGNO.ROTURA NA FUNÇÃO TISSULAR; MORTE; INDUÇÃO DE CÂNCER.
CORPO INTEIRO
LESÃO DOS SISTEMAS HEMATOPOÉTICO,
GASTRINTESTINAL, NERVOSO CENTRAL.
TRANSFORMAÇÃO DO TECIDO PARA ESTADO MALIGNO
ÓBITO
___________________
CÂNCER
EFEITOS BIOLÓGICOS DA RADIAÇÃO EM ESTRUTURAS
COM DIFERENTES NÍVEIS DE ORGANIZAÇÃO
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES
RADIOSSENSIBILIDADE RELATIVA
TIPO CELULAR CARACTERÍSTICAS
ELEVADACÉLULAS PRIMORDIAIS
HEMATOPOÉTICAS, ESPERMATOGÔNIAS; CÉLULAS
DAS CRIPTAS INTESTINAIS.
VIDA CURTA, INDIFERENCIADA, DIVIDE-SE
REGULARMENTE.
POUCO ELEVADACÉLULAS PRECURSORAS DA
SÉRIE HEMATOPOÉTICADIVIDE- SE UM NÚMERO
LIMITADO DE VEZES; DIFERENCIADA ATÉ CERTO
GRAU
MÉDIACÉLULAS ENDOTELIAIS,
FIBROBLASTOS.DIVIDE-SE IRREGULARMENTE,
PERÍODO DE VIDA MUITO VARIÁVEL.
POUCO BAIXACÉLULAS EPITELIAIS DO
FÍGADO, RIM, GLÂNDULA SALIVAR, ETC.
VIDA LONGA; NÃO SE DIVIDE FREQUENTEMENTE; GRAU
VARIÁVEL DE DIFERENCIAÇÃO.
BAIXA NEURÔNIOS, ERITRÓCITOS, CÉLULAS MUSCULARES, ETC.
NÃO SE DIVIDE; ALTAMENTE DIFERENCIADA.
RADIOSSENSIBILIDADE RELATIVA DE CÉLULAS DE MAMÍFEROS* BASEADO EM RUBIN E CASARETT,1968.
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.
ASPECTOS
SÍNDROME AGUDA NA RADIAÇÃO DE CORPO INTEIRO_______________
SISTEMA NERVOSO CENTRAL (SÍNDROME SCN)
SÍNDROME AGUDA NA RADIAÇÃO DE CORPO INTEIRO________________
SÍNDROME GASTRINTESTINAL
SÍNDROME AGUDA NA RADIAÇÃO DE CORPO INTEIRO________________
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.
A SÍNDROME DE IRRADIAÇÃO AGUDA APÓS EXPOSIÇÃO DE CORPO INTEIRO
* BASEADO EM RUBIN E CASARETT,1968.
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES
QUEIMADURAS INDUZIDAS PELA RADIAÇÃO IONIZANTE