Radioatividade
Radioatividade é a propriedade que alguns tipos de átomos instáveis apresentam de emitir energia e partículas subatômicas, o que se convenciona chamar de decaimento radioativo ou desintegração nuclear. As teorias físicas modernas atribuem a origem da radioatividade a um grau de instabilidade interna do átomo (nuclídeo pai), que ao se converter em outro átomo (nuclídeo filho) alcança maior estabilidade.
Propriedade dos materias radioativos
Após a confirmação das hipóteses enunciadas por Ernest Rutherford e Frederick Soddy, segundo as quais a radioatividade resulta da transmutação de elementos químicos em outros, o próprio Soddy e Kasimir Fajans enunciaram as leis que levam seus nomes e que determinam os produtos finais de uma decomposição radioativa, resumidas na chamada lei do deslocamento radioativo: o átomo radioativo que decai pela emissão de uma partícula alfa se transforma num elemento químico diferente, com dois prótons a menos em seu núcleo e com quatro unidades de massa atômica a menos; se o decaimento resulta da emissão de uma partícula beta, seu número atômico se eleva uma unidade. Por exemplo, uma emissão alfa de urânio produz tório, que por emissão beta produz um átomo de protactínio.
A instabilidade dos núcleos atômicos, espontânea ou induzida, reduz, por emissão de radioatividade, a massa do material radioativo, que se transforma de forma progressiva em outra substância. A velocidade de transmutação de um elemento radioativo é determinada pela constante de desintegração, ou tempo de vida, valor que mede a probabilidade de um átomo radioativo sofrer uma transformação na unidade de tempo considerada, e o tempo de meia-vida (semidesintegração), definido como o tempo necessário para que uma quantidade de substância radioativa reduza sua massa à metade.
A natureza probabilística da desintegração radioativa conduz à definição do conceito de meia-vida dos elementos -- a média aritmética dos tempos de vida dos átomos do elemento radioativo antes de sofrerem decaimento. Os períodos de semidesintegração oscilam entre milésimos de segundos (por exemplo, nas variedades do polônio e o astato) e bilhões de anos (como nos isótopos mais estáveis do urânio e do tório).
As transformações sofridas pelos elementos radioativos, existentes na natureza num total de aproximadamente quarenta, permitem agrupá-los em três séries, chamadas séries de desintegração radioativa, nas quais os elementos se convertem uns nos outros por sucessivas emissões alfa e beta (a emissão gama não produz intrinsecamente alterações nucleares):
(1) Série do urânio, a partir do isótopo 238 do urânio e cujos primeiros elementos são o tório (234), o protactínio (234), o urânio (234), o tório (230), o rádio (226) e o radônio (222). O átomo final da série é o chumbo (206), não radioativo.
(2) Série do tório, iniciada com o isótopo 232 do tório e seguida de rádio (228), actínio (228), tório (228), rádio (224) e outros átomos, até terminar com o chumbo estável (208).
(3) Série do actínio, a partir do isótopo 235 do urânio, que se transforma sucessivamente em tório (231), protactínio (231), actínio (227), tório (227), frâncio (223) etc, até finalizar no chumbo estável (207). Esta seqüência é empregada nos processos de fusão ou ruptura nuclear.
Há ainda uma quarta série, a série do netúnio, que começa com o isótopo 237 do netúnio, que tem meia-vida de dois milhões de anos. Os elementos que integram essa série não ocorrem naturalmente; são produzidos artificialmente por reações nucleares. Nas séries radioativas, as emissões alfa reduzem em quatro unidades a massa atômica de um isótopo, expressa entre parênteses, enquanto que na emissão beta se conserva a massa atômica e se modifica somente a natureza dos átomos.
Tipos de radioatividade.
Os estudos realizados sobre o fenômeno da radioatividade, a partir do final do século XIX, comprovaram a existência de três tipos de radiações emergentes do interior dos átomos: os raios alfa (a), beta (b) e gama (g).
Raios a. De natureza eletropositiva e identificados como feixes de núcleos de hélio, os raios alfa são altamente energéticos e emitidos pelos elementos radioativos a milhares de quilômetros por segundo. São também chamados partículas alfa. Apesar de seu elevado conteúdo energético, possuem baixa penetrabilidade e são facilmente detidos por folhas de papel, de alumínio e de outros metais.
Raios b. Também chamados de partículas beta, de carga negativa ( +, elétrons) ou positiva ( -, pósitrons), os raios são identificados como partículas de alta energia expelidas pelos núcleos de átomos radioativos. Essas partículas não são constituintes do núcleo, mas surgem durante o decaimento beta, quando o núcleo emite elétrons (ou pósitrons) ou captura um elétron orbital para adquirir estabilidade. As partículas possuem menor energia que as alfa, mas apresentam maior poder de penetração, razão pela qual ultrapassam a barreira das lâminas metálicas finas usadas para deter as partículas alfa. Para isolar a radiação beta, é necessário usar lâminas muito mais espessas.
Raios g. Eletricamente neutros e constituídos de radiação eletromagnética (fótons) de freqüência superior ao do espectro da luz visível e a dos raios X, os raios gama são emitidos quando os núcleos efetuam transições, por decaimento alfa, de estados excitados para os de energia mais baixa. Sua energia e capacidade de penetração dificultam a manipulação. A excessiva exposição dos tecidos vivos a esses raios ocasiona malformações nas células, que podem provocar efeitos irreversíveis.
Atualmente sabe-se que existem também radiações devidas a fissão espontânea do núcleo, que são observadas em núcleos pesados como os de urânio, plutônio e netúnio. Essa radiação ocorre devido à quebra espontânea do núcleo em dois núcleos mais leves, com liberação de nêutrons.
Principais Métodos de Detecção
Câmara de Wilson, que permite efetuar um traçado da trajetória das partículas radioativas num gás saturado de vapor d'água; os contadores Geiger-Müller e de outros tipos, que determinam o número de partículas radioativas que atravessam certa região do espaço; e as câmaras de ionização, generalização dos contadores Geiger-Müller, que distinguem a passagem das partículas por meio de pulsos de carga elétrica que produzem nos dispositivos de detecção.
Efeitos Biológicos
A atividade de uma substância radioativa é determinada pelo número de transformações que ela sofre por unidade de tempo. A unidade internacional estabelecida para medir essa grandeza, denominada curie (Ci), se define como a quantidade de substância radioativa que produz o mesmo número de desintegrações que um grama de rádio e equivale a 3,7 x 1010 desintegrações por segundo.
A radiação gama, de efeitos extremamente nocivos para a vida, se mede em röntgen (R), como os raios X. Essa unidade é definida como a quantidade de radiação capaz de produzir um determinado número de íons (átomos com carga elétrica) numa certa quantidade de ar, sob condições fixas de temperatura e pressão. O rad é a unidade de medida de exposição local à radiação e equivale a cem ergs por grama.
O efeito biológico causado pela irradiação prolongada do corpo humano se avalia segundo o fator de qualidade da radiação (Q), que estabelece quantas vezes o efeito biológico causado por um dado tipo de radiação excede aquele provocado pela radiação gama de mesma dose. A dose equivalente (DEQ), cuja unidade é o rem, se define como a quantidade de radiação que causa o mesmo efeito biológico que uma dose de um rad de raios X ou radiação gama.
O limite aceitável de radioatividade para o corpo humano é de aproximadamente meio rem por semana. A tolerância de radioatividade varia ligeiramente entre os organismos vivos, mas uma dose generalizada de centenas de rem ocasiona sempre graves lesões e mesmo a morte. A administração local de uma radiação de milhares de rem, porém, contribui para eliminar tumores de pele e de outros órgãos do corpo.
Aplicações
A radioatividade tem três campos de aplicação para fins pacíficos: médico, quando se aproveita sua capacidade de penetração e perfeita definição do feixe emitido para o tratamento de tumores e diversas doenças da pele e dos tecidos em geral; industrial, nas áreas de obtenção de energia nuclear mediante procedimentos de fissão ou ruptura de átomos pesados; e científico, para o qual fornece, com mecanismos de bombardeamento de átomos e aceleração de partículas, meios de aperfeiçoar o conhecimento sobre a estrutura da matéria nos níveis de organização subatômica, atômica e molecular.
Materiais radioativos são utilizados também na fabricação de substâncias fluorescentes e de relógios científicos, que se baseiam nos fundamentos da geocronologia e da cosmocronologia para obter medidas precisas de tempo.
RECOMENDAÇÕES PARA A UTILIZAÇÃO DE FONTES RADIOATIVAS NÃO SELADAS.
I – Instalações:
A construção deve estar de acordo com as normas vigentes para a prevenção de incêndios.
Os locais devem ser sinalizados com o símbolo de presença de radiação ionizante (figura 1).
Paredes, pisos, tetos, portas e superfícies em geral, devem ser tais que a limpeza seja fácil, devendo ser, portanto, revestidos de material lavável
O mobiliário deve ser reduzido ao mínimo necessário e deve ser sempre de material lavável e com disposição que facilite a circulação. Objetos e obstáculos desnecessários dever ser removidos.
A iluminação deve ser adequada, seguindo as normas vigentes.
A ventilação deve ser adequada.
Nos locais onde houver a manipulação de material radioativo volátil devem existir capelas com exaustão de gases, os quais devem ser lançados para ambiente externo, respeitados os limites previstos para o radionuclídeo em questão.
II – ARMAZENAMENTO DE MATERIAL RADIOATIVO
O material radioativo, quando não está em uso, deve permanecer armazenado em local destinado especificamente a ele.
A escolha do local de armazenamento de material radioativo deve ser tal que minimize o percurso ao local de manipulação e que possibilite o acesso de pessoas não autorizadas.
O local de armazenamento deve ser adequadamente blindado e devidamente sinalizado.
O local de armazenamento deve ser inspecionado regularmente e testado quanto à contaminação.
Todas as fontes radioativas devem estar claramente rotuladas com informações sobre atividade e natureza.
Devem ser mantidos registros atualizados de todas as fontes armazenadas; esses registros devem contar informações a respeito do tipo de fonte, atividade, retiradas e nome da pessoa responsável pelas retiradas.
O armazenamento de líquidos radioativos deve ser feito em recipientes inquebráveis e adequadamente vedados.
III – MANIPULAÇÃO DE MATERIAL RADIOATIVO
As operações com material radioativo devem ser planejadas para que se limite o espalhamento ou a dispersão desse material; neste sentido, a movimentação desnecessária de pessoas ou materiais deve ser evitada.
As áreas de manipulação de material radioativo devem ser especialmente designadas para esse fim; os locais devem ser devidamente sinalizados e monitorados periodicamente.
Vidraria, instrumentos e equipamentos em geral, utilizados, em qualquer operação com material radioativo, devem sem separados daqueles utilizados para outras operações.
O uso de novas técnicas deve ser inicialmente testado com material inativo.
As bancadas para a manipulação de material radioativo não devem ser utilizadas para outras operações. Devem ser revestidas de material lavável e impermeável e, durante a manipulação, devem ser forradas com papel absorvente descartável, o qual deverá, posteriormente ser tratado como rejeito radioativo.
O material radioativo deve ser levado à bancada sobre bandeja devidamente forrada. O mesmo procedimento de ocorrer para a retirada do material e dos instrumentos utilizados, para evitar respingamento ou derramamento desse material em áreas adjacentes.
Equipamentos, vidraria e instrumentos, quando não descartáveis, devem passar por processo de descontaminação radioativa.
Quando a meia-vida do radionuclideo for pequena (menor do que 60 dias) é desejável aguardar o decaimento radioativo para proceder-se à descontaminação.
São possíveis de descontaminação os equipamentos em que os contaminantes radioativos foram prontamente solúveis ou dispersíveis em água.
A descontaminação radioativa dos equipamentos deve ser feito:
. logo após o uso
· em local exclusivo a essa operação
· com água abundante
· com os agentes químicos usuais
As pias utilizadas para a descontaminação radioativa devem ser exclusivas para essa operação; devem ter revestimento sem imperfeições ou rachaduras que provoquem acúmulo de resíduos e de profundidade apropriada para evitar contaminações.
A quantidade de material radioativo lançada diariamente na rede de esgotos não deve ultrapassar os limites previstos pela CNEN-NE 6.05.
Os equipamentos descartáveis usados devem ser tratados como rejeito radioativo.
A manipulação de material radioativo volátil só deve ser feita em capela com exaustão de gases.
IV – PROTEÇÃO INDIVIDUAL
Não se deve manipular material radioativo com as mãos desprotegidas. O uso de luvas impermeáveis é indispensável; aconselha-se o uso de luvas descartáveis.
Não se deve manipular material radioativo sem estar vestindo um avental. Após o uso, o avental deve ser mantido em lugar apropriado, separado de objetos de uso pessoal; deve ser lavado separadamente.
Material radioativo não deve ser pipetado bucalmente.
A pessoa que tiver qualquer ferimento nas mãos, até a altura dos pulsos, não deve manipular material radioativo.
A utilização de recipientes, vidraria, etc., com arestas pontiagudas que possam ferir as mãos deve ser evitado.
Cuidado especial deve ser tomado no trabalho com animais contaminados com material radioativo, para evitar-se mordidas e arranhões.
Nos locais de trabalho não deve ser permitida a entrada dos seguintes itens:
· Comida e bebida
· Fumo
· Bolsas
· Batons e outros cosméticos
· Lenços de uso pessoal
· Utensílios para comida e bebida
Os funcionários mais sujeitos à incorporação de material radioativo, por ingestão ou inalação, devem ser submetidos a exames periódicos adequados que indiquem a quantidade de material incorporado.
Os funcionários sujeitos a irradiação externa devem usar dosímetros pessoais, de acordo com o capítulo VII.
V – REJEITOS RADIOATIVOS
Os rejeitos radioativos devem ser separados fisicamente de quaisquer outros materiais
A eliminação de rejeitos radioativos sólidos no sistema de coleta de lixo urbano deve ter sua atividade esp
A eliminação de rejeitos radioativos líquidos e gasosos deve respeitar as concentrações e os limites previstos pela norma CNEN-NE 6.05 que são diferenciados para os vários radionuclídeos.
Os rejeitos radioativos que não puderem ser lançados no sistema de coleta de lixo urbano ou na rede de esgotos, de acordo com os limites estabelecidos pela CNEN - NE 6.05, devem ser segregados e devidamente acondicionados para serem armazenados em caráter provisório até poderem ser eliminados ou transferidos para local conveniente.
A segregação de rejeitos radioativos deve ser feita no local de trabalho, levando-se em conta as seguintes características:
· Sólidos ou líquidos
· Orgânicos ou inorgânicos
· Putrecíveis
· Patogênicos
· Outros
Os recipientes para armazenamento provisório de rejeitos radioativos devem ser adequados às características físicas, químicas, biológicas e radiológicas dos materiais a que se destinam e etiquetado.
VI – MONITORAÇÃO DE ÁREA
Todas as áreas que circundam fontes de radiação ionizante devem ser monitoradas com instrumentos adequados.
Tudo o que é utilizado no trabalho com material radioativo deve ser monitorado: bancadas, capelas, pisos, paredes, roupas, etc. Toda vez que forem encontrados níveis superiores aos limites previstos será necessário proceder-se à descontaminação.
Nos casos em que há liberação de gases ou vapores radioativos para o meio ambiente deve ser feita monitoração do ar.
Quando há lançamento de rejeitos radioativos na rede de esgotos, deve ser feita monitoração de amostras dos líquidos desprezados; deve-se então proceder a cálculo da diluição do material no volume total do esgoto da instituição.
Os resultados de todas as monitorações devem ser registrados periodicamente em livro conveniente que permita a execução de inventários toda a vez que se fizer necessário.
VII – MONITORAÇÃO PESSOAL DO TRABALHADOR
A monitoração pessoal é sempre recomendável.
Os resultados de monitoração pessoal devem ser obrigatoriamente registrados quando a dose acumulada em qualquer período atingir 1/10 do limite previsto para aquele período.
Os resultados da monitoração pessoal devem ser obrigatoriamente investigados toda vez que a dose acumula em qualquer período atingir 3/10 do limite previsto para aquele período.
A monitoração pessoal de irradiação externa ser feita com instrumentos adequados ao(s) tipo(s) de radiação ionizante empregada.
A monitoração pessoal de contaminação interna deve ser feita, com a freqüência determinada pelo responsável pela radioproteção da instituição, e toda vez que se suspeitar de incorporação acidental de material radioativo. As técnicas utilizadas devem ser adequadas às possíveis incorporações, podendo ser: contagem de corpo inteiro, contagem de tireóide, analise radioquímica de urina, fezes, etc., dependendo do caso.
Espero ter ajudado
2006-09-05 13:29:21
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answer #1
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answered by sabes190023 2
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