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APLICAÇÕES DA RADIAÇÃO PROFESSOR RODRIGO PENNA. Professor Rodrigo Penna Sítio na internet: www.fisicanovestibular.com.brwww.fisicanovestibular.com.br.

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1 APLICAÇÕES DA RADIAÇÃO PROFESSOR RODRIGO PENNA

2 Professor Rodrigo Penna Sítio na internet: Blog: Link para currículo no Sistema Lattes: s

3 3 Professor Rodrigo Penna 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 º Físico a Receber o Nobel, em 1901.

4 4 Professor Rodrigo Penna PRIMEIRAS RADIOGRAFIAS

5 5 INFLUÊNCIAS DE ROENTGEN F evereiro de 1896: em experiências para verificar se substâncias fluorescentes emitiam raios X, Becquerel descobre a Radioatividade, por acaso. A mostra utilizada: sais de Urânio e Urânio metálico. N obel em 1903 com Pierre e Marie Curie. Professor Rodrigo Penna

6 6 BECQUEREL E SUA IMPRESSÃO Professor Rodrigo Penna

7 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). Professor Rodrigo Penna

8 8 Professor Rodrigo Penna A FAMÍLIA CURIE

9 9 Professor Rodrigo Penna 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 10 ACIDENTES E VÍTIMAS Professor Rodrigo Penna

11 11 Chernobyl Professor Rodrigo Penna

12 12 Professor Rodrigo Penna 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 13 A MARCAÇÃO DO BICHO Professor Rodrigo Penna

14 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. Professor Rodrigo Penna

15 15 Professor Rodrigo Penna ESQUEMA DE UMA USINA NUCLEAR

16 16 COMPARAÇÃO ENTRE FONTES DE ENERGIA Professor Rodrigo Penna

17 17 Professor Rodrigo Penna ANGRA I E ANGRA II

18 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. Professor Rodrigo Penna

19 19 Professor Rodrigo Penna EXEMPLOS DE DEFEITOS 1

20 20 Professor Rodrigo Penna EXEMPLOS DE DEFEITOS 2

21 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. Professor Rodrigo Penna

22 22 Professor Rodrigo Penna A CÂMARA DE CINTILAÇÃO

23 23 Professor Rodrigo Penna O EXAME

24 24 Professor Rodrigo Penna DIAGNÓSTICO – METÁSTASES ÓSSSEAS

25 25 Professor Rodrigo Penna DIAGNÓSTICO – MIOCÁRDIO EM ESFORÇO

26 26 DIAGNÓSTICOS Professor Rodrigo Penna

27 27 Professor Rodrigo Penna 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 28 Professor Rodrigo Penna A MOSCA TSÉ-TSÉ

29 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. Professor Rodrigo Penna

30 30 Professor Rodrigo Penna CEBOLA IRRADIADA – 6 MESES!

31 31 Professor Rodrigo Penna INIBIÇÃO DA MATURAÇÃO

32 32 Professor Rodrigo Penna MILHO E FEIJÃO – 5 ANOS!

33 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. Professor Rodrigo Penna

34 34 Professor Rodrigo Penna PRODUTOS IRRADIADOS

35 35 8 – DATAÇÃO POR CARBONO-14 A grande maioria dos átomos do elemento químico Carbono são de massa atômica A = 12.. O s 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. A o 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. Professor Rodrigo Penna

36 36 Professor Rodrigo Penna Mesosaurus brasiliensis Cerca de 250mil anos

37 37 Filo Trlobitamorpha Ordem Placopida – de mil anos Professor Rodrigo Penna

38 38 Professor Rodrigo Penna 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 39 Professor Rodrigo Penna TRABALHO DE CAMPO

40 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. Professor Rodrigo Penna

41 41 Professor Rodrigo Penna TRABALHO DE CAMPO 2

42 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. Professor Rodrigo Penna

43 43 Professor Rodrigo Penna O TRATAMENTO

44 44 O ACELERADOR Professor Rodrigo Penna

45 45 Professor Rodrigo Penna A RADIAÇÃO

46 46 O GANTRY Professor Rodrigo Penna

47 47 Professor Rodrigo Penna A LIGA DE CERROBEND

48 48 Professor Rodrigo Penna MOLDANDO O FEIXE

49 49 Professor Rodrigo Penna PROTEGENDO TECIDOS SADIOS

50 50 A PRECISÃO - MÁSCARA Professor Rodrigo Penna

51 51 Professor Rodrigo Penna 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 52 ESQUEMA DA TÉCNICA Professor Rodrigo Penna

53 53 Professor Rodrigo Penna 13 – MEDIDORES DE NÍVEL O princípio de um medidor de nível que utiliza radiação é bem simples. I nstala-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. Q uando 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 54 REPRESENTAÇÃO Professor Rodrigo Penna


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