APLICAÇÕES DA RADIAÇÃO PROFESSOR RODRIGO PENNA

Professor Rodrigo Penna Sítio na internet: www.fisicanovestibular.com.br Blog: www.quantizado.blogspot.com Link para currículo no Sistema Lattes: http://lattes.cnpq.br/6150368513460565 EMAILs professorrodrigopenna@yahoo.com.br penna@nuclear.ufmg.br

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. Professor Rodrigo Penna

PRIMEIRAS RADIOGRAFIAS Professor Rodrigo Penna

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. Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

BECQUEREL E SUA IMPRESSÃO Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br 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 www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna A FAMÍLIA CURIE Professor Rodrigo Penna

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. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br ACIDENTES E VÍTIMAS Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br Chernobyl Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

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. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br A MARCAÇÃO DO “BICHO” Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br 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 www.fisicanovestibular.com.br

ESQUEMA DE UMA USINA NUCLEAR Professor Rodrigo Penna

COMPARAÇÃO ENTRE FONTES DE ENERGIA Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna ANGRA I E ANGRA II Professor Rodrigo Penna

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. Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna EXEMPLOS DE DEFEITOS 1 Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna EXEMPLOS DE DEFEITOS 2 Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br 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 www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna A CÂMARA DE CINTILAÇÃO Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna O EXAME Professor Rodrigo Penna

DIAGNÓSTICO – METÁSTASES ÓSSSEAS Professor Rodrigo Penna

DIAGNÓSTICO – MIOCÁRDIO EM ESFORÇO Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br DIAGNÓSTICOS Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

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. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna A MOSCA TSÉ-TSÉ Professor Rodrigo Penna

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 www.fisicanovestibular.com.br

CEBOLA IRRADIADA – 6 MESES! Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna INIBIÇÃO DA MATURAÇÃO Professor Rodrigo Penna

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

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 www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna PRODUTOS IRRADIADOS Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br 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. Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Mesosaurus brasiliensis Cerca de 250mil anos Professor Rodrigo Penna

Filo Trlobitamorpha Ordem Placopida – de 360-400mil anos Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

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. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna TRABALHO DE CAMPO Professor Rodrigo Penna

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 www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna TRABALHO DE CAMPO 2 Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br 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 www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna O TRATAMENTO Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br O ACELERADOR Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna A RADIAÇÃO Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br O GANTRY Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna A LIGA DE CERROBEND Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna MOLDANDO O FEIXE Professor Rodrigo Penna

PROTEGENDO TECIDOS SADIOS Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br A PRECISÃO - MÁSCARA Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

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. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br ESQUEMA DA TÉCNICA Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br

Professor Rodrigo Penna 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. Professor Rodrigo Penna

Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br REPRESENTAÇÃO Professor Rodrigo Penna www.fisicanovestibular.com.br