Teoria

Os isótopos nucleares tem váaaaaaaaarias aplicações, que vão desde a medicina até a produção de energia, né? Nesse capítulo a gente vai ver alguns detalhes sobre a radiação, como ela é útil em alguns casos e como, apesar de útil, nem tudo são flores nessa história!

Poder relativo de penetração da radiação ionizante

Apesar de muito boa por diversos motivos, a radiação nuclear pode ser extremamente perigosa para a nossa saúde! Isso porque um certo tipo de radiação, chamada radiação ionizante, possui energia suficiente para ejetar elétrons dos átomos, o que resulta em sérias consequências nos processos biológicos (e é extremamente ligado ao desenvolvimento de câncer).

As radiações alfa, beta e gama, por exemplo, são ionizantes, e o dano na saúde quando somos expostos à elas depende de muitos fatores, como a intensidade da fonte, do tipo de radiação e do tempo de exposição.

A radiação consegue penetrar nosso corpo de maneira inversamente proporcional à sua massa, isso é: quanto mais pesada a partícula, menor vai ser seu poder relativo de penetração.

Se liga nessa tabela:

Ou seja, a partícula alfa, que é a mais pesada, é a que menos tem capacidade de penetrar no nosso corpo – ela é embarreirada pela pele. Já a radiação gama, que não tem massa nem carga, é a mais perigosa – você precisa de um metal bem espesso para que ela não atravesse tudo que vê pela frente (prédios, carros, pessoas etc).

Dose absorvida X Dose equivalente

A dose absorvida de radiação é a energia depositada em um sistema exposto à radiação. Por exemplo, se você fica na presença de um isótopo radioativo, a radiação que ele emite vai ser a dose absorvida e você vai ser o sistema! 😊

A unidade usada para medir a dose absorvida é o gray (Gy), que corresponde a um depósito de energia de 1   J × k g - 1 . Você também pode encontrar a unidade rad (dose de radiação absorvida), que corresponde a 10 - 2 Gy.

Maaas, como a gente já viu, não é porque um isótopo emite 10g de partículas alfa que meu corpo vai assimilar essas 10g, né? Isso depende do tipo de radiação! A gente leva em conta então a eficiência biológica relativa, Q, uma constante que relaciona a dose absorvida e a dose equivalente.

D o s e   e q u i v a l e n t e   S v   o u   r e m = Q × d o s e   a b s o r v i d a   ( G y   o u   r a d )

Onde a dose equivalente vai ser o tanto que a gente realmente absorve de radiação, já que ela leva em conta o tipo de tecido e o tipo de radiação!

A unidade da dose equivalente no SI é o Sv (sievert), mas antigamente era o roentgen equivalente homem (rem), onde 1   r e m = 10 - 2 S v , então não se assusta se você também achar essa unidade.

A eficiência biológica relativa, Q, tem valores fixos pras radiações mais conhecidas e, infelizmente, a gente tem que decorá-los! Para partículas gama, beta e a maior parte das outras radiações, Q = 1   S v . G y - 1 . Para partículas alfa e nêutrons rápidos, Q = 20   S v . G y - 1 .

Mesmo sem trabalhar em uma usina nuclear ou ter que lidar com elementos radioativos, a gente recebe radiação naturalmente de diversas formas e fontes, como nosso prórprio corpo, os raios cósmicos ou diagnósticos médicos.

Essa radiação se chama radiação de fundo, e é a média anual típica de dose equivalente que a gente recebe de fontes naturais. Ela vale cerca de 2 mSV/ano, mas varia de acordo com os nossos hábitos e onde moramos.

Pequeno resuminho das medidas de radiação 😊

Uso dos radioisótopos na medicina

Os diagnósticos médicos usam muiiiito a radiação e os radioisótopos, principalmente na aquisição de imagens.

Um exemplo bem importante é a tomografia por emissão de pósitrons (o PET), onde a gente ingere um radioisótopo emissor de pósitrons que tenha a ver com o que a gente quer diagnosticar e depois é monitorado. Esse emissor de pósitrons vai participar das funções biológicas normalemente, como se fosse o isótopo não radioativo. A diferença é que, por emitir radiação, o funcionamento do organismo vai poder ser quantificado e analisado por um sensor! Se liga nesse exemplo:

Além do PET e outras técnicas de imagem, a gente pode usar traçadores radioativos. Eles servem para marcar algum átomo importante, que participe das funções biológicas. Por exemplo: a gente pode usar o carbono-14 para marcar a glicose, e conseguir acompanhar a digestão de glicose no organismo.

Como o isótopo radioativo emite radiação que pode ser detectada por sensores, diferentemente dos isótopos não-radioativos, a gente consegue acompanhar o que acontece no organismo com essa molécula marcada! Por isso a gente chama de traçadores radioativos – a gente acompanha o caminho da molécula no metabolismo!

Um exemplo é quando a gente quer descobrir a origem de um átomo numa reação química. Na fotossíntese, por exemplo, se a gente quer saber de onde vem o oxigênio do gás oxigênio liberado, a gente pode fornecer para a planta água marcada com o radioisótopo do oxigênio:

6   C O 2 g + 6   H 2 O 18 l → l u z C 6 H 12 O 6 s , g l i c o s e + 6   O 2 18 ( g )

Daí a gente consegue descobrir que o gás oxigênio vem do oxigênio da água, e não do oxigênio do gás carbônico! 😊

Se você tá confuso e pensando que não faz medicina, então não precisa saber de nada disso, relaxa ahahah Vamos fazer uns exercícios que vão te ajudar a fixar e entender mais isso tudo! 😊

Dose absorvida X Dose equivalente

Uso dos radioisótopos na medicina

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