Radiação

Radiação

Em física, radiação é a propagação da energia de um ponto ao outro, seja no vácuo ou em qualquer meio material, podendo ser classificada como energia em transito, e que pode ocorrer através de uma onda eletromagnética ou partícula. As radiações podem ser emitidas tanto artificialmente em procedimentos médicos ou atividades industriais, quanto naturalmente como à luz solar. Independente do tipo, elas interagem com os corpos, até mesmo com o ser humano, e deposita neles energia. Essa interação depende do tipo da energia de radiação e do meio que esta está se propagando. Podem ser identificadas como:

Pelo elemento condutor de energia

• Radiação eletromagnética - A energia que se propaga através de uma onda eletromagnética,

constituída por um campo elétrico e campo magnético oscilantes e perpendiculares entre si, que se propaga no vácuo com a velocidade da luz, sendo esta de 299.792.458 m/s. Ela é caracterizada pelo seu comprimento de onda ou por sua frequência e pelas diversas faixas que constituem o espectro eletromagnético. Podendo citar como exemplo de radiação eletromagnética os raios gama, raios x, luz do sol dentre outros.

• Radiação corpuscular - A energia se propaga através de partículas subatômicas, como elétrons e prótons, e outras são formadas através da fissão nuclear como os nêutrons. Assim, ela é caracterizada pela sua carga, massa e velocidade, podendo ser carregada ou neutra, leve ou pesada e lenta ou rápida.

• Radiação gravitacional - A radiação gravitacional é uma previsão das equações da relatividade geral, elas podem ser emitidas em regiões do espaço onde a gravidade é relativística, através de estrelas em colapso.

Pela fonte de radiação

• Radiação solar - - É causada pela energia emitida do sol, provenientes de reações que ocorrem na superfície do astro. A radiação solar se propaga por onda eletromagnética.

• Radiação de Cerenkov -Causada quando uma partícula carregada eletricamente com a velocidade superior a da luz no meio, atravessa um meio isolante. A cor azul característica de reatores nuclear deve-se a radiação de Cherenkov. O nome é em homenagem ao cientista soviético Pavel Cherenkov, vencedor do Prêmio Nobel de Física de 1958.

• Radioatividade - Radioatividade (ou radiatividade) é a propriedade de certos tipos de elementos químicos emitirem radiações, um fenômeno que acontece de forma natural ou artificial. A radioatividade artificial ocorre quando há uma transformação nuclear, através da união de átomos ou da fissão nuclear. Já A radioatividade natural ocorre através dos elementos radioativos encontrados na natureza.

Pelos seus efeitos

• Radiação ionizante - É capaz de arrancar qualquer elétron de um átomo se tiver energia maior que a da ligação dele ao átomo. As partículas carregadas eletricamente como beta e alfa são consideradas ionizantes quando possuem uma energia suficiente para ionizar átomos que estão em sua trajetória até que perder toda a sua energia.

Somente os raios X e gama são radiações ionizantes observando o espectro de onda eletromagnética, ou seja, têm energia suficiente para ionizar átomos.

• Radiação não ionizante - É incapaz de ionizar moléculas, por não possuirem energia suficiente para arrancar elétrons dos átomos, porém podem quebrar ligações químicas e moléculas. A radiação ultravioleta é considerada não ionizante por não possuir energia suficiente para arrancar elétrons dos principais átomos que constituem o corpo humano e por ser muito pequena a sua penetração.

• Degradação de materiais por radiação -

Tipos de radiação

• Radiação alfa (α) - Ou partícula alfa, é formada por um átomo de Hélio, constituídos de dois prótons e dois nêutrons, com carga positiva. Uma determinada distancia que uma partícula percorre até entrar em repouso é chamado alcance da partícula. Todas as partículas alfa em um meio qualquer e de igual energia tem o mesmo alcance. Como o alcance das partículas alfa é muito pequeno, elas são facilmente blindadas. Tem baixa velocidade (20000 km/s) ao ser comparada com a velocidade da luz. Sua trajetória em um meio material é retilínea. As partículas alfa são produzidas principalmente nos decaimentos de elementos com o urânio, rádio, plutônio, tório etc.

• Radiação beta (β) - São elétrons emitidos através do núcleo estável de um átomo. São muito mais penetrantes que as partículas alfa. A radiação beta ao passar por meio material perde energia, e assim, ionizando átomos que se encontram no caminho. Tem velocidade de aproximadamente 270000 km/s. Para a blindagem de partículas beta deve-se usar alumínio ou plástico.

• Radiação gama (γ) - A radiação gama é uma onda eletromagnética, e tem um poder de penetração muito grande, quando atravessam as substancia se chocam com suas moléculas. Tem velocidade 300000 km/s.

• Radiação X: É uma onda eletromagnética que tem comprimento de onda muito pequeno (entre 1 nm a 5 pm). Os raios x possuem as mesmas características dos raios gama, só diferindo em relação a formação, enquanto os raios gama se formam no núcleo atômico, os raios x se formam fora. São muito usados em exames médicos.

• Nêutrons - Os nêutrons não possuem carga e não produzem diretamente ionização, mas indiretamente transferem energia para outras partícula carregada que pode produzir ionização. Eles percorrem grandes distancias antes de interagir com o núcleo dos átomos. São muito penetrantes e sua massa é 1,675 x 10ˉ²⁷. Podem ser blindados com água, parafina e outros materiais ricos em hidrogênio.

Interação da radiação com a matéria

A probabilidade de ocorrer interação da radiação com a matéria depende da incidência da energia do fóton, da densidade do meio em que se propaga, espessura e de seu número atômico. Os principais fenômenos de interação da matéria com as radiações eletromagnéticas (raios X e gama) são o efeito fotoelétrico que ocorre com a interação de um fóton com um elétron orbital, onde este transfere toda a sua energia. Parte desta é carregada pelo elétron em forma de energia cinética, e assim o fóton desaparece e o átomo é ionizado, fazendo com que ocorra a radiação característica, denominada radiação secundária (espalhada); O efeito Compton ou espalhamento Compton ocorre quando os raios X transferem parte de sua energia para os átomos alvos. Nela o fóton chega a colidir com o elétron, mas apenas faz com que ele vibre dentro de seu orbital, e o fóton continue a se propagar, porém desvia sua trajetória e assim sofre um espalhamento, também denominado por radiação secundária; E por último a produção de Pares, que é uma forma predominante da absorção da radiação eletromagnética que ocorre entre o elétron e o prósiton. Nele os fótons de alta energia interagem com o campo elétrico nuclear quando passam perto de núcleos com um valor alto de numero atômico.

Efeitos biológicos da radiação

A absorção da radiação em casos mais simples, por exemplo, exposição inadequada a luz solar, pode causar desde leves queimaduras até uma insolação, em casos mais graves, uma exposição a doses altas de radiação, como aconteceu no trágico Acidente nuclear de Chernobil na Ucrânia, pode ocasionar doenças graves como Leucemia e até a morte. Os resultados da exposição à radiação podem ser muito diferentes de um individuo para outro, isso porque cada tecido biológico responde de uma forma. No entanto, um mesmo tipo de exposição pode ocorrer em exames de diagnóstico, como o raio-X, ou em tratamentos de radioterapia. Também podem ocorrer exposições periódicas em certos trabalhos, mas este é monitorado para que não exceda do limite estabelecido. Os efeitos sofridos por trabalhadores de usinas nuclear, mineradores de urânio e radiologistas, são pequenas dores de cabeça, mal estar, possibilidade de desenvolver Catarata, e há certos indícios da diminuição da expectativa de vida, dentre outros. Isto acontece pois a radiação quando penetra em tecidos vivos em meio a diversas colisões e interações com átomos e moléculas perde energia, e causando assim, problemas no funcionamento das células.

Benefícios da radiação

A radiação tem seus benefícios, a solar por exemplo que é um meio natural de emissão, é primordial para a vida na terra, sem ela não existiria vida como conhecemos hoje. AS emitidas artificialmente também são benéficas, na medicina moderna varias atividades médicas usam a radiação como a Radiografia, mais conhecido como raio x, a Radioterapia, usada no tratamento de tumores e a Medicina nuclear, que tem por objetivo um diagnostico. O perigo de um tratamento com radiação é inevitável, no caso da radioterapia que trata um tumor, ele pode ser fatal e não ter outro tipo de tratamento,por isso, os riscos são justificáveis. Nas radiografias o nível de exposição é muito baixo, mas claro, só deve ser feita por um profissional com formação adequada, e da mesma forma que a radioterapia os benefícios para o paciente superam os riscos.

Tragédia no Brasil

Ver artigo principal: Acidente radiológico de Goiânia

Em 13 de setembro de 1987, na cidade de Goiânia, o manuseio indevido de um aparelho de radioterapia, que continha Césio-137, foi abandonado onde funcionava o Instituto Goiano de Radioterapia, gerou um acidente que envolveu direta e indiretamente centenas de pessoas. O aparelho foi encontrado por catadores de um ferro velho do local, que entenderam tratar-se de sucata. Foi desmontado e repassado para terceiros, gerando um rastro de contaminação. Foi o maior acidente radioativo do Brasil e o maior do mundo ocorrido fora das usinas nucleares. O acidente foi classificado como nível 5 na Escala Internacional de Acidentes Nucleares, que vai de zero a sete, onde 0 corresponde a um desvio sem risco para segurança, enquanto 7 é um desvio muito grave.

Acidente em Chernobil

Ver artigo principal: Acidente nuclear de Chernobil

Em 26 de abril de 1986, na usina nuclear de Chernobil, na Ucrânia (antiga União Soviética) aconteceu o maior acidente nuclear da história. Um reator explodiu liberando uma enorme cortina de fumaça com elementos radioativos que rapidamente se espalharam por uma boa parte da Europa e da União Soviética. O governo Soviético tentou manter o acidente em sigilo, sem que houvesse evacuação das pessoas nas cidades mais próximas. Porem, habitantes da cidade a cerca de três quilômetros, foram totalmente infectados e só foram retirados da cidade depois de terem passado horas expostos a radiação. Dessa forma, outros países detectaram um alto nível de radiação no ambiente, e a partir daí resolveram ajudar a inibir os efeitos que o acidente poderia vir a causar. Muitos países foram infectados com a radiação, entre eles podemos citar a Dinamarca, Suécia, França e Itália. Esse acidente custou a vida de cerca de 4 mil pessoas segundo a ONU.

Bibliografia

• Merçon, Fábio. Radiações: Riscos e Benefícios (PDF). [S.l.: s.n.] 
• Feynman.Volume I , Lições de física. São Paulo: Bookman Companhia Editora Ltda, 2008. p. 29.
• HELENE, M.E.M. A Radioatividade e o Lixo Nuclear. São Paulo: Editora Scipione, 1996.
• GOLDEMBERG, J. Energia, Meio Ambiente & Desenvolvimento. São Paulo: Editora da Universidade de São Paulo, 1998.