Radiação.

ESTRUTURA DA MATÉRIA

 Todas as coisas existentes na natureza são constituídas de átomos ou suas combinações.

  O ÁTOMO

  Atualmente, sabemos que o átomo é a menor estrutura da matéria que apresenta as propriedades de um elemento químico. A estrutura do átomo é semelhante a do Sistema Solar, consistindo em um núcleo, onde fica concentrada a massa, como o Sol, e em partículas girando ao seu redor, denominadas elétrons, equivalentes aos planetas.

 Como o Sistema Solar, o átomo possui grandes espaços vazios, que podem ser atravessados por partículas menores do que ele.

 ESTRUTURA DO NÚCLEO

  O núcleo do átomo é formado por partículas de carga positiva, chamadas prótons, e de partículas de mesmo tamanho mas sem carga. denominadas nêutrons. O número de prótons ou número atômico identifica um elemento químico, comandando seu comportamento em relação aos outros elementos.

 O elemento químico natural mais simples, o hidrogênio, possui apenas um próton, contudo o número de nêutrons pode ser variável e sua quantidade irá definir diferentes isótopos, e um determinado elemento químico pode existir com diferentes números de nêutrons. Um exemplo disso é o caso do urânio, que na natureza aparece sob a forma de três isótopos, que são: Urânio-234, U-235 e 238.

 Todos eles possuem 92 prótons e, respectivamente 142, 143 e l46 nêutrons.

A RADIOATIVIDADE

 O esquecimento de uma rocha de urânio sobre um filme fotográfico virgem levou à descoberta de um fenômeno interessante: o filme foi velado(queimado) por alguma coisa, na época denominada raios ou radiações.

 Outros materiais pesados, com massas próximas á do urânio, como o rádio e o polônio, também tinham a mesma propriedade. O fenômeno foi denominado radioatividade e os elementos que apresentam essa propriedade foram chamados de elementos radioativos.   Comprovou-se que um núcleo muito energético, por exemplo, com excesso de partículas ou de carga, tende a estabilizar-se, emitindo algumas partículas.

  RADIAÇÃO ALFA OU PARTICULA ALFA

   Um dos processos de estabilização de um núcleo pesado é a emissão de um grupo de partículas, constituídas por dois prótons e dois nêutrons, denominado radiação alfa ou partícula alfa, e da energia a ela associada.

 RADIAÇÃO BETA OU PARTÍCULA BETA

 Outra forma de estabilização, quando existe no núcleo um excesso de nêutrons em relação a prótons, é através da emissão de uma partícula negativa, um elétron, resultante da conversão de um nêutron em um próton. É a Partícula Beta Negativa ou, simplesmente, Partícula Beta.

 No caso de existir excesso de carga positiva (prótons), é emitida uma Partícula Beta Positiva, chamada Pósitron, resultante de uma conversão de um próton em um nêutron. Portanto, a radiação beta é constituída de partículas emitidas por um núcleo, quando da transformação de nêutrons em prótons (Partícula Beta) ou de prótons em nêutrons (Pósitron)

 RADIAÇÃO GAMA

  Geralmente, após a emissão de uma partícula alfa ou beta, o núcleo resultante desse processo, ainda com excesso de energia, procura estabilizar-se, emitindo esse excesso em forma de onda eletromagnética, da mesma natureza da luz, denominada Radiação Gama.

PARTÍCULAS E ONDAS

 Conforme foi descrito, as radiações nucleares podem ser de dois tipos:

 a) partículas, possuindo massa, carga elétrica e velocidade dependente da sua energia;

 b) ondas eletromagnéticas, que não possuem massa e se propagam com a velocidade da luz de 300.000 km/s, para qualquer valor de energia.

 A identificação desses tipos de radiação foi feita, utilizando-se uma porção de material radioativo, com o feixe de radiações passando por entre duas placas, polarizadas com um forte campo elétrico.

ATIVIDADE DE UMA AMOSTRA

 Os núcleos Instáveis de uma mesma espécie (mesmo elemento químico) e de massas diferentes, denominadas Radioisótopos não realizam todas as mudanças ao mesmo tempo.  As emissões de radiação são feitas de modo imprevisto e não se pode adivinhar o momento em que um determinado núcleo irá emitir radiação.

 Entretanto, para a grande quantidade de átomos existente em uma amostra, é razoável esperar-se um certo número de emissões ou transformações em cada segundo. Essa "taxa" de transformações é denominada Atividade da amostra.

 DESINTEGRAÇÃO OU TRANSMUTAÇÃO RADIOATIVA

 Como foi visto, um núcleo com excesso de energia tende a estabilizar-se, emitindo partículas alfa ou partículas beta. Em cada emissão de uma dessas partículas, há uma variação do número de prótons no núcleo, isto é, o elemento se transforma ou se transmuta em outro, de comportamento químico diferente.

  Essa transmutação também é conhecida como desintegração radioativa, designação não muito adequada, porque dá a idéia de desagregação total do átomo e não somente da sua integridade. Um termo mais apropriado é decaimento radioativo, que sugere a diminuição de massa e de atividade.

MEIA-VIDA

Cada elemento radioativo, seja natural ou obtido artificialmente, se transmuta (se desintegra ou decai) a uma velocidade que lhe é característica (própria). Para se acompanhar a duração (ou a vida ) de um elemento radioativo foi preciso estabelecer uma forma de comparação. Por exemplo, quanto tempo leva para um elemento radioativo ter sua atividade reduzida à metade da inicial? Esse tempo foi denominado Meia-vida do elemento.

 Meia vida , portanto, é o tempo necessário para a atividade de um elemento radioativo ser reduzida à metade da atividade inicial. Isso significa que, para cada meia-vida que passe, a atividade vai sendo reduzida á metade do valor anterior, até que esta atinja um valor insignificante que não permite mais distinguir suas radiações das do meio- ambiente. Dependendo do valor inicial, em muitas das fontes radioativas utilizadas em laboratórios de análise e pesquisa, após 10 meias-vidas, atingem esse nível. Entretanto, não se pode confiar totalmente nessa "receita" e sim numa medida com um detector APROPRIADO, pois nas fontes usadas na indústria e na medicina, após 10 meias-vidas, a atividade da fonte ainda é geralmente muito alta.

 AS FAMÍLIAS RADIOATIVAS

Na natureza existem elementos radioativos que realizam transmutações ou "desintegrações" sucessivas, até que o núcleo atinja uma configuração estável. Isso significa que, após um decaimento radioativo, o núcleo irão possui ainda urna organização interna estável e, assim, ele executa outra transmutação para melhorá-la e, ainda não conseguindo, prossegue até atingir a configuração de equilíbrio.

 Em cada decaimento, os núcleos emitem radiações dos tipos alfa, beta e/ou gama e cada um deles é mais organizado que o núcleo anterior. Essas seqüências de núcleos são denominadas Séries Radioativas ou Famílias Radioativas Naturais. No estudo da radioatividade constatou-se que existem apenas 3 séries ou famílias radioativas naturais, conhecidas como Série do Urânio, Série do Actínio e Série do Tório. A Série do Actínio, na realidade, se inicia com urânio235 e tem esse nome porque se pensava que ela começava pelo actínio –227.

  As três séries naturais terminam em isótopos estáveis do chumbo, respectivamente, chumbo-206, chumbo-207 e chumbo-208. Alguns elementos radioativos têm meia-vida muito longa, como os elementos iniciais de cada série radioativa natural (urânio-235, urânio-238 e tório- 232). Dessa forma, é possível explicar porque há uma porcentagem tão baixa de urãnio-235 em relação à do urânio -238.

 Como a meia-vida do urânio-235 é de 713 milhões de anos e a do urânio-238 é de 4,5 bilhões de anos, o urânio-235 decai muito mais rapidamente e, portanto, é muito mais "consumido" que o urânio-238. Com o desenvolvimento de reatores nucleares e máquinas aceleradoras de partículas, muitos radioisótopos puderam ser "fabricados" utilizando-se como matéria prima isótopos estáveis. Com isso, surgiram as Sedes Radioativas Artificiais, algumas de curta duração.

TRATAMENTO DOS REJEITOS RADIOATIVOS

 Os rejeitos radioativos precisam ser tratados, antes de serem liberados para o meio-ambiente, se for o caso. Eles podem ser liberados, quando o nível de radiação é igual ao do meio-ambiente e quando não apresentam toxidez química. Rejeitos sólidos, líquidos 011 gasosos podem ser, ainda, classificados, quanto à atividade, em rejeitos de baixa, média e alta atividade.

 Os rejeitos de meia-vida curta são armazenados em locais apropriados, até sua atividade atingir um valor semelhante ao do meio- ambiente, podendo, então , ser liberados. Esse critério de liberação leva em conta somente a atividade do rejeito. É evidente que materiais de atividade ao nível ambiental, mas que apresentam toxidez química para o ser humano ou que sejam prejudiciais ao ecossistema, não podem ser liberados sem um tratamento químico adequado. Rejeitos sólidos de baixa atividade, como parte de maquinária contaminadas, luvas usadas, sapatilhas e aventais contaminados, são colocados em sacos plásticos e guardados em tambores ou em caixa de aço, após identificação, classificação e etiquetagem.

Os produtos de fissão, resultantes do combustível nos reatores nucleares, sofrem tratamento especial em Usinas de Reprocessamento, onde são separados e comercializados para uso nas diversas áreas de aplicação de radioisótopos Os materiais radioativos restantes, que não têm justificativa econômica para serem utilizados, sofrem tratamento químico especial e são vitrificados, guardados em sistemas de contenção e armazenados em Depósitos de Rejeitos Radioativos. Os problemas relacionados com os rejeitos radioativos não são somente técnicos e sim, na sua maioria, políticos, particularmente no que diz respeito seleção de locais para a estocagem.

  O ACIDENTE DE GOIÂNIA

 O acidente de Goiânia envolveu uma contaminação radioativa. Uma fonte radioativa de césio-137 era usada em uma clínica da cidade de Goiânia para tratamento de câncer.

 Nesse tipo de fonte, o césio- 137 fica encapsulado na forma de um sal, semelhante ao sal de cozinha, e armazenado em recipiente de chumbo, usado como uma blindagem contra as radiações. Após vários anos de uso, a fonte foi desativada, isto é, não foi mais utilizada, embora sua atividade ainda fosse muito elevada, não sendo permissível a abertura do invólucro e o manuseio da fonte sem cuidados especiais. As instalações que utilizam fontes radioativas, sejam na indústria, centros de pesquisa, medicina nuclear ou radioterapia, devem ter pessoas qualificadas em Radioproteção.

 Os responsáveis pela fonte em questão notificaram à CNEN a sua desativação, conforme previsto em Norma. Essa mesma Norma, no entanto, também determina que o local destinado ao armazenamento provisório de rejeitos deve conter tais rejeitos com segurança, tanto físico como radiológico, até que possam ser removidos para local determinado pela CNEN. A clínica foi desativada e o material radioativo não foi retirado do local. O equipamento, contendo a fonte de césio-137, foi abandonado nas antigas instalações da Clínica, o que, de acordo com outra Norma da CNEN é proibido. Toda Firma que usa material radioativo, ao encerrar suas atividades em um local, deve solicitar o cancelamento da autorização para funcionamento (operação), informando o destino a ser dado ao material radioativo porventura existente

 Um catador de papel "retirou" o equipamento do local e o vendeu para um ferro velho, para aproveitamento do chumbo nele contido, que servia de blindagem contra as radiações do césio- 137. A blindagem foi destroçada a golpes de marreta, deixando a mostra um pó azul brilhante, muito bonito, principalmente no escuro. E o "pozinho brilhante" foi distribuído para várias pessoas, inclusive crianças. O material radioativo foi-se espalhando pela vizinhança e várias pessoas foram contaminadas. A CNEN foi chamada a intervir e iniciou um processo de descontaminação de ruas, casas, utensílios e pessoas. O acidente radioativo de Goiânia resultou na morte de 4 (quatro) pessoas dentre 249 (duzentos e quarenta e nove) contaminadas. As demais vítimas foram descontaminadas e continuam em observação pela CNEN, não tendo sido registrados, até o momento, efeitos tardios provenientes do acidente.

 Uma das pessoas mais atingidas, uma senhora, devidamente descontaminada, deu à luz uma criança perfeitamente sadia. Embora tendo sido um fato extremamente desagradável e indesejável, o acidente de Goiânia serviu para a divulgação dos perigos do mau uso dos materiais radioativos, mesmo aqueles usados para salvar vidas. É de suma importância destacar que este acidente aconteceu pelo não cumprimento das normas elementares de segurança exigidas pela CNEN.