terça-feira, 23 de abril de 2013

MAIS APLICAÇÕES NA MEDICINA NUCLEAR - CINTILOGRAFIA ÓSSEA.

O que é cintilografia óssea?

A cintilografia óssea é um dos procedimentos mais antigos e estabelecidos da medicina nuclear, representando mais de 1/3 dos exames realizados na especialidade. Basicamente consiste na injeção na veia de radiotraçador ósseo (difosfonados) que permite o rastreamento do esqueleto como um todo.



Para que serve o exame?

A cintilografia óssea permite a detecção precoce de qualquer condição que aumente o metabolismo dos ossos, dentre os quais se destacam:






quarta-feira, 17 de abril de 2013

COMO A MEIA VIDA APARECE NOS VESTIBULARES?


EXERCÍCIOS - APLICAÇÕES NO COTIDIANO


01 - (UERJ/2012) 
Uma das consequências do acidente nuclear ocorrido no Japão em março de 2011 foi o vazamento de isótopos radioativos que podem aumentar a incidência de certos tumores glandulares. Para minimizar essa probabilidade, foram prescritas pastilhas de iodeto de potássio à população mais atingida pela radiação. A meia-vida é o parâmetro que indica o tempo necessário para que a massa de uma certa quantidade de radioisótopos se reduza à metade de seu valor. Considere uma amostra de iodeto de potássio, produzido no acidente nuclear, com massa igual a 2 g e meia-vida de 20 h. Após 100 horas, a massa dessa amostra, em miligramas, será cerca de:

a) 62,5 

b) 125 

c) 250 

d) 500 

02 - (FUVEST SP/2012) 
A seguinte notícia foi veiculada por ESTADAO.COM.BR/Internacional na terça-feira, 5 de abril de 2011: TÓQUIO - A empresa Tepco informou, nesta terça-feira, que, na água do mar, nas proximidades da usina nuclear de Fukushima, foi detectado nível de iodo radioativo cinco milhões de vezes superior ao limite legal, enquanto o césio-137 apresentou índice 1,1 milhão de vezes maior. Uma amostra recolhida no início de segunda-feira, em uma área marinha próxima ao reator 2 de Fukushima, revelou uma concentração de iodo-131 de 200 mil becquerels por centímetro cúbico. Se a mesma amostra fosse analisada, novamente, no dia 6 de maio de 2011, o valor obtido para a concentração de iodo-131 seria, aproximadamente, em Bq/cm³, 

NOTE E ADOTE 

Meia-vida de um material radioativo é o intervalo de tempo em que metade dos núcleos radioativos existentes em uma amostra desse material decaem. A meia-vida do iodo-131 é de 8 dias. 
a) 100 mil. 

b) 50 mil. 

c) 25 mil. 

d) 12,5 mil. 

e) 6,2 mil. 



03 - (UNESP/2012) 
Durante sua visita ao Brasil em 1928, Marie Curie analisou e constatou o valor terapêutico das águas radioativas da cidade de Águas de Lindoia, SP. Uma amostra de água de uma das fontes apresentou concentração de urânio igual a 0,16 mg/L. Supondo que o urânio dissolvido nessas águas seja encontrado na forma de seu isótopo mais abundante, Urânio-238, cuja meia-vida é aproximadamente 5 x 109 anos, o tempo necessário para que a concentração desse isótopo na amostra seja reduzida para 0,02 mg/L será de 

a) 5 x 109 anos. 

b) 10 x 109 anos. 

c) 15 x 109 anos. 

d) 20 x 109 anos. 

e) 25 x 109 anos. 


04 - (UEL PR/2011) 
Um parâmetro útil para caracterizar o processo de decaimento radioativo de um núcleo particular é a meia-vida. Assinale a alternativa que apresenta a melhor definição de meia-vida. 

a) É o tempo que um núcleo radioativo leva para decair emitindo elétrons e nêutrons. 

b) É o tempo gasto para um átomo se tornar radioativo após absorver energia escura emitida pelos átomos próximos. 

c) É o tempo gasto para que metade de um dado número de núcleos radioativos sofra decaimento. 

d) É metade do tempo gasto para um dado conjunto de núcleos radioativos emitir radiação. 

e) É o tempo que um elemento químico gasta para entrar e sair de um meio material. 

05 - (UFPel RS/2010) 
Nas cintilografias ósseas, injeta-se um contraste radioativo que é absorvido pelos ossos como se fosse cálcio. A meia-vida da substância radioativa é de 7 horas. Baseado na Física Moderna e no texto, após 21 horas, qual será o percentual da substância radioativa presente no corpo? 

a) 6,25%. 

b) 12,5%. 

c) 21%. 

d) 50%. 

e) 25%. 


06 - (UNIFOR CE/2008) 

O chumbo 210 tem meia vida de 22 anos. Para que 40 g desse isótopo do elemento chumbo se reduzam a 2,5 g deve-se esperar um intervalo de tempo, em anos, de 

a) 198 

b) 176 

c) 154 

d) 110 

e) 88 


07 - (UFRGS/2007) 

O PET (Positron Emission Tomography ou tomografia por emissão de pósitron) é uma técnica de diagnóstico por imagens que permite mapear a atividade cerebral por meio de radiações eletromagnéticas emitidas pelo cérebro. Para a realização do exame, o paciente ingere uma solução de glicose contendo isótopo radioativo flúor-18, que tem meia-vida de 110 minutos e decai por emissão de pósitron. Essa solução é absorvida rapidamente pelas áreas cerebrais em maior atividade. Os pósitrons emitidos pelos núcleos de flúor-18, ao encontrar elétrons das vizinhanças, provocam, por aniquilação de par, a emissão de fótons de alta energia. Esses fótons são empregados para produzir uma imagem do cérebro em funcionamento. Supondo-se que não haja eliminação da solução pelo organismo, que porcentagem da quantidade de flúor-18 ingerido ainda permanece presente no paciente 5 horas e 30 minutos após a ingestão? 

a) 0,00% 

b) 12,50% 

c) 33,33% 

d) 66,66% 

e) 87,50% 



08 - (UFCG PB/2009) 

Em 1947, Willard F. Libby descobriu que a quantidade de carbono-14 nos tecidos orgânicos mortos diminui a um ritmo constante com o passar do tempo. Assim, a medição dos valores de carbono-14 em um objeto nos dá pistas muito seguras sobre sua idade. Essa técnica é aplicável à madeira, carvão vegetal, sedimentos orgânicos, ossos, conchas marinhas, ou seja, todo material que conteve carbono em alguma de suas formas. A atividade devida ao carbono-14 em organismos vivos é de aproximadamente 15,3 desintegrações por minuto. Sendo a meia vida do carbono-14 de 5.730 anos, a descoberta de certo fóssil, por um arqueólogo, cujo carbono-14 apresenta 1,91 desintegrações por minuto, terá a provável idade de 

a) 5.730 anos. 

b) 11.470 anos. 

c) 17.190 anos. 

d) 22.920 anos. 

e) 2.865 anos. 



GABARITO: 


1) Gab: A      2) Gab: D       3) Gab: C       4) Gab: C      
5) Gab: B      6) Gab: E        7) Gab: B        08) Gab: C



COMO FAZER UMA ESTIMATIVA DA IDADE DE ARTEFATOS ANTIGOS?

DATAÇÃO POR CARBONO-14


Todo ser vivo tem em sua constituição partículas de carbono. Dentre as partículas deste carbono existe uma específica que nos possibilita datar com relativa exatidão em que época tais seres estiveram vivos. A técnica do carbono-14 foi descoberta nos anos quarenta do século passado por Willard Libby. Ele percebeu que a quantidade de carbono-14 dos tecidos orgânicos mortos diminui a um ritmo constante com o passar do tempo. Assim, a medição dos valores de carbono-14 em um objeto fóssil nos dá pistas dos anos decorridos desde sua morte. Isso equivale a dizer que o carbono-14 morre junto com o ser vivo e é a partir desta datação que ele vai diminuindo de quantidade com o passar dos anos. Isso possibilita entendermos em que época estes seres viveram. Hoje este é o método mais eficiente para estimar a idade de espécimes arqueológicas de origem biológica.

Esta técnica é aplicável à madeira, carbono, sedimentos orgânicos, ossos, conchas marinhas ou seja, todo material que conteve carbono em alguma de suas formas. Como o exame se baseia na determinação de idade através da quantidade de carbono-14 e que esta diminui com o passar do tempo, ele só pode ser usado para datar amostras que tenham idades estimadas em até 50 a 70 mil anos. Depois disso a quantidade de carbono 14 é insuficiente para análises.

Assim, para datarmos, por exemplo, seres vivos que estiveram na terra a milhões de anos atrás, como os dinossauros ou mesmo rochas, outros procedimentos de datação são utilizados, geralmente os de isótopos de radiação como argônio ou potássio, pois o carbono que poderia existir, no caso de um dinossauro já não existe mais. Para um exemplo prático, dizemos que: como resultado da radiação cósmica um pequeno número de núcleos de nitrogênio atmosféricos estão continuamente se transformando por bombardeamento de nêutrons em núcleos radioativos de carbono-14. Alguns destes átomos de carbono radioativo aparecem nas árvores e em outras plantas na forma de dióxido de carbono como resultado da fotossíntese. Quando a árvore é cortada a fotossíntese pára e a razão entre os átomos de carbono radioativo e os átomos de carbono estáveis começam a diminuir à medida que o carbono radioativo decai, ou seja, ao morrer, este processo se detêm, e o isótopo começa a desintegrar-se para se converter de novo em nitrogênio-14. A partir desse momento, a quantidade de C-14 existente em um tecido orgânico se dividirá pela metade a cada 5.730 anos. Cerca de 50 mil anos depois, esta quantidade começa a ser pequena demais para uma datação precisa.


MEIA-VIDA DE UMA AMOSTRA RADIOATIVA - O QUE SIGNIFICA ISSO?

  • MEIA VIDA:
Chamamos de meia-vida ou período de semi-desintegração (p) o intervalo de tempo em que se desintegra a metade dos átomos radiativos de uma amostra. Observe a tabela abaixo:

INSTANTE
N° DE ÁTOMOS RADIOATIVOS
t = 0
N0
t = p
N0/2
t = 2p
N0/4
t = 3p
N0/8
t = xp
N0/6
fonte: Almeida, (2013).

Em determinado instante (t = 0), a quantidade de átomos radiativos é N0. Transcorrido um intervalo de tempo (t = p), temos a metade dos átomos radiativos iniciais (N0/2). Transcorrido outro intervalo de tempo igual a p, isto é, no instante 2p, o número de átomos radiativos será a metade do observado no instante anterior, ou seja, N0/4. Assim, sucessivamente, a cada intervalo de tempo igual a p, teremos a metade dos átomos radiativos do instante anterior. O intervalo de tempo p é a meia-vida ou período de semi-desintegração dos átomos radiativos da amostra. 

  • UMA EQUAÇÃO MATEMÁTICA PARA A MEIA-VIDA:
De acordo com o conceito de meia-vida pode-se dizer que a diminuição do número de átomos radiativos de uma amostra, em função da meia-vida, ocorre num decaimento exponencial.

N = N0 / 2X (x é expoente), 

onde N0 representa a quantidade da amostra no início do decaimento; N a quantidade de amostra atual em um tempo determinado p e x indica a quantidade de meias-vidas.

O interessante é que cada amostra radioativa apresentará a sua própria meia vida.

ALGUNS EXEMPLOS:

  • MEIA-VIDA DO CÉSIO-137: aproximadamente 30 anos
  • CARBONO-14: aproximadamente 5730 anos
  • URÂNIO-235: aproximadamente 700 milhões de anos


terça-feira, 16 de abril de 2013

CÉSIO 137 - PERIGO FASCINANTE.



O acidente radioativo em Goiânia correu pelo desconhecimento do material radioativo o qual circulou de modo totalmente indevido por muitos dias e em vários pontos de Goiânia. Isso gerou uma contaminação de milhares de pessoas e objetos por toda a cidade. O lixo foi levado para a cidade de Abadia de Goiás, a menos de 30 quilômetros da capital. O local abriga cerca de 6.000 toneladas de rejeitos do césio 137. É considerado um depósito definitivo que armazena lixo nuclear de baixa e média intensidade até 2018.


"Na manhã de 13 de setembro de 1987, um domingo, os catadores de materiais recicláveis Kardec, Wagner e Roberto foram ao antigo Instituto Goiano de Radiologia, abandonado na região central de Goiânia, e levaram um aparelho radiológico de mais de 100 kg, de onde seriam retirados chumbo e outros elementos. Já no primeiro dia, depois de abrirem a cápsula, os dois começaram a apresentar sintomas da radiação, mas não procuraram ajuda. Cinco dias depois, parte do equipamento foi levada para o ferro-velho de Devair Alves Ferreira, na rua 57, no antigo bairro Popular. Dentre as peças estava a cápsula do césio 137, já violada. Ele chegou a revender parte do objeto para outro ferro-velho. Encantado com o brilho azul, também levou o material para dentro de casa. A mulher de Devair, Maria Gabriela Ferreira, e outros parentes também começaram a apresentar sintomas de contaminação. A mulher, com ajuda de um amigo, levou a cápsula de 22 kg em um ônibus do transporte coletivo para a Vigilância Sanitária. Foi então que, no dia 29 setembro, o caso veio a conhecimento público.


ASPECTOS POSITIVOS E NEGATIVOS - RADIAÇÕES

À medida que aprofundamos nossos estudos, tomamos conhecimento dos ricos e benefícios a que uma sociedade pode estar sujeita, pelo modo como aplica suas descobertas científicas. Ao estudar radioatividade, por exemplo, sabemos dos riscos a que estamos expostos, desde o contato com o material radioativo até os perigos decorrentes dos armamentos nucleares em todo o mundo. Um fato bem conhecido de todos, e que pode ser mencionado como um dos mais tristes exemplos de catástrofe em nossa humanidade, ocorreu quando os Estados Unidos detonaram duas bombas atômicas sobre as cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki, em 1945, praticamente encerrando a Segunda Guerra Mundial.



Após o fim da Segunda Guerra Mundial, as pesquisas voltaram-se para o lado positivo da energia nuclear. Na década de 50 foram construídos os primeiros reatores nucleares, nos Estados Unidos. Basicamente, o reator nuclear é um sistema que realiza fissão nuclear de forma controlada e libera energia para ser utilizada na produção de energia elétrica. Ao contrário do que se imagina, um reator nuclear não pode explodir como se fosse uma bomba atômica, uma vez que trabalha com massas subcríticas de urânio. No entanto, há alguns focos de possíveis acidentes, todos localizados nos vários sistemas de refrigeração do reator. Os acidentes ocorridos nos reatores de Three Mile Island, na Pensilvânia (EUA, 1979), e o mais famoso, em Chernobil (Ucrânia, 1986), levaram muitos países a rever seus programas nucleares.

Outros aspectos positivos podem ser percebidos em casos como na agricultura, com a limpeza de alguns alimentos , com o uso de alguns elementos radioativos para matar bactérias e fungos, para haver diagnósticos e tratamentos de doenças. Em varias profissões a radioatividade pode ser um beneficio como na medicina que os isótopos são usados pra tirar a radiografia da condição dos nossos órgão internos , a Radioterapia também entre muitos outros benefícios que a radioatividade pode nos fazer bem.

segunda-feira, 15 de abril de 2013

AS USINAS NUCLEARES X IMPACTOS AMBIENTAIS


Um dos problemas a respeito da energia nuclear consiste na ideia corrente de que a utilização dessa energia é livre de emissões de gases responsáveis pelo efeito estufa. Mas não é bem assim! Os reatores não emitem gás carbônico de maneira direta, porém, no cálculo de toda a cadeia de produção - da construção da usina, extração do minério (ciclo do urânio) ao descarte do lixo radioativo, - as emissões vão às alturas. Como mostra o vídeo a seguir.


Uma solução para esse problema de emissão indireta de dióxido de carbono gerado pelo enriquecimento do urânio fora do país seria implantar a tecnologia de enriquecimento aqui no Brasil. Isso já está prestes a acontecer no Centro Tecnológico da Marinha Localizada em São Paulo. Veja vídeo a seguir.



Os pósitrons a serviço da medicina


A história do pósitron é um exemplo do ciclo completo que vai da previsão teórica a uma extraordinária aplicação prática das descobertas científicas. Em 1928, as equações matemáticas do físico inglês Paul Dirac (1902-1984) previam que alguns núcleos radioativos poderiam emitir um antielétron, ou seja, uma partícula com a mesma massa do elétron, mas com carga positiva. Efetivamente, essas estranhas partículas foram descobertas em 1932 pelo físico norte-americano Carl David Anderson (1905-1991), que as chamou de pósitrons. De acordo com as previsões realizadas por Paul Dirac, observou-se que a vida do pósitron era muito curta, pois sua colisão com um elétron provocava a destruição de ambas as partículas, com transformação integral de suas massas em ondas eletromagnéticos. Nos anos seguintes foram constatados vários núcleos que emitam pósitrons, produzidos em aceleradores de partículas. É o caso, por exemplo, do nitrogênio-13. Na década de 80, desintegração dos pósitrons encontrou uma aplicação prática de grande interesse social: o desenvolvimento de um aparelho para diagnósticos médicos, denominado tomógrafo por emissão de pósitrons, PET (do inglês, positron emission tomography).

Para efetuar um exame em um desses aparelhos, o paciente recebe uma injeção com o radioisótopo emissor de pósitrons, ligado a uma molécula que tenha afinidade com o órgão a ser estudado. Nessas condições, o radiosótopo emitará pósitrons que irão colidir com elétrons e formar ondas eletromagnéticas. Sistemas detectores de radiação, situados ao redor do paciente, acusarão e emissão dessas ondas, de modo que haverá um mapeamento do órgão que está sendo investigado. Veja o vídeo abaixo:



Apesar de todas as vantagens proporcionadas por esse tipo de diagnóstico, a tomografia PET apresenta um problema. Como os pósitrons são emitidos por radioiosótopos de meia-vida muito curta, torna-se necessário que o diagnóstico seja realizado em local próximo do reator que produz o radioisótopo. O Instituto de Energia Nuclear (IEN), por exemplo, está produzindo flúor-18, cuja meia-vida é de apenas 1,8h. Isso faz com que a utilização desse isótopo fique limitada à cidade do Rio de Janeiro e regiões dentro de um raio máximo de100 km.

VISÃO GERAL


Os vários desenvolvimentos tecnológicos que têm origem na pesquisa em Física Nuclear desempenham um papel importante em um número imenso de aplicações práticas. A energia nuclear constitui-se numa fundamental componente da política energética, sendo que o desenvolvimento de novos conceitos em reatores de fissão poderá resultar em reatores ainda mais eficientes e seguros. Técnicas nucleares vêm sendo largamente aplicadas em diagnóstico e tratamento de doenças, por meio da Radiologia Diagnóstica, Radioterapia e Medicina Nuclear.


Para citar apenas alguns dentre os muitos exemplos: terapia de câncer com prótons ou com feixes de íons pesados (C-12, por exemplo), imagens por ressonância magnética, tomografia por emissão de pósitrons (PET) para gerar imagens de funções do cérebro, uso de iodo radioativo como traçador do funcionamento da tireoide. Os radioisótopos também são utilizados como traçadores em pesquisas relacionadas aos mais variados campos como Genética, Fisiologia, Botânica, etc. Na agricultura, novas variedades de plantas com características melhoradas vêm sendo criadas por meio do processo de mutação induzida pela radiação. A excepcional sensibilidade das técnicas nucleares analíticas tem sido utilizada para o estudo estratégico do meio ambiente, como em pesquisas de poluição do ar, bem como em Arqueologia, por exemplo, na datação de objetos, em Biologia, Química, Odontologia, etc. O uso de aceleradores nucleares também encontra importantes aplicações na indústria. Por exemplo, feixes de partículas carregadas e raios gama são utilizados na esterilização de alimentos, na determinação da composição e propriedades de materiais, etc. Além disso, o desenvolvimento da pesquisa em Física Nuclear, por meio de novas e sofisticadas técnicas experimentais, também propicia o desenvolvimento de inovações tecnológicas não propriamente na área de Física Nuclear.