Efeitos Biológicos e radioproteção

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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES 
RADIOPROTEÇÃO
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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
 A radiação perde energia para o meio provocando ionizações. 
 Os átomos ionizados podem gerar:
Alterações moleculares
Danos em órgãos ou tecidos
Manifestação de efeitos biológicos
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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
MECANISMOS DE AÇÃO
 Possibilidades da radiação incidindo no meio biológico:
Produzir efeitos:
 Indiretos 
 Diretos.
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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
MECANISMOS DE AÇÃO
 O fenômeno da indução de efeitos biológicos pela interação da radiação com organismos vivos é de natureza PROBABILÍSTICA.
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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
SEQÜÊNCIA DE EVENTOS
 Estágio físico:
 Ocorre para tempos  10-14 segundos 
 Estágio de absorção e deposição de energia 
 Excitação e ionização dos compostos.
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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
SEQÜÊNCIA DE EVENTOS
 Estágio físico-químico:
 Ocorre para tempos de 10-14 a 10-12 segundos 
 Quebra de ligações 
 Radiólise da água - formação de radicais livres 
 Começa o dano químico - radicais livres começam a reagir.
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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
SEQÜÊNCIA DE EVENTOS
 Estágio químico:
 Ocorre para tempos de 10-12 a 10-7 segundos 
 Continua a reação dos radicais livres 
 Formação de produtos tóxicos 
 Começam os danos ao RNA e DNA 
 Enzimas são inativadas e ativadas.
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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
CLASSIFICAÇÃO DOS EFEITOS BIOLÓGICOS
 Classificam-se conforme sua variação quanto:
 ao tempo de manifestação 
 ao tipo de célula atingida 
 à quantidade de energia depositada 
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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
TEMPO DE MANIFESTAÇÃO:
 Efeitos Agudos:
 característicos de exposições a doses elevadas 
 manifestam-se em, no máximo, dois meses (seres humanos) 
Exemplos: eritema, síndrome aguda.
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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
TEMPO DE MANIFESTAÇÃO:
 Efeitos Tardios:
 característicos de exposições a pequenas doses 
 manifestam-se em anos ou dezenas de anos (seres humanos) 
Exemplo: câncer.
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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
TIPO DE CÉLULA ATINGIDA:
 Efeitos Somáticos:
 alterações provocadas pela interação da radiação ionizante com qualquer célula do organismo, exceto as reprodutivas 
 manifestam-se no próprio indivíduo irradiado 
Exemplos: câncer, catarata.
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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
TIPO DE CÉLULA ATINGIDA:
 Efeitos Genéticos (hereditários):
 Alterações provocadas pela interação da radiação ionizante com as células reprodutivas do organismo.
Manifestam-se nos descendentes do indivíduo irradiado
 Exemplos: mutações genéticas.
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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
QUANTIDADE DE ENERGIA DEPOSITADA:
 Efeitos Estocásticos:
 Ocorrem com doses pequenas de radiação 
 Não apresentam um limiar de dose para sua ocorrência 
 A probabilidade de ocorrência aumenta com o aumento da dose 
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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
QUANTIDADE DE ENERGIA DEPOSITADA:
 Efeitos Determinísticos (não-estocásticos):
 Ocorrem com doses elevadas de radiação 
 Apresentam um limiar de dose para sua ocorrência 
 A gravidade do efeito aumenta com o aumento da dose.
 Exemplos: eritema, catarata.
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EFEITOS BIOLÓGICOS DAS RADIAÇÕES IONIZANTES
RADIOSENSIBILIDADE
Os diferentes tecidos e órgãos possuem diferentes sensibilidades à radiação.
Sistema hematopoiético
Sistema gastrointestinal
Sistema nervoso
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RADIOPROTEÇÃO
RADIOPROTEÇÃO - HISTÓRICO
 Radiação ionizante capaz de produzir alterações celulares no ser humano. 
 1928 II Congresso Mundial de Radiologia em Estocolmo - criação da Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP).
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TIPOS DE FONTES E MODOS DE EXPOSIÇÃO
TIPOS DE FONTES:
Fontes Seladas (não há possibilidade de contato com o material radioativo):
 Radioterapia:
 Tratamento de tumores 
 Irradiadores biológicos:
 Indução e estudos de efeitos biológicos 
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Fonte: Apostila “Aplicações da Energia Nuclear”, Comissão Nacional de Energia Nuclear.
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Fonte: Apostila “Aplicações da Energia Nuclear”, Comissão Nacional de Energia Nuclear.
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TIPOS DE FONTES E MODOS DE EXPOSIÇÃO
 Fontes Não Seladas (há possibilidade de contato com o material radioativo):
 Traçadores e marcadores:
 Atividade metabólica 
 Marcação de DNA 
 Fluxo de fluidos 
	- Medicina Nuclear:
 		Diagnóstico e terapia
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TIPOS DE FONTES E MODOS DE EXPOSIÇÃO
MODOS DE EXPOSIÇÃO: 
 Contaminação X Irradiação 
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PRINCÍPIOS BÁSICOS DE RADIOPROTEÇÃO
FILOSOFIA DA PROTEÇÃO RADIOLÓGICA
 Proteção dos indivíduos, de seus descendentes, da humanidade como um todo e do meio ambiente contra os possíveis danos provocados pelo uso da radiação ionizante.
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FILOSOFIA DA PROTEÇÃO RADIOLÓGICA
 Estabelecimento de três princípios básicos:
 Princípio da justificação 
 Princípio da otimização 
 Princípio da limitação de doses.
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE RADIOPROTEÇÃO
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JUSTIFICAÇÃO
 Qualquer técnica que faça uso da radiação ionizante tem que ser justificada em relação a outras técnicas de modo a produzir um benefício líquido positivo.
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE RADIOPROTEÇÃO
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JUSTIFICAÇÃO - EXEMPLOS
 Uso de tomógrafo computadorizado (emissão de raios X) ou de equipamento de ressonância magnética para obter a mesma informação diagnóstica.
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE RADIOPROTEÇÃO
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OTIMIZAÇÃO
 As exposições à radiação ionizante devem ser mantidas “tão baixas quanto razoavelmente exeqüível” (Princípio ALARA - As Low As Reasonably Achievable), levando-se em consideração fatores econômicos e sociais.
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE RADIOPROTEÇÃO
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OTIMIZAÇÃO - EXEMPLOS
 Utilizar armário embaixo da bancada de manipulação para o armazenamento de rejeitos radioativos - desnecessário?
 Acréscimo indefinido de placas de chumbo em parede de sala onde se faz uso de equipamento emissor de raios X.
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE RADIOPROTEÇÃO
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LIMITAÇÃO DAS DOSES
 Os limites de dose, tanto para trabalhadores quanto para indivíduos do público, devem ser respeitados.
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE RADIOPROTEÇÃO
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Limites Primários Anuais de Dose Equivalente
Norma CNEN-NE-3.01
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE RADIOPROTEÇÃO
Plan1
		A0		l		t		A
		1000		0.07		0		1000
						10		497.647121534
						20		247.6526575711
						30		123.2436321805
						40		61.331838802
						50		30.5216130382
						60		15.188992873
						70		7.5587585823
						80		3.7615944508
						90		1.8719466508
						100		0.9315688625
Plan1
		
Tempo t
Atividade A
Decaimento Radioativo
Plan2
		Causa						Redução (em dias)										Região		Trabalhadores		Público
		ser solteiro						3500										Corpo Inteiro		50 mSv		1 mSv
		fumante, sexo masculino						2250										Cristalino		150 mSv		50 mSv
		doença cardíaca						2100										Extremidades		500 mSv		50 mSv
		ser solteira						1600										Órgão ou Tecido T		500 mSv		1 mSv/WT
		obeso 30% acima do normal						1300
		trabalhar em mina de carvão						1100
		câncer						980
		Causa						Redução (em dias)
		fumante, sexo feminino						800
		hemorragia cerebral						520
		acidentes com veículos						207
		alcoolismo						130
		diabetes						95
		acidentes no trabalho						74
		trabalhador com radiação						40
		Causa						Redução (em dias)
		acidentes com armas de fogo						11
		radiação natural						8
		raios X para fins médicos						6
		café						6
		anticoncepcional oral						5
		participar deste curso						-300
Plan3
		
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Evolução dos Limites Anuais de Dose Equivalente
PRINCÍPIOS BÁSICOS DE RADIOPROTEÇÃO
Plan1
		A0		l		t		A
		1000		0.07		0		1000
						10		497.647121534
						20		247.6526575711
						30
123.2436321805
						40		61.331838802
						50		30.5216130382
						60		15.188992873
						70		7.5587585823
						80		3.7615944508
						90		1.8719466508
						100		0.9315688625
Plan1
		
Tempo t
Atividade A
Decaimento Radioativo
Plan2
		Causa						Redução (em dias)										Região		Trabalhadores		Público
		ser solteiro						3500										Corpo Inteiro		50 mSv		1 mSv
		fumante, sexo masculino						2250										Cristalino		150 mSv		50 mSv
		doença cardíaca						2100										Extremidades		500 mSv		50 mSv
		ser solteira						1600										Órgão ou Tecido T		500 mSv		1 mSv/WT
		obeso 30% acima do normal						1300
		trabalhar em mina de carvão						1100										Região		Trabalhadores		Público
		câncer						980										Corpo Inteiro		20 mSv *		1 mSv de dose efetiva
		Causa						Redução (em dias)										Cristalino		150 mSv
		fumante, sexo feminino						800										Extremidades		500 mSv
		hemorragia cerebral						520
		acidentes com veículos						207
		alcoolismo						130
		diabetes						95
		acidentes no trabalho						74										1924		2520 mSv
		trabalhador com radiação						40										1935		360 mSv
		Causa						Redução (em dias)										1946		150 mSv
		acidentes com armas de fogo						11										1956		50 mSv
		radiação natural						8										1990		20 mSv
		raios X para fins médicos						6
		café						6
		anticoncepcional oral						5
		participar deste curso						-300
Plan3
		
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FATORES DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA
FATORES QUE SEMPRE TENHO À DISPOSIÇÃO:
 Tempo
Quanto menor o tempo de exposição, menor a dose.
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 Blindagem
 Adequada ao tipo de radiação:
 Chumbo para Gama 
 Acrílico para Beta 
A eficiência da blindagem depende da energia da radiação incidente.
FATORES DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA
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 Distância
 Fator Geométrico - Lei do inverso do quadrado da distância. 
 Atenuação no Ar
 Muito importante para radiação alfa e beta 
FATORES DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Garcia, E. A. C. Biofísica. Editora Savier,
2000.
Apostilas Educativas CNEN.
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