Radioatividade e Medicina Nuclear

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Radioatividade 
Prof. Thiago S. Fernandes 
AULA DE RADIOBIOLOGIA 
Introdução 
 O homem sempre conviveu com a radioatividade: 
 Na superfície terrestre pode ser detectada energia 
proveniente de raios cósmicos e da radiação solar 
ultravioleta; 
 Nas rochas, encontramos elementos radioativos, 
como o urânio-238, urânio-235, tório-232, rádio-226 e 
rádio-228; 
 Até mesmo em vegetais pode ser detectada a 
radioatividade: as batatas, por exemplo, contêm 
potássio-40. As plantas, o carbono-14; 
 No nosso sangue e ossos encontram-se potássio-40, 
carbono-14 e rádio-226. 
Os modelos atômicos 
• 1911 – Modelo de Rutherford 
 Muitas partículas 
atravessaram a 
folha em linha reta 
 
 Poucas partículas 
refletiram 
 
 O espaço vazio 
era muito maior 
que o espaço 
ocupado 
Os modelos atômicos 
 A descoberta dos prótons e 
elétrons para os cientistas 
 Modelo planetário 
O átomo de RUTHERFORD, 1911 
1932 – a descoberta dos nêutrons, CHADWICK 
Estrutura Nuclear 
NUCLEONS 
Partícula Massa Carga (C) 
Elétron 5,486 x 10-4 uma - 1,60210 x 10 -19 
Próton 1,0073 uma + 1,60210 x 10 -19 
Nêutron 1,0087 uma xxxxxxxxx 
Estrutura Nuclear 
REPRESENTAÇÃO DE UM ATOMO 
 
 AXZ 
 
A= numero de nucleons (A = Z +N) 
X = elemento considerado 
OBS: padrão de medida de massa atômica é o 12C 
1 eV = variação de energia cinética de um elétron submetido a uma 
ddp de 1 volt. (Kev; Mev; Gev) 1 ev = 1,6 x 10-19 J 
O Átomo 
 Todas as coisas existentes na natureza são constituídas 
de átomos ou suas combinações; 
 Sabe-se que o átomo é composto por ~30 partículas 
diferentes, mas as principais: prótons e nêutros, no 
núcleo, e elétrons, na eletrosfera. 
 A estrutura de um átomo consiste de um núcleo, onde 
fica concentrada a massa, e de partículas eletricamente 
carregadas girando em seu redor. 
 
núcleo 
elétrons 
Estrutura do Núcleo 
 O núcleo do átomo é formado, basicamente, 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 = Z) identifica 
um elemento químico, comandando seu comportamento 
em relação aos outros elementos. 
 
XAZ
Número 
massa 
Número 
atômico Al2713
Isótopos 
 Elementos que possuem o mesmo número de prótons. 
 Átomos de um mesmo elemento químico com massas 
diferentes são denominados isótopos. 
 O hidrogênio tem 3 isótopos: o hidrogênio, o deutério e o 
trício (ou trítio). 
 
A Radioatividade 
 Se um átomo tiver seu núcleo muito 
energético, ele tenderá a estabilizar-se, 
emitindo o excesso de energia na forma 
de partículas e ondas. 
 
Descoberta da radioatividade 
• 1896 – Antonie Henri Becquerel 
 
Minério uranita 
(sulfato de urânio e potássio) 
Descoberta da radioatividade 
 1898 – o casal Curie estudando 
Polônio e Rádio observou a 
mesma emissão espontânea do 
Urânio. 
 
 
Casal 
Curie 
RADIOATIVIDADE 
RADIOATIVIDADE 
Radiações ionizantes emitidas por 
elementos radioativos (radioisótopos) 
 
Radiação alfa Radiação beta 
TIPOS DE RADIAÇÃO 
Alfa – Radiação Corpuscular, baixo poder de penetração 
Beta – Radiação Corpuscular, alcance 10 x maior que alfa 
Gama – Radiação Eletromagnética, alto poder de penetração 
Chumbo 
Espectro Eletromagnético 
Raios-X 
Efeito freamento: bremsstrahlung Raios-X característicos 
Irradiação vs Contaminação 
Efeito fotoelétrico 
  ou X transfere sua 
energia total para um único 
ē orbital ejetando-o do 
átomo (ionização). 
 
 
 
 O ē ejetado é o fotoelétron 
e poderá perder a energia 
recebida, produzindo 
ionização em outros átomos 
 
Efeito Compton 
 Maior energia de 
Radiação 
 
 Parte da energia incidente 
é transferida para o ē 
 
 e o restante é cedida para 
o fóton espalhado 
 
 O fóton terá energia 
menor e direção diferente 
Radioatividade 
Atividade de uma Amostra 
 A atividade é a denominação do número 
de desintegração de uma amostra por 
unidade de tempo. 
 
t
N
A



Tempo de Meia-Vida (T½) 
 É o tempo necessário para a atividade de 
um elemento radioativo em uma amostra 
ser reduzida à metade da atividade inicial. 
 
teNN  0


2
2
1
ln
T
Exemplo de Meia-Vida (T½) 
 O iodo-131, utilizado em Medicina Nuclear para exames 
de tireóide, possui a meia-vida de oito dias. 
 Isso significa que, decorridos 8 dias, atividade ingerida 
pelo paciente será reduzida à metade. 
 
Medicina Nuclear 
 A Medicina Nuclear é a área da medicina onde 
são utilizados os radioisótopos, tanto em 
diagnósticos como em terapias. 
 Radioisótopos administrados a pacientes 
passam a emitir suas radiações do lugar (no 
caso, órgão) onde têm preferência em ficar. 
 Um exemplo prático bem conhecido é o uso do 
iodo-131 (I-131), que emite partícula beta, 
radiação gama e tem meia-vida de oito dias. 
 
Medicina Nuclear 
 O tecnécio-99 (Tc-99m) é utilizado, para 
obtenção de mapeamentos (cintilografia) 
de diversos órgãos: 
 cintilografia renal, cerebral, hepato-biliar 
(fígado), pulmonar e óssea; 
 diagnóstico do infarto agudo do miocárdio e 
em estudos circulatórios; 
RADIOFÁRMACO 
 TERMINOLOGIA 
 RADIONUCLÍDEO- átomos radioativos 
 RADIOQUIMICOS- radionuclideos+ 
molécula química com propriedades de 
localização desejadas. 
 RADIOFÁMACOS – radioquímico 
utilizados em pacientes . 
 
Isótopos Principais usos 
3H Trítio Determinação do conteúdo de água no corpo. 
11C Carbono-11 
Varredura do cérebro com tomografia de emissão positrônica 
transversa (PET) para traçar o caminho da glucose. 
14C Carbono-14 Ensaios de radioimunidade. 
24Na Sódio-24 Detecção de constrições e obstruções do sistema circulatório. 
32P Fósforo-32 
Detecção de tumores oculares, câncer de pele, ou tumores pós-
cirúrgicos. 
51Cr Cromo-51 
Diagnóstico de albumina, tamanho e forma do baço, desordens 
gastrointestinais. 
59Fe Ferro-59 Mal função das juntas ósseas, diagnóstico de anemias. 
60Co Cobalto-60 Tratamento do câncer. 
67Ga Gálio-67 Varredura do corpo inteiro para tumores. 
75Se Selênio-75 Varredura do pâncreas. 
81mK
r 
Criptônio-81m Varredura da ventilação no pulmão. 
85Sr Estrôncio-85 Varredura dos ossos para doenças, incluindo câncer. 
99mT
c 
Tecnécio-99m 
Um dos mais utilizados: diagnóstico do cérebro, ossos, fígado, rins, 
músculos e varredura de todo o corpo. 
131I Iodo-131 
Diagnóstico de mal funcionamento da glândula tireóide, tratamento do 
hipertireoidismo e câncer tireoidal. 
197Hg Mercúrio-197 Varredura dos rins. 
SPECT 
Estudo da fisiologia do órgão 
PET 
ANIQUILAÇÃO 
Estudo da atividade celular – 
indicativo de câncer 
Radioterapia 
 
 Teleterapia 
 Cobalto-60 
 Césio-137 
 Acelerador linear (raios X) 
 
 
 Braquiterapia 
 Iodo-125 
Teleterapia 
Braquiterapia