Trabalho Biofísica - Acidentes Nucleares

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Biofísica da radioatividade
O começo…
1895 – Wilhelm Conrad Roengten descobre a radiação X.
 
1896 – Antoine Henri Becquerel descobre que determinado material emitia radiações espontâneas – radioatividade natural.
 
Em 1898 o casal Curie descobre o elemento radioativo Polônio e em 1903 o Rádio.
 
Algum tempo depois, Ernest Rutherford e Frederic Soddy demonstraram que ocorre uma transmutação de elementos no processo radioativo.
Com a utilização de um campo magnético, foram identificados três tipos de radiação emitida por elementos radioativos:
Alfa 
Beta 
Gama 
Radiação
Roentgen e a descoberta dos Raios-X
 
Em 1895, Wilhelm Conrad Roengten, usando um tubo com vácuo, um filamento incandescente e alta voltagem, acelerou os elétrons emitidos do filamento.
Ao atingir a tela do tubo, grande parte da energia desses elétrons era transformada em energia térmica, mas uma parte se transformava em energia radiante.
A radiação emitida, muito mais penetrante do que a luz, não era percebida pelo olho humano, mas podia sensibilizar uma chapa fotográfica.
 O acidente com césio-137
 Césio-137: o que é?
 Césio 137 é um radioisótopo do Césio, que tem em seu núcleo 55 prótons, 88 nêutrons e meia vida de 30 anos.
 É um isótopo radioativo resultante da fissão de urânio ou plutônio, usado em aparelhos de radiografia. 
 O problema ocorre quando este isótopo é desintegrado e dá origem ao Bário 137, que passa a emitir radiações gama. 
 Os raios gamas possuem um grande poder de penetração, sendo nocivos ao ser humano.
 Um dos maiores acidentes com o isótopo césio-137 teve início no dia 13 de setembro de 1987, em Goiânia (GO). 
 Ao vasculharem as antigas instalações do Instituto Goiano de Radioterapia, dois catadores de lixo se depararam com um aparelho de radioterapia abandonado e venderam suas peças ao proprietário de um ferro velho da cidade. 
 Ao desmontar a máquina, o dono do estabelecimento expôs ao ambiente 19,26g de cloreto de césio 137 (CsCl), um pó branco que no escuro brilha com uma coloração azul. 
 Encantado com o brilho azul emitido pela substância, exibiu o achado a seus familiares, amigos e vizinhos. A exibição do pó fluorescente decorreu 4 dias, e a área de risco aumentou, pois parte do equipamento de radioterapia também fora para outro ferro velho, aumentando a exposição ao material radioativo. 
 Algumas horas após o contato com a substância, apareceram os primeiros sintomas da contaminação: vômitos, náuseas, diarréias e tonturas.
 
 Tais enfermos foram medicados como portadores de uma doença contagiosa. Dias se passaram até que foi descoberta a possibilidade de se tratar de sintomas de uma Síndrome Aguda de Radiação.
 Somente no dia 29 de setembro de 1987, após parte da máquina ter sido levada até a Vigilância Sanitária, é que foi possível identificar os sintomas como sendo de contaminação radioativa.
Médicos que receberam o equipamento solicitaram um físico nuclear.
Comprovada a radiação, acionaram a Comissão Nacional Nuclear (CNEN)
Quando informados:
Chefe do departamento de Instalações Nucleares foi para Goiania no mesmo dia.
Médico Alexandre Rodrigues da Nuclebras e o médico da CNEN também foram ao local.
Com isso, a Secretaria de Saúde começou a triagem dos suspeitos de contaminação.
Medidas tomadas:
Separar todas as roupas de passoas expostas e lava-las com água e sabão
Deram para os contaminados tomarem um quelante denominado “Azul de Prússia”, substância que elime os efeitos da radiação (partículas de césio saem pelas fezes e urina)
 Porém medicações não eficientes para evitar mortes de alguns.
Descontaminação do local:
Retirada de todo o material contaminado (6.000 toneladas de lixo)
Enviaram esse lixo todo para um depósito na cidade de Abadia
Atualmente:
Vítima reclamam da omissão do governo para sua assistência
Fundaram a Associação de Vítimas Contaminadas pelo Césio-137
Sintomas de contaminação por Césio-137:
Essa contaminação pode ter efeito devastador no organismo humano: destroi o organismo de dentro para fora (camada muscular e de vasos sanguíneos -> camada de gordura -> pele)
Estima-se que os humanos conseguem absorver sem riscos radiação equivalente a até 12.000 exames de raio X.
Após as primeiras horas de contaminação: náusea, vômito, diarréia e queimaduras nas mãos e braços.
“O acidente com Césio-137 foi o maior acidente radioativo do Brasil e o maior do mundo ocorrido for a das usinas nucleares” 
104 mortos (moradores, policias e bombeiros)
O acidente de Fukushima
O ACIDENTE
O desastre nuclear de Fukushima ocorreu dia 11 de março de 2011 se deu devido a um terrremoto que causou um tsunami – as ondas bateram contra os diques de proteção do reator da usina, que então começou a liberar material radioativo
Esse desastre tornou-se o maior desde o acidente nuclear de Chernobyl
MAA
Mapa mostrando o epicentro do terremoto e a posição das centrais nucleares afetadas.
CAUSAS
CAUSAS
CONSEQUÊNCIAS PARA O MEIO AMBIENTE
A radiação uma vez liberada no oceanoé absorvida por:
plantas  pequenos peixes  peixes maiores  humanos
A contaminação do Oceano Pacífico afetou não só a pesca na região, mas tambem já chegou a atingir a América do Norte – por exemplo o atum pescado próximo a Califórnia com presença de elementos radioativos
Vazamentos de material radioativo
9 de abril de 2013: vazamento de água radioativa proveniente dos tanques subterrâneos de armazenamento, contaminando  o solo e as água nas proximidades. 
A Tepco informou que o vazamento havia sido mínimo e que fora controlado (usina de Fukushima já tinha armazenado mais de 270 mil toneladas de água altamente radioativa, consumindo mais de 80% da capacidade de armazenamento da usina). 
A Tepco adiantou que planeja atender a demanda de armazenamento através da construção de centenas de tanques de água adicionais
9 de julho: Tepco informou que o nível de césio radioativo da água de um poço na área da usina era 90 vezes maior do que três dias antes, e que a água contaminada poderia se espalhar pelo Oceano Pacífico. 
Tepco também informou que os níveis de césio-134 na água do poço estavam 150 vezes o nível máximo permitido. Já o nível de césio-137  200 vezes o nível permitido. Foram os mais altos níveis de césio apresentados desde o desastre de março de 2011 
Até pouco tempo atrás, a Tepco dizia que conseguira manter a água radioativa na região da usina e que havia sido bem sucedida em evitar que essa água fosse para o oceano. Tal afirmação foi contestada, e a Tepco afinal admitiu que provavelmente parte da água contaminada estaria vazando para o mar.
Um total de 20 à 40 becquerels de trítio radioativo tem atingido o Oceano Pacífico desde que o desastre de Fukushima ocorreu
CONSEQUÊNCIAS PARA O HOMEM
A radiação tem a capacidade de alterar as características físico-químicas das células.
As pessoas podem se contaminar por inalação do ar, ingerindo alimentos ou encostando em objetos radioativos.
Isso pode levar a problemas crônicos como o câncer de pulmão, de pele ou leucemia, além de problemas na tireóide e esterelidade.
 A radiação atmosférica de Fukushima atingiu a costa oeste dos Estados Unidos em poucos dias.
IMPACTOS POLÍTICOS NO MUNDO
A reação internacional ao acidente também era preocupante. 
O governo japonês e a TEPCO (empresa japonesa de energia elétrica) têm sido criticados por má comunicação com o público e esforços de limpeza improvisados
Especialistas dizem que uma força de trabalho de centenas ou mesmo milhares levariam anos ou décadas para limpar a área.
IMPACTOS POLÍTICOS NO MUNDO
Houve um aumento das exigências com relação à supervisão de usinas nucleares na China, Vietnã e Suécia. Outros países - como Reino Unido, Alemanha e França – também alteraram algumas regulamentações.
Atualmente o Brasil possui duas usinas nucleares – Angra I e Angra II – que não ocorrem risco de tsunami ou terremoto, todavia foram implementadas novas políticas de
segurança.
IMPACTOS POLÍTICOS NO JAPÃO
A energia nuclear no Japão tem influência no PIB e no funcionalmento de empresas e cidades.
Antes do desastre: 30% da energia era proveniente de usinas nucleares.
O país foi obrigado a aumentar a importação de combustíveis fósseis devido para suprir a demanda 
Devido as défict comercial que essas importações causaram, o governo quer religar as usinas mas a sociedade é contra
“SOLUÇÃO”
Agosto de 2013: verificaram-se vários vazamentos de material radioativo, com a possibilidade de um grande transbordamento de água contaminada com material radioativo para o Oceano Pacífico, colocando em estado de emergência o complexo nuclear de Fukushima e acirrando as pressões sobre a Tepco.
RADIOPROTEÇÃO
São duas as formas usadas para proteger as pessoas e os seres vivos em geral:
DISTÂNCIA: a intensidade dos raios diminui à medida que se aumenta a distância entre a fonte de radiação e o ser irradiado. Esse é o método mais barato e mais prático.
BLINDAGEM: muitos materias são capazes de absorver fótons de alta energia. A eficiência dessa absorção é definida pelo valor de sua camada hemirredutora (HVL). Essa camada equivale à espessura do material que é capaz de reduzir à metade a taxa de exposição a uma dada radiação.
ACIDENTE DE CHERNOBYL
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Ucrânia – antiga União Soviética
25 de abril de 1986
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Manutenção de rotina no reator nº 4
Testes sobre a capacidade de refrigeração na falta de energia
Desligado o Sistema Automático de Segurança
Engenheiros eletricistas não tinham controle sobre a operação do Reator
Operadores da Sala de Controle do Reator perderam o controle da operação
ACIDENTE DE CHERNOBYL
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Deslocamento da tampa de concreto  reator aberto para o meio ambiente
Grafite aquecido  combustão espontânea  incêndio  exposição do material radioativo
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Escala Internacional de Acidentes Nucleares: nível 7
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Nos 10 dias seguintes: grande quantidade de iodo e césio radioativo foram liberados no ar
190 toneladas de material radioativo no ambiente
Maioria do material foi depositado nas proximidades, porém partículas menores foram carregados para Bielorrussia, Russia, Ucrânia e partes da Europa
ACIDENTE DE CHERNOBYL
28 mortes precoces por queimaduras e exposição a radiação
Até 2005: 400 casos de câncer de tireóide, com 15 mortes
Expectativa de muitos de casos em pessoas que eram crianças no acidente (6000 até 2013)
Evacuação de aproximadamente 360000 pessoas
5 milhões residentes nas áreas expostas a radiação
ACIDENTE DE CHERNOBYL
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Radiação ionizante
Radiações são ondas eletromagnéticas ou partículas que se propagam com uma determinada velocidade
Radiações ionizantes: originadas do núcleo de átomos, podem alterar o estado físico de um átomo e causar a perda de elétrons, tornando-os eletricamente carregados =ionização
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Radiação ionizante
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Medidas de radiação
Roentgen (R): quantidade no ar. 
Gray (Gy): quantidade de energia realmente absorvida por qualquer tecido ou substância após uma exposição à radiação ionizante.
Sievert (SV): intensidade dos efeitos que a radiação ionizante produz sobre o corpo, em quantidades equivalentes de energia absorvida.
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Radiação
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Exposição à radiação
Principais radionucleídos
Iodo 131: meia-vida curta (8 dias)
Transferência pelo ar, consumo de leite e vegetais contaminados
Localização na tireóide
Césio 134
Césio 137
Isótopos do Césio tem meia-vida longa Cs 134: 2 anos e Cs 137: 30 anos
Exposições interna pela ingesta e externa
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Efeitos na saúde
Síndrome aguda da radiação: efeito imediato, após 24 horas da exposição  degradação celular	
 28 trabalhadores morreram em 3 meses.
Catarata induzida por radiação
Câncer de tireóide
Ingesta de alimentos contaminados com iodo radioativo e exposição 
Até 2005: 6000 casos de cancer de tireoide (principalmente crianças e adolescentes)
Expectativa de aumento na incidência de câncer ao longo dos anos
Leucemia e catarata naqueles com exposição enquanto jovens
Problemas psicológicos e mentais persistentes: ansiedade aumentada/ estigma
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Efeitos na saúde
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Efeitos na saúde
25% aumento em alterações congenitas cardíacas e circulatórias 
38% aumento nos tumores malignos
43% aumento das desordens do sistema nervoso
43% aumento das alterações sanguíneas
62% aumento de desordens ósseas, musculares e do tecido conjuntivo
Defeitos ao nascer: exposição materna pode levar a alteração severa no organismo e formação cerebral fetal
Aumento dos abortos, parto prematuros
Alterações genéticas
Alterações cardíacas
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Efeitos na saúde
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Efeitos na saúde
Muitos resultados da contaminação pela radiação só poderão ser vistos a partir de 50 anos
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Efeitos na saúde
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Pé de elefante ou Chernobilita
Material de silicato de zinco cristalizado com alto conteúdo de urânio(10%)
Primeira vez que foi descoberto foi após o acidente em Chernobyl, quando o núcleo do reator se fundiu com o material entorno e criou um material radioativo incandescente.
 Altamente reativo até hoje devido a fusão que ainda ocorre debaixo do metal.
A imagem provém de uma formação do centro de um reator no porão da usina de Chernobyl. Conhecido como pé-de-elefante, pesa centenas de toneladas, mas só tem dois metros de extensão e algo como meio metro de altura.
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Pé de elefante ou Chernobilita
A densidade do pé-de-elefante ultrapassa níveis e recordes para uma massa nuclear de suas proporções.
Corium só é produzido durante desastres nucleares. O combustível sólido que derrete se tornando um líquido extremamente quente que desfaz e destrói tudo em seu caminho, fundindo tudo em uma massa só.
ACIDENTE DE CHERNOBYL
Pé de elefante ou Chernobilita