Efeitos Biológicos das Radiações

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Efeitos biológicos das radiações: aplicações e acidentes 
UNIVERSIDADE DO ESTADO DA BAHIA – UNEB
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS HUMANAS – DCH6
COLEGIADO DE BIOLOGIA
DOCENTE: MSC. DJALMA CARVALHAL
COMPONENTE CURRICULAR: BIOFÍSICA
Discentes: 
Diele de Barros 	Mayse Santos
Edimara Cássia	Uilliam Hugo
Ericarla Barbosa	Záira Lisley
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Histórico 
1895 - descoberta do raio x
 W.C. Roentgen 
1896 - descoberta da radioatividade
 Antoine Henri Becquerel
1898 - descoberta do rádio
 Pierre e Marie Cure
1899 – cura de um tumor de pele 
Resultados das exposições 
Eritema de pele – ulceração – câncer de ossos 
Efeitos biológicos das radiações
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/historia.pdf
Histórico
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http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/historia.pdf
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1901- Pierre Curie repetiu o experimento produzindo queimadura com rádio em seu próprio antebraço
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc02/historia.pdf
Efeitos biológicos das radiações
Histórico
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Efeitos causados pelas emissões radioativas sobre a natureza, especialmente os seres vivos.
Análise microscópicas do que ocorre com a passagem da radiação e liberação de sua energia em volumes muito pequeno como células ou partes celulares. 
Efeitos biológicos das radiações
RADIOBIOLOGIA
Radiobiologia
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Fontes de radiação ambiental
Efeitos biológicos das radiações
Fontes de radiação ambiental
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Relação Dose/Efeito
Efeitos biológicos das radiações
Relação Dose/Efeito
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Manifestações dos efeitos biológicos da radiação
Efeitos agudo
Efeitos tardio
Efeitos biológicos das radiações
Manifestações dos efeitos Biológicos da Radiação
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Efeitos a curto prazo
Observados em horas, dias ou semanas;
 Doses altas de radiação;
 Síndrome aguda: queda de cabelo, necrose de tecido, alteração no sistema sanguíneo;
Pode ser letal;
Efeitos biológicos das radiações
Efeitos a curto prazo
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Relação sistema-dose
Sistema hematopoiético – dose abaixo de 5 Sv;
Sistema gastrintestinal – dose entre 5 e 20 Sv;
Sistema nervoso central – dose acima de 50 Sv.
Efeitos biológicos das radiações
Relação sistema-dose
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Efeitos a longo prazo
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Efeitos biológicos das radiações
Efeitos a longo prazo
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Somáticos
Afeta o individuo e não transmite aos descendentes;
Depende da dose e local;
Câncer e Leucemia;
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Efeitos biológicos das radiações
Efeitos Somáticos
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Grande incidência de câncer
1913-1925;
Relógios com radio radioativo;
Necrose nos ossos;
Efeitos biológicos das radiações
Incidência
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INTERAÇÕES EMISSÕES - BIOSSISTEMAS
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Por que as radiações agem sobre os biossistemas?
Efeitos biológicos das radiações
Interações Emissões-Biossistemas
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Efeitos biológicos das radiações
Interações Emissões-Biossistemas
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Efeitos biológicos das radiações
Interações Emissões-Biossistemas
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Por que as radiações provocam danos aos biossistemas ?
Efeitos biológicos das radiações
Interações Emissões-Biossistemas
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Alta energia;
Energias de processos biológicos são pequenas;
Pequena quantidade dissocia ligações moleculares -> ionizam átomos e moléculas;
Radicais químicos altamente reativos.
Efeitos biológicos das radiações
Interações Emissões-Biossistemas
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Níveis estruturais e efeitos das radiações
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- Nível Molecular
- Nível Supramolecular
Efeitos biológicos das radiações
Níveis estruturais e efeitos das radiações
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 A lesão inicial é molecular e se estende até sintomas de lesão no corpo inteiro;
Aparecer associadas;
Limitar a determinadas estruturas;
Reversíveis e irreversíveis;
Níveis estruturais e efeitos das radiações
Efeitos biológicos das radiações
Níveis estruturais e efeitos das radiações
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 Nível Molecular
Molécula do DNA;
 Nível Supramolecular
Alterações biológicas
Tecido;
Célula;
Sistema.
Efeitos biológicos das radiações
Alterações Biológicas
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http://raqelpeixoto17.blogspot.com/2009/02/biosfera.html
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Efeitos biológicos das radiações em vários níveis estruturais 
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 Nível Molecular
Função;
Carga elétrica;
Quebra de cadeias, etc.
Estrutura;
Efeitos biológicos das radiações
Nível Molecular
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 Valor G
É um parâmetro que se convencionou para medir efeitos moleculares da radiação:
O valor G é o número de moléculas de Produto formado, a cada 100 eV de Energia absorvida.
Efeitos biológicos das radiações
Valor G
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Valores de G em biomoléculas
Efeitos biológicos das radiações
Valor G
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http://mamainfo.org.br/texto.asp?c=radiobiologia
A molécula de DNA é a mais sensível – 1 dose de 100 eV = quebra de 60 pontes de H
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Respostas do DNA às radiações
Tipo de radiação; 
pH do meio; 
Temperatura;
Teor de oxigênio;
Presença de aceptores de radicais livre;
Características do próprio DNA.
Efeitos biológicos das radiações
Resposta do DNA às radiações
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Alterações estruturais das bases nitrogenadas e das desoxirriboses;
Eliminação de bases;
Rompimento de pontes de hidrogênio entre duas hélices;
Ruptura de uma ou duas cadeias;
Ligações cruzadas entre moléculas de DNA e proteínas.
Entre os efeitos estão:
Respostas do DNA às radiações
Efeitos biológicos das radiações
Resposta do DNA às radiações
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 Nível Supramolecular
As células e tecidos apresentam uma sensibilidade diferencial muito grande. 
Efeitos biológicos das radiações
Nível Supramolecular
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 Nível Supramolecular
Alteração mais frequênte pelo efeito da radiação = leucemia linfocítica
Sensibilidade das gônadas
Células nervosas = menos sensíveis
Sistema nervoso (alta organização) = sistema mais sensível
Efeitos biológicos das radiações
Nível Supramolecular
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Fatores de sensibilidade Tecidual
(ordem decrescente)
Maior quantidade de água;
Maior concentração de DNA;
Taxa elevada de reprodução;
Baixo grau de diferenciação celular ( células jovens).
Efeitos biológicos das radiações
Fatores de Sensibilidade Tecidual
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Um sistema biológico é mais radiossensível quando irradiado em presença de oxigênio
Efeito oxigênio
Isquemia (reduzida radiação sanguínea) = + resistência a radiação
Pele normal = menos resistência a radiação
Presença do O2 em todos biossistemas
Efeitos biológicos das radiações
Efeito Oxigênio
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Radiossensibilidade
Estudos realizados a partir da irradiação de culturas bacterianas permitiram comparar a radiossensibilidade em diferentes momentos ao longo do crescimento celular. 
Efeitos biológicos das radiações
Radiossensibilidade
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As células são bastantes sensíveis na fase M, ou nas suas proximidades;
A resistência é maior ao final da fase S;
Quando a fase G1 é relativamente longa, ocorre um período de radiorresistência ao seu início, seguido de um período de maior sensibilidade;
A fase G2 caracteriza-se por elevada sensibilidade, ás vezes comparável á observada na fase M.
Efeitos biológicos das radiações
Radiossenbilidade
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Radiossensibilidade animal
Efeitos biológicos das radiações
Radiossensibilidade animal
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A radiosensibilidade também depende da eficiência dos mecanismos de reparação celular no DNA e a ação de outros agentes químicos.
Efeitos biológicos das radiações
Radiossenbilidade
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NÃO HÁ NENHUMA ESPÉCIE TOTALMENTE RESISTENTE AO EFEITO DAS RADIAÇÕES.
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Efeitos biológicos das radiações
Radiossenbilidade
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A cada dia, novas técnicas nucleares são desenvolvidas
nos diversos campos da atividade humana, possibilitando a execução de tarefas impossíveis de serem realizadas pelos meios convencionais.
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Efeitos biológicos das radiações
Aplicação dos Radiações
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Os radioisótopos emitem radiação que podem atravessar objetos;
Detectores de radiação;
Traçadores Radioativos; 
Traçadores Radioativos
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Efeitos biológicos das radiações
Traçadores Radioativos
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É possível acompanhar, com o uso de traçadores radioativos, o metabolismo das plantas, verificando o que elas precisam para crescer, o que é absorvido pelas raízes e pelas folhas e onde um determinado elemento químico fica retido.
Aplicação na Agricultura
Autorradiografia de plantas;
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Efeitos biológicos das radiações
Aplicação na Agricultura
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A técnica do uso de traçadores radioativos também possibilita o estudo do comportamento de insetos, como abelhas e formigas.
A “marcação” de insetos com radioisótopos também é muito útil para eliminação de pragas, identificando qual predador se alimenta de determinado inseto indesejável. Neste caso o predador é usado em vez de inseticidas nocivos à saúde.
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Efeitos biológicos das radiações
Aplicação na Agricultura
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Ainda no campo dos alimentos, uma aplicação importante é a irradiação para a conservação de produtos agrícolas, como batata, cebola, alho e feijão. Batatas irradiadas podem ser armazenadas por mais de um ano sem murcharem ou brotarem.
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Efeitos biológicos das radiações
Aplicação na Agricultura
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Aplicações na Indústria 
Gamagrafia
Impressão de radiação gama em filme fotográfico.
Os fabricantes de válvulas usam a gamagrafia, na área de Controle da Qualidade, para verificar se há defeitos ou rachaduras no corpo das peças.
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Efeitos biológicos das radiações
Aplicações na Indústria
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As empresas de aviação fazem inspeções frequentes nos aviões, para verificar se há “fadiga” nas partes metálicas e soldas essenciais sujeitas a maior esforço (por exemplo, nas asas e nas turbinas) usando a gamagrafia.
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Efeitos biológicos das radiações
Aplicações na Indústria
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DATAÇÃO POR CARBONO-14
O C-14 resulta da absorção contínua dos nêutrons dos raios cósmicos pelos átomos de nitrogênio nas altas camadas da atmosfera. Esse isótopo radioativo do carbono se combina com o oxigênio, formando o CO2, que é absorvido pelas plantas.
Fósseis de madeira, papiros e animais contêm C-14, cuja meia-vida é de 5.600 anos. Isso significa que, a cada 5.600 anos, a atividade do C-14 é reduzida à metade. Medindo-se a proporção de C-14 que ainda existe nesses materiais é possível saber a “idade” deles. Foi assim, por exemplo, que se determinou a idade dos Pergaminhos do Mar Morto.
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Efeitos biológicos das radiações
Datação por Carbono-14
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A Medicina Nuclear
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RADIOTERAPIA
Raios X
Radiação Gama
Feixes elétrons
Tratamento de Tumores
O tratamento consiste na aplicação programada de doses elevadas de radiação, com a finalidade de atingir as células cancerígenas, causando o menor dano possível aos tecidos intermediários ou adjacentes.
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Efeitos biológicos das radiações
Medicina Nuclear
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Radioterapia localizada para tipos específicos de tumores e em locais específicos do corpo humano;
Fontes radioativas emissoras de radiação gama de baixa e média energia, encapsuladas em aço inox ou em platina;
A proximidade da fonte radioativa afeta mais precisamente as células cancerígenas e danifica menos os tecidos e órgãos próximos.
BRAQUITERAPIA
Braquiterapia: Implante temporário e direto no tumor de uma substância radioativa.
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Efeitos biológicos das radiações
Medicina Nuclear
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Imagem gerada quando Feixes de raios X ou Raios gama atravessam a região de estudo e interage com uma emulsão fotográfica ou tela fluorescente.
RADIOGRAFIA
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Efeitos biológicos das radiações
Medicina Nuclear
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O princípio da tomografia consiste em ligar um tubo de raios X a um filme radiográfico por um braço rígido que gira ao redor de um determinado ponto, situado num plano paralelo à película. Assim, durante a rotação do braço, produz-se a translação simultânea do foco (alvo) e do filme. Obtém-se imagens de planos de cortes sucessivos, como se observássemos fatias seccionadas, por exemplo, do cérebro. 
TOMOGRAFIA
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Efeitos biológicos das radiações
Medicina Nuclear
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O tecido da mama é difícil de ser examinado com o uso de radiação penetrante, devido às pequenas diferenças de densidade e textura de seus componentes como, o tecido adiposo e fibroglandular;
A imagem é obtida com o uso de um feixe de raios X de baixa energia, produzidos em tubos especiais, após a mama ser comprimida entre duas placas.
MAMOGRAFIA
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Efeitos biológicos das radiações
Medicina Nuclear
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Radioproteção e higiene das radiações
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Radioproteção e higiene das radiações
Utilizadas em condições padronizadas;
As medidas usadas podem ser agrupadas em 3 itens:
Controle da exposição;
Diminuição da exposição- blindagem;
Quimioproteção.
Efeitos biológicos das radiações
Radioproteção e Higiene das radiações 
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Controle da exposição
Distância da fonte
Atuação no Ar;
Importante para radiação ALFA e BETA;
Intensidade varia com o inverso do quadrado da distancia.
Tempo de exposição
Exposição mínima; 
Monitores de exposição(filmes, dosímetros, indicadores de ionização, etc). 
Efeitos biológicos das radiações
Radioproteção e Higiene das radiações 
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Diminuição da exposição - Blindagem
Consiste no uso de barreiras absorventes, Chumbo;
Adequada ao tipo de radiação:
Chumbo para Gama;
Acrílico ou Lucite para Beta;
Materiais hidrogenados para nêutrons;
Efeitos biológicos das radiações
Radioproteção e Higiene das radiações 
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Quimioproteção
Quimioterápicos para diminuir os efeitos das radiações;
100% eficientes;
Efeitos biológicos das radiações
Radioproteção e Higiene das radiações 
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ACIDENTES RADIOATIVOS
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O Césio 137
No dia 13 de setembro de 1987;
Dois catadores de lixo encontraram um aparelho na Santa Casa de Misericórdia de Goiânia ;
Venderam o aparelho para o dono de um ferro-velho;
Césio 137 manifestação de diversos sintomas;
Muitas pessoas não tinham a menor idéia do que havia acontecido;
Hospitais não eram capacitados para diagnosticar.
No dia 29 de setembro de 1987->Síndrome Aguda de Radiação, 
Máquina encaminhada de radioterapia até a sede da Vigilância Sanitária.
Efeitos biológicos das radiações
Acidentes radioativos
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Equipe atuando na descontaminação do ambiente 
Efeitos biológicos das radiações
Acidentes radioativos
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1945: EUA jogam bombas Atômicas no Japão (Hiroshima e Nagasaki);
Os efeitos causados pela bomba em Hiroshima foram como em Nagasaki devastadores;
Em Hiroshima foram mortas mais de sessenta mil pessoas;
As consequências das bombas atômicas foram desastrosas;
Danos  genéticos causados pela radiação.
Hiroshima e Nagasaki
Efeitos biológicos das radiações
Acidentes radioativos
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Efeitos biológicos das radiações
Acidentes radioativos
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DESASTRE DE CHERNOBYL
26 de abril de 1986 Ucrânia;
Nuvem radioativa mil vezes maior que a de bomba de Hiroxima;
Conseqüências trágicas para o ambiente e a saúde de milhares de pessoas;
Mais de 30 pessoas morreram imediatamente;
100 mil tiveram que ser retiradas evacuadas;
Pessoas que nascem ou moram em Chernobyl têm problemas relacionados com a radiação;
Efeitos biológicos das radiações
Acidentes radioativos
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Argentina – La Plata/1968: Soldador boliviano encontrou fonte de césio 137 e guardou no bolso do avental durante cerca de 18 h.
 
 120 dias depois do acidente 280 dias depois do acidente 
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Efeitos biológicos das radiações
Acidentes radioativos
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Polônia – Bialystok/2001: Em fevereiro de 2001, cinco pacientes são submetidos à super-exposição durante radioterapia. O acidente ocorreu após uma queda de energia e posterior restauração do sistema.
 Paciente I em 4 de junho de 2001 Paciente IV em maio de 2002
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Efeitos biológicos das radiações
Acidentes radioativos
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Tailândia - Samut Prakarn/2000: Cabeçote usado em radioterapia, contendo uma fonte de 60Co foi parcialmente desmontado em um depósito onde era mantido sem autorização das autoridades tailandesas.
Paciente III: necrose e descamação Paciente II: descamação 7
 23 dias depois do acidente semanas depois do acidente
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Efeitos biológicos das radiações
Acidentes radioativos
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CONDERAÇÕES FINAIS
Entender os processos, os efeitos biológicos das radiações e consequentemente suas aplicações no tratamento de possíveis anomalias faz com o homem possa usufruir de maneira segura das radiações, evitando assim possíveis danos a sua saúde e ao meio ambiente.
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referências
Livros:
CARDOSO, ELIEZER DE MOURA. Apostila Educativa: Aplicações da Energia Nuclear. Comissão Nacional de Energia Nuclear. Rio de Janeiro.
OKUNO, Enrico; CALDAS, Iberê Luiz; CHOW, Cecil. . Física para ciências biológicas e biomédicas. São Paulo Harper & How do Brasil c1982 490 p.
GARCIA, Eduardo A. C. . Biofísica. Sao Paulo: Sarvier, 2002. 387p.
HENEINE, Ibraim Felippe. Biofísica básica. São Paulo: Atheneu, 2006. 391 p.
Sites:
www.fiocruz.br – acessado em 11 de Janeiro de 2010, às 17:00;
www.fisica.net – acessado em 11 de Janeiro de 2010, às 17:30;
www.sindipetro.org.br – acessado em 11 de Janeiro de 2010, às 18:00;
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