Biossegurança em Radioisótopos

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SEGURANÇA 
COM 
DISCIPLINA: BIOSSEGURANÇA
COM 
RADIOISÓTOPOS
Dra. Jayra Dantas 
HISTÓRICO:
EM 1896, ACIDENTALMENTE, BECQUEREL
DESCOBRIU A RADIOATIVIDADE NATURAL, AO
OBSERVAR QUE O SULFATO DUPLO DE POTÁSSIO E
URANILA : K2(UO2)(SO4)2 , CONSEGUIA
IMPRESSIONAR CHAPAS FOTOGRÁFICAS. Henry Becquerel 
RADIOATIVIDADE
IMPRESSIONAR CHAPAS FOTOGRÁFICAS. Henry Becquerel 
Em 1898, Pierre e Marie Curie
identificaram o urânio, o polônio
(400 vezes mais radioativo que o
urânio) e depois, o rádio (900 vezes
mais radioativo que o urânio).
NOVAS DESCOBERTAS DEMONSTRARAM QUE OS ELEMENTOS
RADIOATIVOS NATURAIS EMITEM TRÊS TIPOS DE RADIAÇÕES:Α,
ΒE Γ . NO COMEÇO DO SÉCULO XX, RUTHERFORD CRIOU UMA
APARELHAGEM PARA ESTUDAR ESTAS RADIAÇÕES. AS RADIAÇÕES
ERAM EMITIDAS PELO MATERIAL RADIOATIVO, CONTIDO NO
INTERIOR DE UM BLOCO DE CHUMBO E SUBMETIDAS A UM CAMPO
MAGNÉTICO. SUA TRAJETÓRIA ERA DESVIADA
RADIOATIVIDADE
RADIOATIVIDADE
CONCEITO:
 É a capacidade que certos átomos possuem de
emitir radiações eletromagnéticas e partículas
de seus núcleos instáveis com o objetivo de
adquirir estabilidade. A emissão de partículas
faz com que o átomo radioativo de determinado
RADIOATIVIDADE
faz com que o átomo radioativo de determinado
elemento químico se transforme num átomo de
outro elemento químico diferente
Instabilidade Nuclear
• Número “inadequado” de nêutrons
• Desbalanço de energia interna do núcleo
• Busca do estado de menor energia
• Emissão de energia - radiação
• Partículas e/ou ondas eletromagnéticas.
RADIAÇÃO
•
• Partículas e/ou ondas eletromagnéticas.
• Forma de Energia com propagação independe da 
existência do meio.
• Energia suficiente para arrancar elétrons de um
átomo - produção de pares de íons.• Partículas carregadas: Alfa, Beta, Prótons,
Elétrons• Partículas não carregadas: Nêutrons•
• RADIAÇÃO IONIZANTE -
RADIAÇÃO
• Partículas não carregadas: Nêutrons• Ondas eletromagnéticas: Gama, Raios X.
• Não possui energia suficiente para arrancar
elétrons de um átomo
• Pode quebrar moléculas e ligações químicas
• Ultravioleta, Infravermelho, Radiofreqüência,
Laser, Microondas, Luz visível.
• RADIAÇÃO NÃO IONIZANTE
Radiações ionizantes e não-ionizantes
1. Ionizantes: a energia da radiação produz ionizações
a) Radiações Eletromagnéticas Raios-gama, X, nêutrons
b) Partículas: Alfa, beta, prótons e dêuterons
RADIAÇÃO
2. Não-ionizantes: a energia da radiação produz excitação
a) Luz U.V. (é uma radiação eletromagnética, mas não ionizante)
RADIOISÓTOPOS: substâncias que emitem
radiação, utilizados no seu estado livre (não
marcado) para a obtenção de imagens.
RADIAÇÃO
Os mais usados : 
Tc99m, I¹³¹ (Iodo) , Tl201 (Tálio), 
Ga67 (Gálio), Sm153 (Samário) .
RADIAÇÃO ALFA
1-Emissões alfa (2α4) : partículas com carga elétrica
positiva, constituídas de 2 prótons e 2 nêutrons.
Velocidade média : 20000 km/s .
Poder de penetração: pequeno, são detidas por pele, folha
de papel ou 7 cm de ar.
CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
de papel ou 7 cm de ar.
Poder ionizante ao ar: elevado, por onde possam capturar
elétrons, transformando-se em átomos de Hélio.
Perde energia para o meio muito rapidamente - alcance pequeno 
(alguns centímetros no ar) 
RADIAÇÃO BETA
2-Emissões beta ( -1 β 0 ): partículas com carga elétrica
negativa e massa desprezível (elétrons emitido para fora do
núcleo) partícula leve .
Velocidade média: 95% da velocidade da luz.
Poder de penetração : 50 a 100 vezes mais penetrantes que as partículas
alfa. São detidas por 1 cm de alumínio (Al) ou 2 mm de chumbo (Pb).
CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
alfa. São detidas por 1 cm de alumínio (Al) ou 2 mm de chumbo (Pb).
Poder ionizante ao ar: Pequeno poder de ionização - produção de
pequena densidade de ionizações.
Danos os organismos : maiores do que as emissões alfa, podem penetrar
até 2 cm do corpo humano e causar danos sérios
•Perde energia para o meio rapidamente - alcance
médio (até alguns metros no ar)
3-Emissões gama(0γ0) : são ondas eletromagnéticas emitidas 
do núcleo de átomos em estado excitado de energia , da mesma 
natureza da luz, semelhantes ao raio X. Sem carga elétrica 
nem massa.
Velocidade: igual à da luz= 300 000 km/s.
Poder de penetração: alto, são mais penetrantes que raios X. 
RADIAÇÃO GAMA
CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
Perde energia para o meio de forma muito lenta - grande alcance 
(centímetros de concreto) 
Poder de penetração: alto, são mais penetrantes que raios X. 
são detidas por 5 cm de chumbo (Pb).
•Poder ionizante ao ar: Pequeno poder de ionização - produção de muito
poucas ionizações
Danos à saúde: máximo, pois podem atravessar o corpo 
humano, causando danos irreparáveis.
RADIAÇÃO DE NEUTRONS
• Partícula pesada
• Não possui carga
• Perde energia para o meio de forma muito variável -
extremamente dependente da energia
• Produção de ionizações igualmente variável - indiretamente
CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
• Produção de ionizações igualmente variável - indiretamente
ionizante - núcleos de recuo.
RADIAÇÃO DE PÓSITRON
• Denominação dada ao elétron com carga positiva emitido pelo
núcleo do átomo - partícula leve
• Possui uma carga positiva
• Perde energia para o meio rapidamente – elétrons livres do
meio - processo de aniquilação de pares
CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
meio - processo de aniquilação de pares
• Pequeno poder de ionização - produção de pequena densidade
de ionizações.
RADIAÇÃO X
• Ondas Eletromagnéticas:
å Produzidas pela desaceleração de partículas carregadas
(especialmente elétrons) - radiação de freamento ou
Brehmstrahlung
å Ou pela transição de elétrons orbitais para órbitas mais
CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
å Ou pela transição de elétrons orbitais para órbitas mais
internas do átomo - raio X característico
• Todas as demais características são idênticas à radiação gama.
Relação entre Energia e Alcance
• Todo tipo de radiação ionizante, seja partícula ou onda
eletromagnética, perde energia nas interações com a matéria
• Quanto maior a energia da radiação, mais interações é capaz
de produzir, portanto maior o percurso até ser totalmente
freada, ou seja, maior o alcance
CARACTERÍSTICAS DAS RADIAÇÕES
freada, ou seja, maior o alcance
Tipos de 
radiação
Fonte Descrição Energia Perigos Proteção 
necessária
Penetração 
em tecidos
Raios-X Aparelho 
raios-X 
Radiação 
Eletromagnética
50 a 300 
kV
Perigosa 
penetrante
Poucos mm 
de chumbo
Poucos mm 
até vários cm
Raios-gama Radioisótopos 
ou Reatores 
nucleares
Radiação 
Eletromagnética
Acima 
vários 
MeV
Perigosa 
muito 
penetrante
Muitos cm de 
chumbo ou 
concreto de 
Alta densid.
vários cm
Nêutrons 
(rápidos, 
lentos e 
térmicos)
Reatores 
nucleares ou 
aceleradores
Párticula não-
carregada 
(ligeiram. + 
pesada que o 
próton)
menos 1 
eV até 
vários 
MeV
Muito 
perigosa
Proteção fina 
de concreto
Poucos mm 
até vários cm
Partículas 
Beta
Radioisótopos 
ou 
aceleradores
Elétron (+ ou -) 
ionizado, muito 
menos denso que 
partic. Alfa
Acima 
vários eV
Pode ser 
perigosa
proteção 
grossa de 
papel
Até vários 
mm
1 eV = 1,602 x 10-12 erg
Tipos de 
radiação
Fonte Descrição Energia Perigos Proteção 
necessária
Penetração 
em tecidos
Partículas Alfa Radioisóto
pos
Núcleo do 
He ionizado 
muito 
pesadamente
2 a 9 MeV Muito 
perigosa 
internamente 
proteção fina 
de papel
Poucos mm
Prótons e 
Dêuterons
Reatores 
nucleares 
Núcleo do H Acima de 
vários GeV 
Muito 
perigosa
Muitos cm de 
água ou 
até vários cm
Dêuterons nucleares 
ou 
acelerador
es
vários GeV perigosa água ou 
parafina
Luz Ultra 
violeta
Lâmpadas 
UV.
Radiação 
eletromagnéti
ca
Poucos eVMenos 
perigosa 
pouco 
penetrante
proteção 
grossa de 
papel
Fração de 
mm
Dêuteron = Núcleo do deutério (2H - Hidrogênio pesado, isótopo estável do H), 
contêm 1 próton e 1 nêutron
EFEITOS DAS RADIAÇÕES
 Efeitos elétricos: o ar atmosférico e gases são ionizados 
pelas radiações, tornando-se condutores de eletricidade. O 
aparelho usado para detectar a presença de radiação e 
medir sua intensidade, chamado contador Geiger, utiliza 
esta propriedade 
-EFEITOS LUMINOSOS : AS RADIAÇÕES PROVOCAM FLUORESCÊNCIA
EM CERTAS SUBSTÂNCIAS, COMO O SULFETO DE ZINCO - ESTA
PROPRIEDADE É UTILIZADA NA FABRICAÇÃO DE PONTEIROS
LUMINOSOS DE RELÓGIOS E OBJETOS DE DECORAÇÃO
Efeitos das Radiações
-EFEITOS QUÍMICOS : RADIOISÓTOPOS TÊM SIDO USADOS PARA
ESTABELECER MECANISMOS DE REAÇÕES NOS ORGANISMOS VIVOS, 
COMO O C14. RADIOISÓTOPOS SENSIBILIZAM FILMES FOTOGRÁFICOS.
 COLETA DE CARVÃO PARA DATAÇÃO DE C-
14 
Efeitos das Radiações
14 
-EFEITOS BIOLÓGICOS : AS RADIAÇÕES PODEM SER UTILIZADAS COM
FINS BENÉFICOS, NO TRATAMENTO DE ALGUMAS ESPÉCIES DE
CÂNCER, EM DOSAGENS APROPRIADAS. MAS EM QUANTIDADES
ELEVADAS, SÃO NOCIVAS AOS TECIDOS VIVOS, CAUSAM GRANDE
PERDA DAS DEFESAS NATURAIS, QUEIMADURAS E HEMORRAGIAS.
TAMBÉM AFETAM O DNA, PROVOCANDO MUTAÇÕES GENÉTICAS
 RADIOTERAPIA :
Efeitos das Radiações
 RADIOTERAPIA :
• A radiação perde energia para o meio provocando ionizações
• Os átomos ionizados podem gerar:
Alterações moleculares
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS 
RADIAÇÕES IONIZANTES
Alterações moleculares
Danos em órgãos ou tecidos
Manifestação de efeitos biológicos
1 - Possibilidades da radiação incidindo em uma célula:
• Passar sem interagir
•
MECANISMOS DE AÇÃO
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS 
RADIAÇÕES IONIZANTES
• Atingir uma molécula:
• Não produzir dano.
• Produzir dano – a) Reversível
b) Irreversível
Pode ou não levar à indução de efeito biológico
• morte celular
• reprodução - perpetuação do dano.
• A cada possibilidade está associada uma probabilidade
diferente de zero
• O fenômeno da indução de efeitos biológicos pela interação
MECANISMOS DE AÇÃO
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS 
RADIAÇÕES IONIZANTES
• O fenômeno da indução de efeitos biológicos pela interação
da radiação com organismos vivos é de natureza
PROBABILÍSTICA.
1- Estágio físico:
- Ocorre para tempos  10-14 segundos
- Estágio de absorção e deposição de energia
- Excitação e ionização dos compostos.
PROPRIEDADES DOS EFEITOS E SEQÜÊNCIA DE 
EVENTOS
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS 
RADIAÇÕES IONIZANTES
- Excitação e ionização dos compostos.
2- 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.
3- Estágio químico:
- Ocorre para tempos de 10-12 a 10-7 segundos
- Continua a reação dos radicais livres
- Formação de produtos tóxicos
PROPRIEDADES DOS EFEITOS E SEQÜÊNCIA DE 
EVENTOS
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS 
RADIAÇÕES IONIZANTES
- Formação de produtos tóxicos
- Começam os danos ao RNA e DNA
- Enzimas são inativadas e ativadas.
4- Estágios químico e biológico coincidem:
- Ocorre para tempos de 10-3 a 10 segundos
- Formação de radicais secundários e peróxidos orgânicos
- Muitas reações bioquímicas são interrompidas
- Começa o reparo do DNA
5- Estágio biológico:
- Ocorre para tempos de 10 segundos a 10 horas
- Completa-se a maioria das reações
- Diminui a mitose das células irradiadas
PROPRIEDADES DOS EFEITOS E SEQÜÊNCIA DE 
EVENTOS
EFEITOS BIOLÓGICOS DAS 
RADIAÇÕES IONIZANTES
- Diminui a mitose das células irradiadas
- São bloqueadas as reações bioquímicas
- Rompimento de membrana celular.
Fontes Seladas (não há possibilidade de contato com o material
radioativo):
- Fontes de calibração:
- Detetores de radiação
- Agricultura:
- Estudos de densidade e umidade do solo
TIPOS DE FONTES E 
MODOS DE EXPOSIÇÃO
- Estudos de densidade e umidade do solo
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
- Naturais:
- Análises ambientais
Irradiação Externa:
• Exposição à radiação emitida pela fonte.
- Estar próximo à fonte, considerando a energia de emissão e o
tipo de radiação
- Equipamentos emissores de radiação ionizante
TIPOS DE FONTES E 
MODOS DE EXPOSIÇÃO
- Equipamentos emissores de radiação ionizante
- Fontes seladas
- Fontes não-seladas.
Contaminação Irradiação
APLICAÇÕES DA MEDICINA NUCLEAR
Principais Radioisótopos Utilizados - Características
Isótopo Emissão Meia vida
Tc-99m Gama 6 horas
I-131 Gama e beta 8 diasI-131 Gama e beta 8 dias
Ga-67 Gama 3,26 dias
Tl-201 Gama 3,04 dias
I-123 Gama 13,2 horas
Sm-153 Gama e beta 1,95 dias
F-18 Pósitron (gama) 109 minutos
APLICAÇÕES DA MEDICINA NUCLEAR
EXAMES E DIAGNÓTICOS DE DOENÇAS
RADIOFÁRMACOS
APLICAÇÕES DA MEDICINA NUCLEAR
PRINCÍPIOS DA MEDICINA NUCLEAR
Proteção Radiológica
• Blindagens em todas as salas
• Blindagens na sala quente
– Armazenar fontes
– Manipulação - estação de trabalho
– Porta seringas - transporte– Porta seringas - transporte
– Protetor de seringas
• Rejeitos radioativos
– Lixeiras de chumbo
– Cofres de chumbo
– Blindagens para caixa de pérfuro-
cortantes
PRINCÍPIOS DA MEDICINA NUCLEAR
Proteção Radiológica
• Acessórios Plumbíferos
– Administração de radiofármacos
– Posicionamento de pacientes
• Dosímetros Pessoais
• Procedimentos
– Irradiação
– Contaminação
- Luvas descartáveis
- Contador Geiger
Walter Siqueira 
PRINCÍPIOS DA MEDICINA NUCLEAR
Terapia com Radioisótopos
Causar Efeito Biológico
• Sm-153 - Diminuir dor - Metástases Ósseas
• I-131 - Patologias da Tireóide
– Internação
- Quarto Blindado - Irradiação- Quarto Blindado - Irradiação
- Quarto Forrado - Contaminação
- Rejeitos Radioativos
- Roupas de cama, banho
- Excretas de pacientes
- Sobras de alimentos
RADIAÇÃO NA ÁREA DA SAÚDE
RADIOPROTEÇÃO - BLINDAGENS
• Paredes
• Chumbo (Pb)
• Concreto (Ex: 100 cm)
• Sem visores
• Câmera interna
• Intercomunicador• Concreto (Ex: 100 cm)
• Concreto de alta densidade
• Sub-solo - menos vizinhanças 
• Portas
• Ferro
• Chumbo (Pb)
• Motor de acionamento
• Intercomunicador
• Sistemas de travamento
• Porta
• Painel de comando
• Botão de parada
RADIAÇÃO NA ÁREA DA SAÚDE
RADIOPROTEÇÃO - SINALIZAÇÃO
RADIAÇÃO
ÁREA RESTRITA
RADIAÇÃO NA ÁREA DA SAÚDE
RADIOPROTEÇÃO - BLINDAGENS
• EPIs - (individual)• EPIs - (individual)
• Aventais Pb
• Protetores de tireóide
• Luvas Pb
• Óculos Pb
• Protetores de gônadas
• Saiotes
RADIAÇÃO NA ÁREA DA SAÚDE
RADIOPROTEÇÃO - BLINDAGENS
RADIODIAGNÓSTICO
RADIAÇÃO NA ÁREA DA SAÚDE
RADIOPROTEÇÃO - BLINDAGENS
• EPCs - (coletiva)
• Biombos• Biombos
• Móveis
• Fixos
• Visores
• Paredes
• Chumbo (Pb)
• Concreto
• Massa baritada
RADIAÇÃO NA ÁREA DA SAÚDE
RADIOPROTEÇÃO - BLINDAGENS