ED - Produção de radionuclídeos e interação de radiações ionizantes com a matéria

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ROTEIRO DE ESTUDO DIRIGIDO 3 
- Produção de Radionuclídeos 
- Interação de Radiações Ionizantes com a Matéria 
 
 
1. Justifique a importância da produção artificial de radionuclídeos. 
 
São elementos usados para a área de medicina nuclear, que ao contrário dos 
radionuclídeos naturais não são elementos pesados nem com meia vida muito longa, o 
que resolve o problema da geração de lixo radioativo e o maior custo para armazená-lo. 
Além disso, os naturais estão em baixa abundância e sua separação é cara e de baixo 
rendimento, o que justifica a produção artificial dos elementos. 
 
2. Cite exemplos de radionuclídeos obtidos em reatores nucleares e suas respectivas 
aplicações em Saúde. 
 
88Sr - cintilografia 
137 Cs - radioterapia 
153 Sm - radiofármaco para câncer ósseo 
 
3. Que tipos de radionuclídeos podem ser produzidos em cíclotrons? Por que alguns deles 
devem ser produzidos no mesmo local de utilização? 
 
São produzidos radionuclídeos com excesso de carga positiva, emissores de partícula B-
. Alguns possuem meia vida muito curta, como alguns segundos ou 10/20 minutos, o que 
impossibilitaria seu transporte do local de produção para o local de uso, sendo necessária 
sua produção e utilização em mesmo local. 
 
4. Justifique a importância da obtenção de radionuclídeos em sistemas geradores para 
medicina nuclear. 
 
Há facilidade do transporte do sistema gerador, simples, rápido e conveniente para uso, 
de manipulação fácil. Tem menor custo e maior viabilidade. Fornece muito radionuclídeo 
por dose/mL. Evita manipulações químicas adicionais do radionuclídeo que será 
utilizado, conserva a forma química. 
 
5. Quais as características desejáveis em um gerador de radionuclídeos? Compare com as 
características do gerador 99Mo/99mTc. 
 
Os radionuclídeos pai e filho devem ter características químicas diferentes para que 
possam ser separados em uma coluna adsorvente. O pai deve apresentar meia-vida muito 
maior do que o filho, para que o sistema possa ser durável e rentável, e não deve ser eluído 
para o recipiente final, evitando sua presença na aplicação. Já o radionuclídeo filho deve 
ser fornecido em doses múltiplas e de alta atividade e decair para um isótopo estável que 
cesse a atividade radioativa após a aplicação. O sistema deve ser estéril, livre de pirógenos 
e possuir proteção contra irradiação para que não ofereça riscos em sua aplicação na área 
de saúde. Além disso, o sistema gerador deve ser de fácil transporte, simples, conveniente 
e de uso rápido. A meia vida do Mo99 é de 66h, enquanto a do Tc99m é de 6h, o que permite 
estabelecer um equilíbrio transiente entre radionuclídeo pai e filho. A taxa de geração do 
Tc99m por decaimento B - de Mo99 e sua alta atividade por transição isomérica permite 
uso rentável na obtenção de exames por imagem sem grandes riscos à saúde do paciente 
e do operador. O Tc99m decai para Tc99 que tem baixa emissão eletrônica e não oferece 
risco. Radionuclídeo filho deve decair para um elemento estável, o que não acontece com 
o Tc99m. 
 
6. Explique o mecanismo de interação de partículas carregadas com a matéria através de 
colisões. 
 
Ocorre somente com partículas beta negativas ou alfa. Quando uma partícula incidente se 
choca com um elétron orbital, este sofre ionização. Torna-se um elétron secundário, que 
é ejetado da eletrosfera. 
 
7. Explique o mecanismo de interação de partículas carregadas com a matéria através do 
processo de emissão de radiação. 
 
Ocorre quando um elétron (beta negativa) passa perto de um núcleo atômico e sofre 
frenagem, devido à perda de energia cinética. Há liberação de fóton BREM, um tipo de 
raio X. 
 
8. Defina taxa de transferência linear de energia. Quais os fatores que influenciam este 
parâmetro? 
 
É a taxa média de energia por colisão de uma partícula carregada por unidade de 
comprimento. É influenciado pela interação com a matéria; quanto maior a interação, 
maior o TLE. 
 
9. Quais os fatores que podem interferir com a interação de partículas carregadas com a 
matéria? 
 
O tipo de partícula, a quantidade de energia, composição e densidade do meio. 
 
10. Explique o mecanismo de interação de fótons com a matéria através do efeito 
fotoelétrico. Por que este fenômeno ocorre com fótons de radiação X ou gama de menor 
energia? 
 
Ocorre interação e transferência de toda a energia do fóton para o elétron orbital, que 
geralmente é retirado da eletrosfera. O fenômeno é característico de fótons de baixa 
energia uma vez que toda a energia deve ser transferida para o elétron, caso ainda sobre 
energia, o fenômeno passa a ser espalhamento Compton. 
 
 
11. Justifique o efeito Compton ocorrer com fótons de energia média. O que são fótons 
espalhados? 
 
O efeito Compton ocorre quando nem toda a energia do fóton é transferida para o elétron 
orbital, de forma que é necessário um fóton de energia pelo menos média para que haja 
essa sobra. 
 
12. Por que a energia mínima para produção de pares é de 1,022 MeV? Quais os tipos de 
partículas que podem ser produzidas? 
 
A energia mínima deve ser o dobro da massa do elétron, já que há formação de um par de 
elétrons, um pósitron e um negatron. 
 
13. Defina camada semi-redutora. Justifique a importância deste parâmetro. 
 
É a espessura da camada de determinado meio ABSORVEDOR que reduz pela metade a 
intensidade de um feixe de radiação X ou gama incidente. Esse parâmetro é importante 
para conhecermos os materiais e a espessura das camadas que precisamos usar para 
proteção contra radiações. 
 
 
 
 
Isso ocorre porque os radionuclídeos naturais são encontrados em pequena abundância na 
natureza e possuem meia vida muito elevada, o que geraria muito lixo radioativo e custos 
para armazená-lo. Esses elementos apresentam pouco interesse em medicina nuclear e 
são de difícil separação, sendo esta muito custosa e de baixo rendimento, por isso se faz 
uso da produção artificial de radionuclídeos. A produção ocorre a partir de reatores 
nucleares, aceleradores de partículas e geradores de radionuclídeos. Assim, os 
radionuclídeos artificiais podem ser utilizados na medicina nuclear, como para imagem 
PET scan, radiofármacos e radioterapia, por exemplo, e também para produção de 
energia.