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Radioisótopos/ Radiofármacos: apostila completa

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Radioisótopos Aplicados à Farmácia 
Natalia Petry 
Sumário 
Introdução à física nuclear ......................................... 1 
Reações nucleares e desintegrações radioativas ........ 3 
Desintegração radioativa ........................................... 5 
Interações da radiação com a matéria e efeitos 
biológicos das radiações ionizantes ............................ 6 
Medidas da radioatividade ......................................... 9 
Produção de Radioisótopos ...................................... 10 
Radiofármacos ......................................................... 11 
Aplicações e Mecanismo de ação dos Radiofármacos
 ................................................................................ 15 
Legislação dos Radiofármacos .................................. 18 
Irradiação dos alimentos .......................................... 18 
Irradiação de medicamentos, drogas vegetais, 
cosméticos e outros produtos da área de saúde ....... 21 
Radioimunoensaios .................................................. 21 
Proteção e segurança radiológica ............................. 23 
 
Introdução à física nuclear 
Histórico 
 1896 – Descoberta da atividade de sais de 
urânio. Em um experimento uma chapa 
fotográfica recebe uma espécie de energia 
espontaneamente de sais de urânio. 
 1898 – Marie Curie estudou a atividade de 
sais de urânio em outros materiais. 
Descoberta do elemento rádio e polônio a 
partir do minério pechblenda. 
 1910 – Ernest Rutterfort identifica 
natureza das radiações, criando o modelo 
planetário do átomo. 
 1913 – A radiação começa a ser utilizada 
para o tratamento de várias doenças. 
Diminuição de tumores com o rádio para o 
tratamento de câncer. 
 1920 a 1940 – Irene Curie descobre 
formas de produzir átomos radioativos, 
dentre estes o ³²P utilizado para tratar 
leucemia, e o radioativo utilizado em 
estudos fisiológicos da tireoide. 
Surgimento dos primeiros cíclotrons 
(aceleradores de partículas para produzir 
isótopos artificiais). 
 1941 – ¹³¹I começa a ser utilizado para 
tratar doenças da tireoide. 
 1942 – Primeira reação em cadeia no 
Projeto Manhattan para produção de 
bombas atômicas. 
 1945 – Primeiro teste nuclear no Novo 
México, segundo teste nuclear Hiroshima 
“Little Boy”, terceiro teste nuclear em 
Nagasaki “fat man”. 
 1950 - Utilização de radiofármacos, 
desenvolvimento do gerador de TC, e 
surgimento da gama-câmara. 
 Anos 60 – Utilização de radioisótopos para 
diagnóstico. Surgimento de técnicas de 
imagens. 
 Anos 70 – Aumento da especificidade 
diagnóstica, surgimento da medicina 
nuclear como especialidade. 
 Anos 80 até o momento – Radiofármacos 
mais específicos, técnicas de imagem com 
excelente resolução e novas modalidades 
terapêuticas. 
 
Aplicações dos radioisótopos 
 Esterilização e descontaminação. 
 Produção de radiofármacos 
 
Núcleo Atômico, Notação e Forças Nucleares. 
 
Modelos Atômicos 
 A palavra átomo foi utilizada pela 
primeira vez por Demócrito que acreditava que 
tais partículas eram indivisíveis e apresentava a 
menor porção da matéria possível. 
 
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Natalia Petry 
 Dalton (1803) – Propôs o modelo “bola de 
bilhar”, onde a matéria formada por 
partículas pequenas chamadas de átomos, 
esferas maciças indestrutíveis e 
intransformáveis. Átomos que possuem 
mesmas propriedades (tamanho, massa e 
forma) constituem o mesmo elemento 
químico. 
 Thompson (1887) – Proposta do modelo 
pudim de passas, o átomo seria uma 
esfera maciça e positiva com as cargas 
negativas distribuídas ao acaso na esfera, 
com quantidade de cargas e positivas 
seriam iguais. 
 Rutherford (1911) – Proposta do modelo 
planetário a partir do experimento no 
qual o cientista bombardeou uma fina 
lâmina de ouro, com partículas alfa 
emitidas pelo polônio, para a visualização 
do desvio das partículas provocado pelo 
choque com cargas positivas. A maioria 
das partículas alfa passava pela lâmina 
sem sofrer desvios (eletrosfera), outras 
não atravessavam por encontrar barreiras 
(núcleo), e algumas sofrem desvios pela 
lâmina de ouro apresentar regiões com a 
mesma carga (núcleo positivo). 
Rutherford não conseguiu explicar como 
os átomos eram estáveis. 
 Niels Bohr (1885-1962) – Elétrons 
descrevem 1ºórbitas circulares 
estacionárias ao redor do núcleo, sem 
emitirem nem absorverem energia 
(camadas de valência); 
2º Fornecendo energia elétrica ao átomo, 
um ou mais elétrons absorvem energia e 
saltam para níveis mais afastados do 
núcleo, ao retornarem devolvem a energia 
recebida em forma de luz. 
 James Chadwick (1932) – Descoberta de 
nêutrons no núcleo, e que o número de 
prótons é igual o número de elétrons. 
 Heisenberg – O princípio da incerteza de 
Heisenberg diz que é impossível 
determinar com precisão a posição e a 
velocidade de um elétron no mesmo 
instante, apenas o orbital que é a região 
onde é mais provável de encontrar um 
elétron. 
 
O átomo 
 O átomo é a 
menor entidade 
constituinte da matéria 
que preserva suas 
propriedades químicas. 
Os elétrons com carga 
negativa giram em torno 
de um núcleo carregado 
positivamente. Este 
núcleo é formado por nucléons (prótons + 
nêutrons) unidos por forças nucleares. 
Número atômico (Z): Número de prótons (p) no 
núcleo. 
Número de massa (A): Numero de prótons (p) + 
Número de nêutrons (n) 
 
IsóbAros: átomos com massa (A) igual, mas 
número atômico (Z) diferente. 
IsótoNos: átomos com número de nêutrons (N) 
igual, mas número atômico (Z) e número de 
massa (A) diferente. 
IsótoPos/ Nuclídeos: número de prótons (P/ Z) 
igual, mas massa (A) diferente. É o mesmo 
elemento químico. 
 
 A massa atômica é a massa em relação 
ao carbono-12 (1/12 da massa do Carbono-12), e 
 
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Natalia Petry 
é a medida ponderada da massa dos seus 
isótopos estáveis. A massa do próton é 1,0073u e 
do nêutron 1,0087 nêutrons, porém quando 
calculamos a massa experimentalmente ela é 
menor do que a massa calculada a partir do 
número de prótons e nêutrons, este fato se deve 
à parte da massa convertida em energia, esta é 
desprendida para manter os prótons e nêutrons 
unidos no núcleo, isto se chama defeito de 
massa. 
 As energias usadas para manter prótons 
e nêutrons as forças nucleares fortes, porém 
estas possuem alcance finito, devido a isso não 
existem isótopos estáveis com número atômico 
maior de 82. 
 Todos os radionuclídeos possuem algum 
motivo para a instabilidade nuclear, um desses 
motivos é o elevado número atômico (Z > 82), 
outro motivo seria a relação nêutron-próton, 
quanto maior o número de prótons mais 
nêutrons o átomo tem com relação ao número de 
prótons, quando a relação de nêutrons-prótons é 
muito diferente de 1 o nuclídeo é instável. 
 
Radioatividade 
 Fenômeno natural ou artificial pelo qual 
substâncias ou elementos são capazes de emitir 
radiações, de modo a tentar estabilizar o núcleo. 
Ao processo de emissão de radiação dá-se o 
nome de decaimento ou desintegração 
radioativa. O radioisótopo em decaimento é 
denominado PAI e o isótopo produzido é 
denominado FILHO. 
 
 
Reações nucleares e desintegrações 
radioativas 
Tipos de reações nucleares 
1. Fissão espontânea 
2. Desintegração alfa 
3. Transformações isobáricas: desintegração 
beta negativa, desintegração beta 
positiva, captura eletrônica. 
4. Emissão gama 
5. Conversão interna e elétrons Auger 
 
Fissão nuclear 
 Separação do núcleo em partes menores. 
Um átomo sempre se transformará em dois 
átomos e haverá emissão concomitante de 
nêutrons. Pode ser espontânea (núcleo se divide 
sem receber estímulo externo) ou induzida 
(ocorre principalmente por bombardeamento de 
nêutrons). Durante a fissão ocorre a emissão de 
dois a três nêutrons de alta energia (~1,5MeV) 
para atingir outro núcleo de átomo e levar a 
subsequente fissão nuclear. Cada átomo