Radiação: Tipos, Interação com a Matéria e Aplicações

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RADIAÇÃO
 Trabalho apresentado à unidade de ensino Biofísica do curso de Bacharelado em Farmácia – UNIFAMINAS. Professor: Vitor Schuabb 
Grupo: Átila Garonce
	 Thalyta Albuquerque
	 Thaynara Gama 
	 Ursula Schthephanny
SUMÁRIO
	
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	1. INTRODUÇÃO........................................................................................
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	2. DESENVOLVIMENTO................................................................…….….
2.1. O que é Radiação?……………………………………………………….
2.2. Tipos de Radiação………………………………………………………..
2.2.1. Radiações Ionizantes……………………………………………………
2.2.2. Raios X……………………………………………………………………
2.2.3. Radiação Y……………………………………………………………….
2.2.4. Radiação Alfa…………………………………………………………….
2.2.5. Radiação Beta……………………………………………………………
2.2.6. Radiação Não Ionizante………………………………………………...
2.2.7. Ultravioleta………………………………………………………………..
2.2.8. Infravermelho…………………………………………………………….
2.3. Interação das Radiações com a Matéria……………………………..
2.4. Aplicação da Radiação na Biologia…………………………………...
2.4.1. Radiobiologia……………………………………………………………..
2.4.2. Aplicações em Biologia………………………………………………….
2.4.3. Propriedades e Fatores do Raio X…………………………………….
2.4.4. Uso e Fatores da Luz Ultravioleta……………………………………..
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	3. CONCLUSÃO................................................….......…………………….
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	4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS......................................................
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1. INTRODUÇÃO
 	Em 1825 o físico alemão Wilhelm Conrad Roentgen foi o responsável por descobrir um tipo de radiação, chamada de raio X, no qual poderia ser utilizado para olhar dentro do corpo humano. Essa descoberta levou ao uso médico da radiação, sendo utilizada até então. Após essa descoberta, um cientista francês chamado Henri Becquerel colocou alguns filmes fotográficos em uma gaveta junto a fragmentos com urânio, sendo afetados pela radiação e denominando-os de radioatividade, descobrindo-se que este ocorre quando a energia é liberada espontaneamente. Uma jovem química chamada Marie Sklodowska-Curie foi a primeira a usar o termo radioatividade, e em 1898 ela e o marido Pierre Curie descobriram que quando o urânio liberava radiação, este se transformava em outros elementos (STEINER, 2013).
 	A Radiação é conhecida como a energia que se propaga a partir de uma fonte emissora através de qualquer meio. Ela se apresenta em forma de partícula atômica, como partículas alfa, elétrons, pósitrons, prótons e nêutrons. Eles podem ser produzidos em aceleradores de partículas; e as partículas alfa, os elétrons e os pósitrons são também emitidos de núcleos dos átomos radioativos (OKUNO, 2013).
 	A Radiação pode se apresentar também em forma de onda eletromagnética, constituída de campo elétrico e campo magnético oscilantes, perpendiculares entre si e que se propagam no vácuo. Essa onda eletromagnética é caracterizada pelo comprimento de onda ou pela frequência da onda e as várias faixas constituem o espectro eletromagnético, passando por ondas de rádio, de TV, radiação infravermelha, radiação ultravioleta, sendo assim até chegar aos raios X e raios Y (gama) (OKUNO, 2013).
2. DESENVOLVIMENTO
2.1. O que é Radiação?
 	A Radiação é denominada como a transmissão de energia de um sistema para outro por meio de ondas eletromagnéticas como calor, luz visível, raios ultravioletas, raio X, entre outros. Podem ser denominadas também de partículas dotadas de massa como radiações alfa e beta. De acordo com o efeito que a radiação produz na matéria com a qual ela interage, pode-se classificar como:
	Ionizante: São fótons ou partículas que produzem íons na matéria com a qual interagem, como radiação alfa, radiação Y, radiação beta e os raios X (GARCIA, 2002).
	Não Ionizante: São as que não possuem energia suficiente para arrancar elétrons dos átomos do meio que se deslocam, como por exemplo luz visível, calor radiante, luz ultravioleta, infravermelho (GOMES; SILVA, 2012).
 	A radiação em humanos e no meio ambiente podem ser associados a diferentes níveis de exposição à radiação. A exposição à radiação depende do tipo de radiação, do tempo durante a qual está é entregue e da quantidade de energia depositada no material, podendo afetar a saúde do ser humano (STEINER, 2013).
 	Os efeitos na saúde advindo da exposição á radiação podem ser imediatos a saúde, onde são evidentes através do diagnóstico verificado dos indivíduos. Os efeitos tardios (como o câncer) podem ser evidenciados através de estudos epidemiológicos da observação do aumento da patologia numa população (STEINER, 2013).
 	A radiação pode produzir efeitos em nível celular, causando sua morte ou modificação, devido aos danos causados nas fitas do DNA em um cromossomo. Se o número de células danificadas ou mortas for grande o suficiente, poderá ter como resultado a disfunção do órgão, ou até mesmo a morte do mesmo. Além disso, outro dano ao DNA também pode ocorrer sem que haja morte celular, e este dano se não for reparado completamente poderá levar ao câncer (STEINER, 2013).
2.2. Tipos de Radiação
2.2.1. Radiações Ionizantes
 	As radiações ionizantes possuem energia suficiente para ionizar a matéria, são conhecidas como radiação Y, radiação beta, radiação alfa e os raios X (HENEINE, 2008).
 	Nesse processo, forma-se o par íon negativo, e íon positivo sendo este tendo o primeiro elétron ejetado e perda do elétron. Os elétrons estão ligados a átomos por força de diferentes valores e dependendo de sua localização. No entanto, quanto mais próximo do núcleo, maior é a força de atração entre o elétron e o núcleo. Assim, a radiação ionizante pode arrancar qualquer elétron de um átomo contanto que tenha energia maior que o de ligação dele ao átomo (OKUNO, 2013).
2.2.2. Raios X
 	Os raios X são ondas magnéticas capazes de atravessar corpos, tendo o uso para obtenção de chapas radiográficas. Dessa forma, está relacionada à capacidade de penetração dos raios X, classificados em duros: sendo este muito energético e penetram profundamente; médios e moles: sendo estes pouco energéticos e penetram em tecidos densos (HENEINE, 2008).
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Fonte: https://ocaisdamemoria.com/2016/08/02/invencao-do-raio-x/
2.2.3. Radiação Y
 	É emitida pelo núcleo com excesso de energia, tendo a transição de próton ou nêutron com valor menor, assim tornando-se estável. É uma radiação muito penetrante e é capaz de atravessar muitas espessuras (LIEF, 20--).
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FONTE: https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/fisica/o-que-sao-raios-gama.htm
2.2.4. Radiação Alfa
 	É constituída por partículas formada por dois prótons e dois nêutrons, com carga +2 e também com bastante energia cinética. A radiação alfa tem o menor poder de penetração e uma alta taxa de ionização (LIEF, 20--).
2.2.5. Radiação Beta
 	Constitui de um elétron (carga negativa) ou pósitron (carga positiva) em busca da sua estabilidade. O poder da penetração dessas partículas é pequeno e depende de sua energia (LIEF, 20--).
2.2.6. Radiação Não Ionizante
	A radiação não ionizante não possui energia suficiente para ionizar a matéria. Pode ser composta pela radiação eletromagnética, que consiste de ondas que se propagam pelo espaço. Estas ondas são formadas pela soma de um campo elétrico e um campo magnético, que oscilam perpendicularmente um a outro, e a direção da propagação corresponde o deslocamento de energia. Estas radiações abrangem ultravioleta (próximo do visível), luz visível, infravermelho e micro-ondas (GOMES; SILVA, 2012).
2.2.7. Ultravioleta
 	Com a energização do átomo na presença de calor, os elétrons podem absorver a energia e saltar para orbitais mais externos, e desse modo, na volta a energia é devolvida como a luz ultravioleta. Ela é excitante nos tecidos e pode até ionizar a matéria (HENEINE, 2008).
 	Os átomos e moléculas que absorvem a radiação ultravioleta se tornam energizados, em excitação. Essas substâncias participam com facilidade de reações bioquímicas (HENEINE, 2008).
Fonte: http://wiki.stoa.usp.br/images/archive/a/ad/20091209004959!MonografiaIFUSP.pdf2.2.8. Infravermelho
 	A radiação infravermelha se relaciona à parte do espectro eletromagnético entre as regiões do visível e de micro-ondas. A espectroscopia no infravermelho, constitui evidências da presença de grupos funcionais na estrutura orgânica, devido à interação das moléculas ou átomos. A radiação no infravermelho faz com que átomos e grupos de átomos de compostos orgânicos vibrem com amplitude elevada ao redor das ligações covalentes que os ligam (LEITE; PRADO, 2012).
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Fonte: https://brasilescola.uol.com.br/quimica/raios-infravermelhos.htm
2.3. Interação das Radiações com a Matéria
 	Quando as radiações passam através de um corpo, elas sofrem interação com os átomos desse material e transferem para ele toda ou parte de sua energia. Entretanto, o comprimento da trajetória percorrida por uma radiação dentro de meio depende de modo inverso da chance que ela se apresenta para interagir com os átomos desse meio (GARCIA, 2002).
 	1. Partículas alfas: A cada interação da partícula alfa com os elétrons ela perde parte de sua energia cinética. Após a interação, a partícula alfa continua se propagando no meio com uma velocidade ligeiramente menor e irá interagir com outros elétrons.
 	Formas de interação das partículas alfas com o meio:
	Excitação
	Ionização primária e secundária
 	2. Négatrons: causa ionização e excitação do átomo por um processo muito similar para a partícula alfa.
Formas de interação dos négatrons com o meio:
	Excitação
	Ionização
	Bremsstrahlung
	3. Pósitrons: são partículas que tem a mesma massa de elétron, porém possuem carga positiva.
Formas de interação dos pósitrons com o meio:
	Aniquilação
	4. Raio gama e raios X: As radiações gama e raio X são ondas eletromagnéticas. A primeira tem origem nuclear, enquanto que a segunda está relacionada com a eletrosfera, porém ambas não possuem carga nem massa.
Formas de interação dos raios gama e raios X com o meio:
	Efeito fotoelétrico
	Efeito compton
	Produção de par
	Fotodesintegração (GARCIA, 2002).
2.4. Aplicação da Radiação na Biologia
2.4.1. Radiobiologia
 	A radiobiologia é constituído como o estudo dos efeitos causados pelas emissões radioativas sobre a natureza e também sobre os seres vivos (HENEINE, 2008).
2.4.2. Aplicações em Biologia
 	O conhecimento biológico deve-se a descoberta dos radioisótopos para estudar os processos que ocorrem em sistemas biológicos. O uso de radioisótopos permite identificar e diferenciar um grupo de moléculas de outras, sendo estas moléculas marcadas mostrando os caminhos biológicos. Se a molécula marcada for radioativa, o processo atinge uma sensibilidade extrema (HENEINE, 2008).
2.4.3. Propriedades e Fatores do Raio X
 	No entanto, para os exames de sistemas biológicos a absorção da radiação é proporcional á densidade estrutural dos tecidos. Assim, os ossos e cartilagens absorvem mais que músculos e tecido adiposo, por exemplo (HENEINE, 2008).
 	Certas partes dos sistemas biológicos podem ser opacificadas no raio X, através do uso de contrastes. Dessa forma, esses compostos são radiopacos e possuem pouca transparência nos raios X, e quando injetados, dão o contraste necessário (HENEINE, 2008).
 	No uso de raio X é necessário obter a penetração em todos os sentidos e ter sensibilização na chapa. Entre as relações fundamentais do uso de raio X, pode-se citar:
	Escolha de kV: está condicionada à espessura de tecido.
	Escolha do Produto mA x Segundo (mA.s): independem do uso de intensificadores de imagens.
	Fatores Geométricos no Uso de Raio X: relações espaciais introduzidas pela colocação da fonte.
	Raios X Secundários: possui espalhamento prejudicial á imagem.
	Filtros: consiste em uma placa de alumínio para absorver os raios X mais moles que não iriam transpassar o objeto e impressionar a chapa.
	Permanência da Radiação: a irradiação termina com o desligamento do emissor (HENEINE, 2008).
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FONTE: https://super.abril.com.br/mundo-estranho/qual-e-a-diferenca-entre-raios-x-e-body-scanner/
2.4.4. Uso e Fatores da Luz Ultravioleta
 	Há um aumento no ritmo geral das reações de um sistema biológico e o aparecimento de caminhos metabólicos, podendo ser prejudiciais aos sistemas (HENEINE, 2008).
 	No laboratório a luz ultravioleta é usada para acelerar as reações fotossensíveis nas reações de fotólise. É usada também para acelerar a polimerização de plásticos, e esterilização de câmaras assépticas e salas de cirurgia. Os raios ultravioletas são refletidos pelos objetos onde incidem (HENEINE, 2008).
 	A radiação ultravioleta interage com a molécula de DNA e o DNA absorve principalmente os menores comprimentos de ultravioleta, absorção que pode provocar quebra de suas cadeias, implicando em alterações (SEGURANÇA E TRABALHO, 2003).
 	O bronzeamento é a reação mais comum da pele à radiação ultravioleta, pois quando o sol atinge um corpo desprotegido, acontece um estímulo para a produção de melanina. Assim, a melanina é liberada na tentativa de remediar as lesões causadas no DNA. Os olhos também são afetados pela radiação UV. O acúmulo da exposição, direta, do sol, ou indireta, da reflexão por superfícies, pode levar à catarata e à cegueira (SEGURANÇA E TRABALHO, 2003). 
 	Profissionais da radiação em terapêutica deve-se ter cuidado ao extremo com os olhos, tanto o operador quando o paciente, tendo os olhos sobre o uso de óculos protetores ou algodão umedecido sobre as pálpebras (HENEINE, 2008).
 	A quantidade de radiação UV que atinge a biosfera é proporcional à altura solar, assim há variação diária. Essa quantidade é afetada por alguns fatores:
	Ozônio: a quantidade de ozônio varia com as estações do ano, sendo menor no outono e maior no verão.
	Latitude: os raios vêm direto no equador.
	Altitude: a intensidade ultravioleta aumenta com a altitude.
	Tempo: reduz a incidência dos raios.
	Reflexão: a intensidade da radiação pode ser grande também em áreas sombreadas (SEGURANÇA E TRABALHO, 2003).
3. CONCLUSÃO
Conclui-se então que as importantes aplicações das radiações ionizantes na medicina podem salvar vidas através de radiodiagnóstico e radioterapia. As principais fontes dessas radiações são as radiações emitidas por tubos de raios X, por aceleradores lineares e por radionuclídeos. Entretanto, como essas radiações também produzem danos biológicos, seu uso deve ser feito de forma criteriosa, fazendo levantamento de riscos e benefícios
4. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
GARCIA, Eduardo A. C. Biofísica. São Paulo; Sarvier, 2002. 1 ed. ISBN: 85-7378-081-9.
GOMES, Marcelo P.; SILVA, Franklin A. Medições dos Espectros das Radiações Não Ionizantes em São José dos Campos e Taubaté. Taubaté, SP, 2012. ISBN 978-85-62326-96-7.
HENEINE, Ibrahim F. Biofísica Básica. São Paulo: Editora Atheneu, 2008.
LEITE, Diego O.; PRADO, Rogério J. Espectroscopia no Infravermelho: Uma Apresentação para o Ensino Médio. Cuiabá- MT: Instituto da Física, Universidade Federal do Mato Grosso, 2012.
Disponível em: <http://lief.if.ufrgs.br/~jader/radiacoes.pdf>. Acesso em 22 de nov. 2018.
OKUNO, Emico. Efeitos Biológicos das Radiações Ionizantes. Goiânia, 2013.
Disponível em: <http://www.segurancaetrabalho.com.br/download/rad-uv-seelig.pdf>. Acesso em 22 de nov. 2018.
STEINER, Achim. Radiação: Efeitos e Fontes. Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (United Nations Environment Programme – UNEP), 2013. ISBN: 978-92-807-3604-5.