Radiação – Entenda de uma vez por todas

André Santiago
Por André Santiago Diretor de Segurança, Saúde e Meio Ambiente da LinceRadio Publicado em Atualizado em

O que é Radiação?

Radiação é a propagação de energia na forma de ondas eletromagnéticas ou partículas.

Ou seja, radiação nada mais é do que energia.

Mas você se contenta com apenas essa simples definição?

Quando você toca no assunto de radiação em um grupo de amigos ou mesmo no trabalho, sempre vai escutar os mais diversos palpites sobre o que é radiação, quais são os efeitos da radiação e isso ou aquilo. Na maioria das vezes são apenas impressões erradas sobre a radiação.

Não tem nenhum tipo de valor científico ou mesmo prático.

Se você trabalha no offshore, radiologia médica ou especificamente em segurança do trabalho é muito importante saber dos riscos e cuidados ligados à radiação e radioproteção.

Por isso vamos detalhar tudo o que você precisa saber sobre radiação.

Para entender de uma vez por todas o que é radiação você precisa estar atento aos principais conteúdos desse artigo.

Aqui você vai encontrar:

Então vamos lá!

A radiação pode ser tanto um fenômeno natural como artificial. O corpo humano está exposto à radiação natural todos os dias. Desde o solo e seus gases subterrâneos até a radiação cósmica do Sol e do espaço sideral. Procedimentos médicos, televisores, telefones celulares e fornos de microondas. Tudo isso emite algum tipo de radiação.

Mas atenção!

A radiação não é necessariamente perigosa.

Falamos que a radiação não é “necessariamente” perigosa porque tudo depende da sua intensidade, tipo e tempo de exposição.

Tratam-se de características fundamentais para entender os riscos, mas também as potencialidades da radiação para o ser humano.

Um pouco da História da Radiação

A cientista polonesa e naturalizada francesa Marie Curie descobriu o elemento Rádio(Ra) em 1898. A descoberta do elemento químico foi uma conquista que a tornou a primeira destinatária feminina do Prêmio Nobel, prêmio que conquistou duas vezes (1903 e 1911).

No entanto, fazendo jus à História, três anos antes da descoberta do Rádio, em 1895, um cientista chamado Wilhelm Röntgen descobriu os raios X e o fenômeno da radioatividade(um termo mais tarde cunhado por Curie, baseado na palavra latina para “raio”).

Logo após a descoberta de Röntgen, um cientista francês chamado Henri Becquerel tentou descobrir de onde surgiram os raios X e, no processo, descobriu que o Urânio(U) emitia um poderoso “raio”.

Marie Curie baseou sua pesquisa de doutorado nas descobertas de Becquerel, o que levou à descoberta do Rádio. Ou seja, assim como todas as grandes descobertas da ciência, a radiação foi um estudo feito por várias pessoas e tem como Marie Curie sua principal voz.

A Morte de Marie Curie

marie curie
Infelizmente, a descoberta que colocou Marie Curie para sempre nos livros de Ciências foi o que a levou prematuramente à morte. No final da década de 1890, tanto Marie como o seu marido Pierre começaram a sofrer várias doenças relacionadas à exposição radioativa. Marie sofreu várias cataratas e faleceu em decorrência da leucemia.

Entendendo o que é Radiação

Radiação é energia que viaja sob a forma de partículas de alta velocidade(radiação de partículas) ou ondas(radiação eletromagnética).

A radiação de partículas ocorre quando um átomo instável (ou radioativo) se desintegra.

A radiação eletromagnética (EM), por outro lado, não tem massa e viaja pelas ondas. A radiação EM pode variar de energia muito baixa para energia muito alta, e chamamos esse espaço de espectro eletromagnético. Dentro do espectro EM, existem dois tipos de radiação – ionizantes e não ionizantes.

Os materiais radioativos e a sua decorrente radioatividade produzida existem no espaço sideral desde a origem do universo. Vários materiais radioativos fizeram parte da formação do planeta Terra e estão aqui até hoje.

Começamos a usar alguns desses elementos radioativos a partir do séc. XIX e não paramos até hoje. Sempre aprendendo e desenvolvendo ainda mais as suas potencialidades, mas nunca esquecendo dos seus perigos e cuidados necessários.

O conhecimento acerca de radiação passa por uma abordagem de algumas noções fundamentais sobre ciência. Somente revisando alguns conceitos básicos seremos capazes de estabelecer uma conversa esclarecedora sobre os níveis, efeitos e riscos da exposição à radiação.

Dessa forma precisamos falar sobre os principais componentes da matéria: os átomos.

Estrutura da Matéria

Você deve lembrar das suas aulas de ciências que todos os materiais existentes em todo o universo são constituídos de átomos.

A maneira como os átomos se combinam depende da sua natureza e das propriedades que as suas estruturas propiciam.

As substâncias mais simples são constituídas de átomos de um mesmo tipo. Quando essas simples estruturas se combinam formam-se moléculas. São substâncias compostas que se combinam a outras substâncias compostas formando, no caso dos seres vivos, células, tecidos, órgãos, ossos, praticamente tudo de um indivíduo.

Por muito tempo os pesquisadores acharam que o átomo era indivisível e que era a menor porção da matéria.

Mas sabemos que não é só isso.

Os átomos têm diversas partículas em sua composição. É essencial saber como cada uma destas pequenas partes do átomo funcionam para entender de onde vem a radiação emitidas a partir delas.

Por essa razão vamos recordar cada elemento que compõe o átomo.

Ilustração Estrutura do Átomo

A Estrutura do Átomo

No séc. XX, os cientistas finalmente conseguiram identificar que os átomos não eram as menores partículas da matéria. Começaram então a estudar a estrutura destes profundamente.

Descobriram que os átomos são constituídos por um minúsculo núcleo carregado positivamente. O núcleo é cercado por uma nuvem de elétrons carregados negativamente.

Dessa forma temos que os átomos tem duas partes principais: o núcleo, com carga elétrica positiva; e a eletrosfera, com carga elétrica negativa.

Núcleo do Átomo

O núcleo de um átomo representa cerca de cem milésimos do seu tamanho. Mas não se engane por suas proporções. O núcleo é uma estrutura com tanta densidade que representa quase como a totalidade da massa do átomo.

O núcleo é normalmente um conjunto compacto formado de partículas, prótons e nêutrons, unidas firmemente umas às outras.

Os prótons possuem uma carga elétrica positiva, enquanto os nêutrons não possuem carga.

Os elementos químicos são determinados pelo número de prótons de seus átomos. Sim. Aquele número acima de cada símbolo da tabela periódica. O chamado número atômico. Por exemplo, o Urânio tem 92 prótons em seu núcleo. Portanto o número atômico do Urânio é 92. Seu símbolo fica representado dessa maneira: U92.

Os elementos com o mesmo número de prótons, mas com diferente número de nêutrons são chamados isótopos. Assim, no caso do Urânio, temos o Urânio-235 e o Urânio-238. Esses dois tipos do elemento químico diferem entre si por causa de 3 nêutrons em seu núcleo.

Já os nêutrons, como o próprio nome indica, são partículas neutras, não têm carga elétrica. Não são positivos ou negativos. Sua principal função é diminuir a força de repulsão existente entre os prótons no núcleo do átomo. O dito popular tem fundamento científico. Os opostos se atraem e os iguais se repelem.

A massa dos nêutrons é quase equivalente à dos prótons. Ambas são iguais a 1. No entanto a massa de um nêutron deve ser sempre um pouco maior que a de um próton. Essa diferença é fundamental, pois sem ela os átomos não existiriam.

De modo geral, um átomo não é considerado como positivo ou negativo. Isto acontece porque o átomo possui o mesmo número de elétrons negativamente carregados e de prótons positivamente carregados.

Eletrosfera

Eletrosfera é a região periférica atômica. Uma verdadeira nuvem onde os elétrons ficam girando ao redor do núcleo do átomo.

Os elétrons são distribuídos em camadas ou orbitais. Usualmente os elétrons não ocupam o mesmo espaço ao mesmo tempo. Somente dois elétrons podem ocupar a mesma região no espaço, mas eles devem ter características magnéticas diferentes.
Spin, “giro” em inglês, é o nome atribuído ao movimento angular do elétron. Tais movimentos são responsáveis pela transição de pequenas diferenças de energia.

Quanto mais elétrons possuir um elemento químico, mais camadas ou orbitais de spin ele deve ter e por sua vez mais complexa será a maneira como eles se acomodarão no entorno do núcleo atômico.

Os átomos fundamentalmente são neutros (sem carga elétrica), mesmo tendo em sua eletrosfera cargas negativas e em seu núcleo cargas positivas.

A explicação é simples.

Os átomos têm cargas neutras porque os átomos possuem a mesma quantidade de elétrons e de prótons. Isso significa que as cargas negativas dos elétrons anulam as cargas positivas dos prótons, ou seja, neutralizam a atividade atômica.

Contudo, quando os átomos realizam ligações químicas para formar as substâncias simples e compostas, formando moléculas, por exemplo, isso ocorre com os elétrons. Há então uma transferência ou um compartilhamento de elétrons entre dois ou mais átomos.

Agora vem a parte interessante para o estudo da radiação.

A inclusão ou retirada de elétrons de um átomo modifica seu raio, e o caracteriza como um íon.

O íon é um átomo ou conjunto de átomos que possuem uma modificação em sua estrutura por excesso ou carência de elétrons.

Portanto os íons não são neutros como os átomos comuns. Os íons têm carga elétrica, sendo assim classificados como positivos ou negativos.

O íon positivo é o cátion. Possui elétrons a menos em sua composição.

Já o íon negativo, denominado ânion, tem elétrons a mais no seu arranjo atômico.

A falta de elétrons faz com que a carga nuclear do átomo atue acentuadamente sobre os elétrons que restam, reduzindo assim o raio.

O excesso de elétrons aumenta o raio, devido a atenuação da força de atração pelo núcleo e pelo aumento da repulsão entre os elétrons.

Transições Atômicas

Os átomos em equilíbrio têm os seus elétrons e seus núcleons (soma de prótons e nêutrons) em orbitais estacionários.

Sendo assim quando partículas ou ondas eletromagnéticas são lançadas contra um átomo, levando em consideração determinadas condições físicas, elas poderão colidir com alguns de seus elétrons ou com o seu núcleo.

Devido à disposição geométrica, ao número, à carga e ao movimento, a probabilidade de colisão com os elétrons é muitas vezes superior à probabilidade de colisão com o núcleo. No choque, a radiação gerada transfere parcial ou totalmente a sua energia que, se for superior a energia de ligação, provocará uma ionização ou uma reação nuclear, respectivamente no átomo ou no núcleo.

Quando a energia absorvida for inferior à energia de ligação, ocorrerá um deslocamento da partícula alvo, para estados disponíveis nas estruturas eletrônica ou nuclear, gerando os denominados estados excitados eletrônicos ou nucleares.

É possível classificar as transições atômicas em dois tipos diferentes.

O primeiro tipo envolve as transições de baixa energia(luz) que ocorrem entre os níveis ou subníveis de energia próximos do contínuo. O segundo, envolvendo os níveis ou subníveis mais internos de alta energia. Respectivamente, trata-se da radiação ionizante e não ionizante.

A radiação ionizante tem energia suficiente para liberar elétrons e deixar o átomo carregado; já a radiação não ionizante como, por exemplo, ondas de rádio, luz visível, ou radiação ultravioleta, não tem energia suficiente para arrancar os elétrons.

Diferentes utilizações da radiação

Radiação Ionizante e Não ionizante

As radiações são produzidas por processos de ajustes que ocorrem no núcleo ou nas camadas eletrônicas, ou pela interação de outras radiações ou partículas com o núcleo, ou também com o átomo por inteiro.

Temos dois tipos principais de radiação. A radiação pode ser eletromagnética ou nuclear. Cada uma tem as suas peculiaridades.

Tipos de Radiação

Como o próprio nome já remete, a radiação eletromagnética é formada pela vibração simultânea de campos magnético e elétrico. Tais vibrações são perpendiculares entre si, originadas durante o fenômeno da transição atômica, pela movimentação da carga e momento magnético da partícula, quando modifica seu estado de energia, tipificado pelo momento angular, spin e paridade.

Agora a radiação nuclear leva em consideração as partículas ou ondas eletromagnéticas emitidas pelo núcleo durante o processo de reestruturação interna, com o intuito de alcançar a estabilidade (alfa, beta, gama e nêutrons).

Por causa da intensidade das forças atuantes dentro do núcleo atômico, as radiações nucleares são altamente energéticas quando comparadas com as radiações eletromagnéticas.

É bom salientar que as radiações não são produtos da desintegração nuclear, como se os núcleos instáveis estivessem se quebrando ou desmanchando. Pelo contrário. A radiação nuclear indica o resultado das transformações do núcleo instável, na busca de estados de maior estabilidade e perfeição, ou seja, trata-se do produto da otimização de sua estrutura e dinâmica.

A energia da radiação e das grandezas ligadas ao átomo e ao núcleo é geralmente expressa em elétron-volt(eV).

Um eV é a energia cinética adquirida por um elétron ao ser acelerado por uma diferença de potencial elétrica de 1 volt.

Radiação Alfa, Beta e Gama

Existem três modalidades de radiações denominadas alfa, beta e gama que podem ser separadas por um campo magnético ou por um campo elétrico.

A Radiação Alfa (α), também chamada de partículas alfa ou raios alfa, nada mais são do que partículas carregadas por dois prótons e dois nêutrons, sendo, portanto, núcleos de hélio.

Têm carga positiva +2 e número de massa 4.

Já a Radiação Beta (β), raios beta ou partículas beta, têm em sua composição elétrons com carga negativa (-), correspondente a um elétron; ou positiva (+), correspondente a um pósitron (anti elétron ou anti matéria).

Também temos a Radiação Gama (γ) ou raios gama. O comprimento de onda deste tipo de radiação varia de 0,5 Å a 0,005 Å(unidade de medida: ångström).

Os raios gama são ondas eletromagnéticas, e possuem carga e massa nulas, emitem continuamente calor e têm a capacidade de ionizar o ar e torná-lo condutor de corrente elétrica.

Um núcleo radioativo emite radiação alfa ou beta, e a radiação gama está sempre presente. A partícula beta pode atingir uma velocidade de até 95% da velocidade da luz. Já a partícula alfa é mais lenta e atinge uma velocidade de 20.000 km/s. Enquanto isso os raios gama atingem a velocidade das ondas eletromagnéticas(300.000 km/s).

Para melhor compreender a velocidade e a potência das partículas alfa, beta e gama frente à matéria, segue alguns exemplos do poder de penetração das radiações:

Poder de Penetração da Radiação

  • As partículas alfa são bastante energéticas, mas são facilmente barradas por uma folha de papel;
  • As partículas beta são mais penetrantes e menos energéticas que as partículas alfa, conseguem atravessar lâminas de chumbo de até 2 mm ou de alumínio de até 5 mm no ar, mas podem ser barradas até por uma placa de madeira com no mínimo 2,5 cm de espessura;
  • As partículas gama percorrem milhares de metros no ar, são mais perigosas, quando emitidas por muito tempo podem causar má formação nas células. Os raios gama conseguem atravessar chapas de aço de até 15 cm de espessura, mas são barradas por grossas placas de chumbo ou paredes de concreto.

Chegamos a conclusão de que as partículas alfa e beta possuem massa e carga elétrica relativamente maiores que as do raio gama, entretanto, são facilmente barradas.

No entanto, as partículas gama não são tão energéticas, mas são extremamente penetrantes, podendo atravessar o corpo humano. Os raios gama são bloqueados apenas por uma paredes grossas de concreto ou por alguns tipos de metais resistentes à radiação. Somente com essas formas de barreira é possível evitar os efeitos biológicos da radiação sobre as pessoas.

A primeira noção de radioatividade surgiu a partir do esquecimento de uma pequena rocha de urânio sobre um filme fotográfico virgem. Após algum tempo depositada ali, percebeu-se que o filme foi velado(marcado) pela radiação que saía da rocha.

O fenômeno foi denominado radioatividade e os elementos que apresentavam essa propriedade foram chamados de elementos radioativos.

Outros elementos pesados, com massas próximas à do Urânio, como o Rádio(Ra) e o Polônio(Po), também tinham a mesma propriedade. Comprovou-se que um núcleo muito energético, por ter excesso de partículas ou de carga, tende a estabilizar-se, emitindo algumas partículas (partículas alfa, beta ou gama).

Poder de penetração da radiação

Radiação Ionizante

Os átomos podem ser naturalmente estáveis ou não. Como acabamos de ver, aqueles que têm o núcleo instável, os que se transformam espontaneamente, liberam energia na forma de radiação.

Os átomos instáveis são denominados de radionuclídeos. A energia liberada pelos radionuclídeos podem interagir com outros átomos e ionizá-los.

A ionização é o processo pelo qual os átomos se tornam positivamente ou negativamente carregados pelo ganho ou pela perda de elétrons.

A radiação ionizante transfere energia suficiente para expulsar os elétrons de sua órbita, resultando na criação de íons.

A emissão de dois prótons e de dois nêutrons refere-se ao decaimento alfa, e a emissão de elétrons ao decaimento beta. Os já citados raios alfa e beta.

Frequentemente, um nuclídeo instável é tão energizado que a emissão de partículas não é suficiente para estabilizá-lo. Este, então, libera uma explosão de energia na forma de ondas eletromagnéticas como fótons. É o caso dos raios gama.

Para você entender melhor, podemos exemplificar com os populares raios X.

Os raios X também são radiação eletromagnética, assim como os raios gama, mas com energia de fótons de menor intensidade. A maior vantagem dos raios X está na possibilidade de serem gerados artificialmente quando for preciso, o que faz serem bastante usados em aplicações industriais e médicas.

Mas por quanto tempo esse processo pode se manter?

Para responder essa e mais perguntas precisamos entender os conceitos de decaimento radioativo e meia-vida.

Constante de Decaimento Radioativo e Meias-vidas

Os átomos instáveis, de mesma espécie e contidos em uma mesma amostra, não realizam transformações para se estabilizarem ao mesmo tempo. Eles as fazem de modo aleatório.

Não se pode prever o momento em que um determinado núcleo irá se transformar por decaimento.

Entretanto, para uma boa parte dos átomos, o número de transformações por segundo é proporcional ao número de átomos que estão prestes a se transformar. Isto significa que a probabilidade de decaimento por átomo por segundo deve ser constante, independente de quanto tempo ele tem de existência.

Esta probabilidade de decaimento por átomo por segundo é denominada de Constante de Decaimento (λ) e é característica de cada radionuclídeo.

Lembrando que embora todos os radionuclídeos sejam instáveis, alguns são mais instáveis que outros.

Por exemplo, as partículas do núcleo do átomo de Urânio-238(com 92 prótons e 146 nêutrons) são apenas capazes de se agrupar. Eventualmente, um grupo de dois prótons e dois nêutrons escapará, deixando o átomo na forma de uma partícula alfa, transformando o Urânio-238 em Tório-234(com 90 prótons e 144 nêutrons). Porém, o Tório-234 também é instável e se transforma através de um processo diferente.

Nesse processo, elétrons de alta energia são emitidos na forma de partículas beta, convertendo um nêutron em um próton e se transforma em um elemento chamado Protactínio-234, com 91 prótons e 143 nêutrons. Este, por sua vez, é extremamente instável e rapidamente se transforma em Urânio-234. Consequentemente, o átomo vai liberando partículas até finalmente se transformar no Chumbo-206, com 82 prótons e 124 nêutrons, que é estável.

Infográfico Constante de decaimento radioativo

Existem muitas sequências de transformação, ou simplesmente decaimento radioativo, como o processo de transformação também pode ser terminologicamente classificado.

A meia-vida de um elemento radioativo é o intervalo de tempo em que uma amostra deste elemento se reduz à metade. Este lapso temporal também é conhecido por período de semidesintegração.

À medida que os elementos radioativos vão se desintegrando, no decorrer do tempo, a sua quantidade e atividade vão reduzindo, tendo por consequência, a quantidade de energia emitida por ele, em razão da radioatividade, também é reduzida.

Uma característica interessante dos elementos radioativos é que em virtude da desintegração que eles sofrem, a massa que eles possuem é reduzida; nos períodos de semidesintegração, a massa é reduzida pela metade, deixando ainda a outra metade por se desintegrar, que também passará pelo período de semidesintegração e assim sucessivamente. E este processo vai acontecendo repetidamente de tal forma que a massa é reduzida, mas nunca chega a ser zero.

A título de exemplo, após uma meia-vida, de um total de um milhão de átomos em média 500 mil irão decair em outro elemento. Durante a próxima meia-vida, cerca de outros 250 mil átomos decairão e, assim, sucessivamente, até que todos tenham decaído. Depois de 10 meias-vidas, apenas cerca de mil átomos permanecerão na forma original(isto é, cerca de 0,1%).

A partir dessa exemplificação, levaria um pouco mais de um minuto para que a metade dos átomos de Protactínio-234 descaísse a Urânio-234. Em contrapartida, para o Urânio-238 levaria quatro bilhões e meio de anos(4.500.000.000) para que metade dos átomos decaísse a Tório-234.

Por isso, apenas poucos radionuclídeos ocorrem naturalmente no meio ambiente.

Unidades de Radiação

Hoje sabemos que a energia da radiação pode danificar o tecido vivo. A quantidade de energia acumulada nesse tecido vivo é expressa em termos de uma unidade denominada DOSE.

A dose de radiação pode vir de qualquer radionuclídeo ou de um certo número de radionuclídeos, mesmo eles permanecendo fora do corpo ou o irradiando por dentro. É o que acontece quando ocorre a inalação ou ingestão de material contaminado.

A quantidade de energia da radiação absorvida por quilograma de tecido é chamada de dose absorvida e é expressa em uma unidade denominada Gray(Gy), em homenagem ao físico inglês, Harold Gray, pioneiro em biologia da radiação.

A dose oriunda de partículas alfa pode causar muito mais dano do que aquela proveniente de partículas beta ou de raios gama. Para comparar doses absorvidas resultantes de diferentes tipos de radiação, estas precisam ser calculadas por seu potencial de causar efeitos biológicos.

Podemos classificar as quantidades de doses de várias maneiras. O que deve ser levado em consideração é o quanto alguma parte do corpo ou todo o corpo, tenha sido irradiado, se uma ou muitas pessoas foram expostas e, também, o período de exposição.

Para comparar doses absorvidas resultantes de diferentes tipos de radiação, estas precisam ser ponderadas por seu potencial de causar certos tipos de danos biológicos.

A dose ponderada é denominada dose equivalente, a qual é avaliada em uma unidade chamada Sievert(Sv), em homenagem ao cientista sueco Rolf Sievert.

Um sievert equivale a 1.000 milisieverts, assim como um litro equivale a 1.000 mililitros e um metro a 1.000 milímetros.

O complexo sistema de quantidades de radiação é um ordenamento necessário para constituir uma estrutura coerente. Isto permite que os especialistas em radioproteção façam o registro das doses individuais de forma consistente e comparável. Tal registro e avaliação são de extrema importância para as pessoas que trabalham com radiação e que estão sujeitas à exposição devido a natureza de seu trabalho.

O registro da dose efetiva é um indicador da probabilidade de indução de câncer e de efeitos genéticos advindos de baixas doses, e não como medida da gravidade de efeitos para altas doses.

Para entendermos claramente as unidades de medida da radiação no organismo humano é necessário levar em consideração que algumas partes do corpo são mais vulneráveis que outras.

Por exemplo, uma dada dose equivalente de radiação é mais provável que possa induzir um câncer no pulmão do que no fígado, sendo os órgãos reprodutores os de particular preocupação devido ao risco de efeitos hereditários.

Portanto, a fim de comparar doses quando diferentes tecidos e órgãos são irradiados, as doses equivalentes para diferentes partes do corpo são também ponderadas, sendo o resultado denominado dose efetiva, também expressa em Sievert(Sv).

Quadro com quantidades de radiação

Efeitos Biológicos da Radiação

Desde a descoberta da radiação mais de um século de pesquisa tem fornecido grande conhecimento acerca dos mecanismos biológicos pelos quais esta pode afetar a saúde.

Sabe-se que a radiação pode produzir efeitos em nível celular, causando sua morte ou modificação, devido aos danos causados nas fitas do ácido desoxirribonucleico(DNA) em um cromossomo.

Quando o número de células afetadas ou até mesmo mortas for grande o suficiente, a radiação poderá resultar na disfunção e morte do órgão.

Outra influência da radiação ionizante sobre o DNA são os danos que não causam a morte celular. Esses tipos de dano são normalmente reparados por inteiro, mas caso isso não ocorra, a modificação resultante – conhecida como mutação celular – causará reflexo nas divisões celulares subsequentes. O resultado das mutações é o câncer. Se as células modificadas forem aquelas que transmitem a informação hereditária aos descendentes, desordens genéticas podem surgir.

Com base na observação de sua ocorrência, efeitos na saúde advindos da exposição à radiação são definidos aqui tanto como efeitos imediatos à saúde, quanto tardios. Geralmente, efeitos imediatos à saúde são evidentes através do diagnóstico de síndromes clinicamente verificadas nos indivíduos, e os efeitos tardios são verificados através de estudos epidemiológicos feitos pela observação do aumento da incidência da doença em uma população.

Mas como isso ocorre?

Infográfico dos efeitos da radiação no DNA

A radiação pode provocar basicamente dois tipos de danos ao corpo, um deles é a destruição das células com o calor, e o outro consiste numa ionização e fragmentação(divisão) das células.

O calor emitido pela radiação é tão forte que pode queimar bem mais do que a exposição prolongada ao sol. Portanto, um contato com partículas radioativas pode deixar a pele do indivíduo totalmente danificada, uma vez que as células não resistem ao calor emitido pela reação.

A ionização e fragmentação celular implicam em problemas de mutação genética durante a gestação de fetos, que nascem prematuramente ou, quando dentro do período de nove meses, nascem com graves problemas de má formação.

Quimicamente falando, seria assim: as partículas radioativas têm alta energia cinética, ou seja, se movimentam rapidamente. Quando tais partículas atingem as células dentro do corpo, elas provocam a ionização celular. Células transformadas em íons podem remover elétrons, portanto, a ionização enfraquece as ligações. E o resultado? Células modificadas e, consequentemente, mutações genéticas.

Os efeitos radioinduzidos também podem receber denominações em função do valor da dose e forma de resposta. Assim, em função da dose e forma de resposta, são classificados em estocásticos e determinísticos.

Os efeitos estocásticos são aqueles em que a probabilidade de ocorrência é proporcional à dose de radiação recebida, sem a existência de limiar. Isto significa que doses pequenas, abaixo dos limites estabelecidos por normas e recomendações de proteção radiológica, podem induzir tais efeitos. Entre estes efeitos, destaca-se o câncer.

A probabilidade de ocorrência de um câncer provocado pela radiação depende do número de clones de células modificadas no tecido ou órgão, uma vez que depende da sobrevivência de pelo menos um deles para garantir a progressão. O período de aparecimento(detecção) do câncer após a exposição pode chegar até 40 anos. No caso da leucemia, a frequência passa por um máximo entre 5 e 7 anos, com período de latência de 2 anos.

Os efeitos determinísticos são causados por irradiação total ou localizada de um tecido, gerando um grau de morte celular não compensado pela reposição ou reparo, com prejuízos detectados no funcionamento do tecido ou órgão.

Existe um limiar de dose, abaixo do qual a perda de células é insuficiente para prejudicar o tecido ou órgão de um modo detectável. Isto significa que os efeitos determinísticos são produzidos por doses elevadas, acima do limiar, onde a severidade ou gravidade do dano aumenta com a dose aplicada.

A probabilidade de efeito determinístico, assim definido, é considerada nula para valores de dose abaixo do limiar, e 100%, acima.

Além da severidade, os efeitos determinísticos variam com a frequência em que um dado efeito, definido como condição patológica reconhecível, aumentando em função da dose, em uma população de indivíduos com diferentes susceptibilidades.

Qual é a dose de radiação necessária para afetar o organismo?

Geralmente, doses agudas maiores que 50 Gy danificam o sistema nervoso central de tal forma que a morte ocorre em poucos dias. Mesmo para doses inferiores a 8 Gy, as pessoas apresentam sintomas de doença causada por radiação, também conhecida como síndrome aguda da radiação, que podem incluir náusea, vômitos, diarréia, cólicas intestinais, salivação, desidratação, fadiga, apatia, letargia, sudorese, febre, dor de cabeça e pressão baixa.

O termo aguda refere-se a problemas médicos que ocorrem imediatamente após a exposição, em vez daqueles que se desenvolvem após um período prolongado.

Ainda assim, as vítimas podem sobreviver no início, chegando a óbito por um problema gastrointestinal, uma ou duas semanas depois. Doses menores podem não causar danos gastrointestinais, mas ainda causam a morte após alguns meses, principalmente devido a danos na medula óssea. Mesmo doses menores irão retardar o início de doenças e produzirão menos sintomas severos. Cerca de metade daqueles que recebem doses de 2 Gy sofrem com vômitos cerca de três horas após a exposição, mas isso é raro com doses abaixo de 1 Gy.

Conferimos o que é radiação e seus efeitos na saúde das pessoas. O próximo passo que se impõe é saber de onde ela vem.

De onde vem a radiação?

A visão geral é que a radiação só está no contato direto com elementos brilhantes e altamente tóxicos. Já vimos que existem várias formas de radiação. Algumas são inofensivas e outras facilmente bloqueadas. O tempo de exposição ao material radioativo também é determinante. No entanto, temos que levar em consideração que estamos diariamente expostos à radiação proveniente das mais diversas fontes.

Todas as espécies da Terra têm existido e evoluído em ambientes nos quais têm sido expostos à radiação natural. Desde o século passado os humanos e outros organismos vivos têm sido também expostos a fontes artificiais desenvolvidas pelo próprio homem.

80% da exposição à radiação é proveniente de fontes naturais e apenas 20% de fontes artificiais feitas pelo ser humano, principalmente de aplicações da radiação na medicina.

A exposição à radiação pode ser classificada em razão de suas fontes, com foco no que a população em geral recebe.

As normativas em torno da radioproteção prevêem que a exposição à radiação deve ser encarada por diferentes grupos. Por esta razão é tornou-se obrigatório o fornecimento de informações adicionais a pacientes – os quais são expostos devido ao uso médico da radiação – e sobre pessoas expostas em seus locais de trabalho.

Outra maneira de classificar a exposição à radiação é verificar de que modo ela nos irradia. Substâncias radioativas e a própria radiação presentes em determinado ambiente podem irradiar ao nosso corpo de fora – externamente. Ou nós podemos inalar substâncias presentes no ar, ingerir na comida ou na água ou, ainda, absorver através da pele ou por ferimentos, sendo irradiados por dentro – internamente. De modo global, doses de exposições internas e externas são tratadas quase da mesma forma.

As fontes naturais de radiação levam em consideração que desde o surgimento do nosso planeta, o meio ambiente tem sido exposto à radiação cósmica, proveniente tanto do espaço quanto de materiais radioativos presentes na crosta e núcleo terrestre.

Não há maneira de evitar a exposição às fontes naturais, o que de fato causa a maior parte da exposição à radiação da população mundial.

A dose efetiva média anual global por pessoa é de cerca de 2,4 mSv, e varia em cerca de 1 mSv a mais de 10 mSv, dependendo do local onde as pessoas vivam. Se você mora no nível do mar você terá uma exposição diferente de radiação de quem mora em regiões mais elevadas.

Apesar da incidência das fontes naturais, nossa exposição pode ser modificada pelas escolhas que fazemos, como vivemos e onde moramos, ou o que comemos e bebemos.

Os edifícios, por exemplo, podem apresentar um gás radioativo específico, chamado Radônio, ou os materiais que compõem o edifício podem conter radionuclídeos que aumentem a exposição à radiação.

Ilustração Radônio em construções

Os raios cósmicos são a maior fonte natural de exposição externa à radiação. A maioria desses raios tem origem no mais profundo espaço interestelar; alguns são liberados pelo sol durante as erupções solares. Esses irradiam a Terra diretamente e interagem com a atmosfera, produzindo diferentes tipos de radiação e de materiais radioativos.

Agora tratando-se de fontes artificiais de radiação, temos que as principais origens estão ligadas aos dispositivos de diagnóstico e terapia utilizados na área médica. São os aparelhos de controle, medidores e radiografia usados na indústria e comércio, as instalações do ciclo do combustível nuclear e as máquinas utilizadas na pesquisa científica.

De onde vem a radiação

No Brasil, nas instalações industriais destacam-se irradiadores de grande porte, sendo que grande parte deles é destinado à esterilização e uma minoria à irradiação de componentes para ração animal e de cosméticos.

Ressalta-se também o avanço na área de perfilagem de poços de petróleo onde já constam mais de vinte instalações distribuídas em diferentes regiões do país.

Agora um paralelo entre a radiação por fontes naturais e artificiais é possível.

Usaremos o exemplo das offshores, empresas ligadas ao ramo petrolífero.

Na produção de óleo e gás, tipicamente o conteúdo de água de produção inicial de petróleo e de gás em um reservatório é baixo. Conforme a pressão natural dentro da formação cai, a água presente no reservatório aumenta proporcionalmente a produção. Esta formação de água contém sais minerais dissolvidos contendo naturalmente mais partículas radioativas.

É também uma prática normal desta indústria injetar água do mar tratada dentro do reservatório conforme as reservas de petróleo e gás são recuperadas, com a intenção de elevar a pressão na formação. Esta água do mar injetada pode ser mais salina que a água natural da formação e consequentemente pode dissolver sais radioativos adicionais de minerais presente nos diversos estratos geológicos.

Incustração Norm

Com isso o óleo e gás produzidos são extraídos passando por linhas de produção, filtros, tanques, vasos e demais partes. Fazem com que as partículas radioativas agregadas à água, sais e areia se acumulem nas paredes internas de todas as partes pelas quais circulam(incrustações). Estas incrustações são exemplo de acúmulo de um material chamado de TENORM. O TENORM pode causar graves danos à saúde humana e também ao meio ambiente.

Essas partículas atômicas instáveis estão distribuídas na natureza, acumulando-se conforme as formações rochosas e composição característica de cada ambiente. Esse acúmulo é conhecido como background e compõe o que chamamos de TENORM.

As exposições às radiações provenientes do NORM não sofrem restrições legais, dado que são provenientes da própria natureza. A partir do momento que estes isótopos são, de alguma forma manipulados pelo homem, o material passa a ser denominado TENORM, sendo então regulado pela CNEN(Comissão Nacional de Energia Nuclear). Daí por diante toda exposição às radiações provenientes do TENORM precisam ser monitoradas e controladas.

O TENORM encontrado em petrolíferas é um bom exemplo de materiais radioativos de ocorrência natural.

A maior incidência de materiais radioativos em atividades econômicas ocorre nas indústrias de produção de energia, mineração, tratamento de água e produtos de consumo. No Brasil as principais empresas que devem estar preocupadas com os riscos dos efeitos radioativos são aquelas ligadas ao setores de carvão, óleo e gás. As indústrias que trabalham com Monazita, Óxido de titânio, Zircônio, Mineração de fosfato e produção de ácido fosfórico, Nióbio, Estanho e Cobre também devem estar atentas.

Formas e tipos de irradiação

Diferença entre Contaminação e Irradiação

A contaminação é a presença de um material indesejável em determinado local. A irradiação é a exposição de um objeto ou de um corpo à radiação. É possível haver irradiação sem existir contaminação.

A exposição do homem ou parte de seus tecidos à radiação, pode ter resultados bastante diferenciados, se ela ocorreu de uma única vez, de maneira fracionada ou se periodicamente.

As exposições únicas podem ocorrer em exames radiológicos, como por exemplo, uma tomografia. Nos tratamentos radioterápicos ocorrem exposições fracionadas. Já as exposições periódicas acontecem em determinadas rotinas de trabalho com material radioativo em instalações nucleares.

Para uma mesma quantidade, os efeitos biológicos da radiação resultantes podem ser muito diferentes. Assim, se ao invés de fracionada, a dose aplicada num paciente em tratamento de câncer, fosse dada numa única vez, a probabilidade de morte seria muito grande.

A exposição contínua ou periódica que o homem sofre da radiação cósmica, produz efeitos de difícil identificação. O mesmo não aconteceria, se a dose acumulada em 50 anos fosse concentrada numa única vez.

Exemplos de Exposição de Corpo Inteiro, Parcial ou Colimada

  • Um trabalhador que opera com material ou gerador de radiação ionizante pode expor o corpo todo ou parte dele, durante sua rotina ou num acidente.
  • Um operador de gamagrafia sofre irradiação de corpo inteiro, na sua rotina de expor, irradiar a peça, recolher e transportar a fonte.
  • Em alguns acidentes, como a perda e posterior resgate da fonte de irradiadores, expõe mais as extremidades do que as outras partes do corpo.
  • Uma pessoa que manipula radionuclídeos, expõe bastante suas mãos.
  • No tratamento radioterápico, a exposição do tumor a feixes colimados de radiação é feita com muita precisão e exatidão.
Uma dose altíssima de radiação instantânea pode causar a falência do sistema imunológico, enquanto a mesma quantidade distribuída em várias ocasiões não tem efeito danoso.
Exposição a feixes intensos, médios e fracos

Na esterilização e conservação de frutas, especiarias, peixes e carnes, com radiação gama, as doses aplicadas chegam a 10 kilograys(kGy) e em radioterapia, a 2 Gy por aplicação. São feixes intensos e capazes de induzir à morte uma pessoa se fossem aplicados de uma única vez e no corpo todo.

Os feixes utilizados em radiologia são de intensidade média, comparativamente, pois atingem alguns miligrays(mGy), e não devem ser recebidos por uma pessoa com muita frequência, sob pena de acarretar algum dano biológico.

A radioatividade natural induz ao homem doses de radiação da ordem de 1 mGy por ano. Poucos são os efeitos identificáveis e atribuídos exclusivamente a este tipo de radiação.

Exposição a fótons, partículas carregadas ou a nêutrons

A grande maioria das práticas com radiação ionizante envolve fótons provenientes de fontes de radiação gama ou geradores de raios X. É o que acontece em radiodiagnóstico, radioterapia, radiografia industrial e medição de nível e densidade.

Nas instalações nucleares, mas precisamente em seus reatores, além dos fótons, existem fluxos de nêutrons gerados na fissão dentro dos elementos combustíveis que atingem as áreas de manutenção e operação da máquina.

Alguns medidores de nível, de densidade e instrumentos para prospecção de petróleo, utilizam fontes e geradores de nêutrons.

Os feixes de partículas carregadas têm nos aceleradores lineares de elétrons, nos cíclotrons com feixes de prótons e nos radionuclídeos emissores beta e alfa, os principais representantes.

Os fótons e nêutrons constituem as radiações mais penetrantes e causam danos biológicos diferentes conforme a taxa de dose, energia e tipo de irradiação. Os feixes de elétrons têm um poder de penetração regulável, conforme a energia estabelecida na máquina aceleradora.

A radiação beta proveniente de radionuclídeos em aplicadores oftalmológicos e dermatológicos tem alcance de fração de milímetro no tecido humano.

As radiações alfa são muito pouco penetrantes, mas doses absorvidas devido a radionuclídeos de meia-vida curta incorporados nos sistemas respiratório ou digestivo de uma pessoa podem causar danos 20 vezes maiores que iguais valores de doses de radiação X, gama ou beta.

Infográfico dos órgãos mais sensíveis à radiação

Danos Celulares

A radiação ionizante pode causar danos a células diretamente, quebrando ligações químicas de moléculas biológicas(quebra da molécula de DNA), ou indiretamente criando radicais livres nas moléculas de H2O, que são as mais atingidas pela radiação.

O processo de ionização, ao alterar os átomos, também pode modificar a estrutura das moléculas que os contêm. Se a energia de excitação ultrapassar a energia de ligação entre os átomos, pode ocorrer quebra das ligações químicas e consequentes mudanças moleculares. De toda a energia transferida pela radiação ao tecido, metade dela induz excitações, cujas consequências são menores que as de ionização.

Se as moléculas alteradas compõem uma célula, esta pode sofrer as consequências de suas alterações, direta ou indiretamente, com a produção de radicais livres, íons e elétrons. Os efeitos da radiação dependem da dose, taxa de dose, do fracionamento, do tipo de radiação, do tipo de célula ou tecido e do indicador(endpoint) considerado.

Tais alterações nem sempre são nocivas ao organismo humano. Se a substância alterada possui um papel crítico para o funcionamento da célula, pode resultar na alteração ou na morte da célula. Em muitos órgãos e tecidos o processo de perda e reposição celular, faz parte de sua operação normal. Quando a mudança tem caráter deletério, ela significa um dano.

Dos danos celulares, os mais importantes são os relacionados à molécula do DNA. As lesões podem ser quebras simples e duplas da molécula, ligações cruzadas(entre DNA-DNA, entre DNA-proteínas), alterações nos açúcares ou em bases(substituições ou deleções).
As aberrações cromossômicas são o resultado de danos no DNA, principalmente devido às quebras duplas, gerando os dicêntricos ou os anéis.

As células danificadas podem morrer ao tentar se dividir, ou conseguir realizar reparos mediados por enzimas. Se o reparo é eficiente e em tempo curto, o DNA pode voltar à sua composição original, sem consequências posteriores. Num reparo propenso a erros, pode dar origem a mutações na sequência de bases ou rearranjos mais grosseiros, podendo levar à morte reprodutiva da célula ou a alterações no material genético das células sobreviventes, com consequências a longo prazo.

Mutações

As mutações nas células somáticas(do corpo) ou germinativas(das gônadas) podem ser classificadas em 3 grupos:

  • Mutações pontuais(alterações na sequência de bases do DNA);
  • Aberrações cromossômicas estruturais(quebra nos cromossomos);
  • Aberrações cromossômicas numéricas(aumento ou diminuição no número de cromossomos).
Modificação celular pela radiação

A partir do ciclo celular e as fases do ciclo mitótico é possível compreender que as células não apresentam a mesma resposta à radiação, levando em conta a interferência dos diversos tipos de interação radioativa nos diferentes cenários da vida celular.

As situações de maior complexidade ou que exigem acoplamentos finos de parâmetros físico-químicos ou biológicos, devem ser mais vulneráveis às modificações induzidas pela radiação. Isto significa que, num tecido onde as células componentes vivem aleatoriamente diferentes fases, as consequências das interações de uma mesma radiação, podem ser diferentes em locais diferentes do mesmo tecido. Assim, quando se fala num determinado efeito biológico induzido por radiações, está embutida uma avaliação estatística da situação.

As mudanças na molécula de DNA podem resultar num processo conhecido como transformação neoplásica. A célula modificada, mantendo sua capacidade reprodutiva, potencialmente, pode dar origem a um câncer. O aparecimento de células modificadas, pode induzir o sistema imunológico a eliminá-las ou bloqueá-las. Entretanto, as células sobreviventes, acabam por se adaptar, devido a modificações estimuladas por substância promotora. A multiplicação deste tipo de célula dá origem a um tumor, num estágio denominado de progressão.

Após período de latência, se as células persistirem na reprodução, superando as dificuldades de divisão celular, os possíveis desvios de percurso devido a diferenciações e mecanismos de defesa do organismo, originam o tumor cancerígeno.

Morte celular

Quando a dose de radiação é elevada(vários Gy), muitas células de tecido atingidas podem não suportar as transformações e morrem, após tentativas de se dividir. O aumento da taxa de perda pode às vezes ser compensado com o aumento da taxa de reposição. Neste caso, haverá um período de transição, onde a função do tecido ou órgão foi parcialmente comprometida e posteriormente reposta.

A perda de células em quantidade considerável, pode causar prejuízos detectáveis no funcionamento do tecido ou órgão. A severidade do dano caracteriza o efeito determinístico, uma vez que o limiar de dose que as células do tecido suportam, foi ultrapassado.

As células mais radiossensíveis são aquelas integrantes do ovário, dos testículos, da medula óssea e do cristalino(olho).

Detrimento

O conceito de detrimento utilizado em proteção radiológica envolve a combinação da probabilidade de ocorrência, severidade(gravidade) e tempo de manifestação de um determinado dano.

Detrimento nada mais é do que a estimativa do prejuízo total que eventualmente seria experimentado por um grupo ou pessoa expostos à radiação, inclusive seus descendentes.

Detectabilidade Epidemiológica

É comum as pessoas atribuírem certos tipos de efeitos em uma pessoa, ou grupo de pessoas, à radiação ionizante. Isso ocorre devido ao temor difundido que as pessoas possuem e é potencializado pelos meios de comunicação.

Contudo, para estabelecer uma atribuição com certo grau de credibilidade, é necessário que o número de pessoas atingidas com certos valores de dose de radiação ultrapasse marcadores mínimos para cada tipo de ocorrência, para se poder afirmar, em termos epidemiológicos, a possibilidade de ocorrência.

Estes valores de dose absorvida ou dose efetiva recebida e também o número requerido para a garantia de ocorrência de determinado tipo de efeito é denominado de detectabilidade epidemiológica.

Há que ressalvar situações específicas em que pequenos valores de dose podem induzir efeitos biológicos indesejáveis e até letais como o câncer, conforme definição de efeitos estocásticos.

Em termos de população e indução epidemiológica dos efeitos, isto requer estatisticamente um tamanho da amostra em função do tipo de efeito.

Classificação dos Efeitos Biológicos

Os efeitos radioinduzidos podem receber denominações em função do valor da dose e forma de resposta, em função do tempo de manifestação e do nível orgânico atingido. Assim, em função da dose e forma de resposta, são classificados em estocásticos e determinísticos; em função do nível de dano, em somáticos e genéticos; em termos do tempo de manifestação, em imediatos e tardios.

Anteriormente já vimos que os efeitos estocásticos e determinísticos estão associados às doses e as formas de resposta do organismo em relação à exposição radioativa.
Doses abaixo dos limites preestabelecidos para radioproteção podem ocasionar efeitos estocásticos como o câncer. Além da dose, tudo depende da maneira que o organismo responde à radiação ionizante.

Os efeitos determinísticos dizem respeito a doses elevadas de radiação. Alguns exemplos desse tipo de efeito na pele humana são: eritema e descamação seca para doses entre 3 e 5 Gy, com sintomas aparecendo após 3 semanas; descamação úmida acima de 20 Gy, com bolhas após 4 semanas; necrose para dose acima 50 Gy, após 3 semanas.

Tabela de Efeitos biológicos

Outro tipo de efeito da radiação são os chamados efeitos somáticos. Surgem do dano nas células do corpo e o efeito aparece na própria pessoa irradiada. Dependem da dose absorvida, da taxa de absorção da energia da radiação, da região e da área do corpo irradiada.

Também em relação aos danos da irradiação temos os efeitos genéticos ou hereditários. Trata-se dos efeitos que se manifestam nos descendentes da pessoa irradiada. É o resultado do dano produzido pela radiação em células dos órgãos reprodutores, as gônadas. Têm caráter cumulativo e independe da taxa de absorção da dose.

Para finalizar, temos os efeitos relacionados ao tempo de manifestação. São os efeitos imediatos e tardios.

Os efeitos imediatos são os primeiros efeitos biológicos causados pela radiação. Podem ocorrer em um período de poucas horas ou mesmo algumas semanas após a exposição, como é o caso da radiodermite.

Os efeitos que aparecem depois de anos ou mesmo décadas são chamados de efeitos retardados ou tardios, como é o exemplo do câncer.

Quando as doses são muito altas, predominam os efeitos imediatos, e as lesões são graves e podem levar até mesmo à morte. Para doses intermediárias, predominam os efeitos imediatos com grau de severidade menor, e não necessariamente permanentes. Poderá haver, entretanto, uma probabilidade grande de lesões severas a longo prazo. Para doses baixas, não haverá efeitos imediatos, mas há possibilidade de lesões a longo prazo.

Os efeitos retardados, principalmente o câncer, complicam bastante a implantação de critérios de segurança no trabalho com radiações ionizantes. Não é possível, por enquanto, usar critérios clínicos, porque quando aparecem os sintomas o grau de dano causado já pode ser severo, irreparável e até letal.

Em princípio, é possível ter um critério biológico e espera-se algum dia ser possível identificar uma mudança biológica no ser humano que corresponda a uma mudança abaixo do grau de lesão. Por enquanto, utilizam-se hipóteses estabelecidas sobre critérios físicos, extrapolações matemáticas e comportamentos estatísticos.

Efeitos Biológicos Pré-natais

Um outro efeito biológico da radiação que é importante frisar diz respeito ao período de gravidez. A radiação ionizante também pode afetar as crianças que ainda estão na barriga das mães.

Por isso, para fins de Proteção Radiológica, a publicação Nº 89 da ICRP, de 2001) estabelece os valores de referência para as dimensões, massas, conteúdo de todas as fases do corpo humano, desde a fase embrionária até a adulta.

Os efeitos biológicos pré-natais induzidos pela radiação ionizante podem ser avaliados em duas situações. Em primeiro lugar os induzidos por radionuclídeos ingeridos ou inalados pela mãe e transferidos ao embrião ou feto. Secundariamente os induzidos pela radiação externa, durante o período de gravidez.

No relatório da UNSCEAR de 1986, denominado Genetic and Somatic Effects of Ionizing Radiation, foram avaliados dados de experimentos com animais e das pessoas expostas em Hiroshima e Nagasaki, e enfocados, principalmente, os temas:

  • Efeitos letais no embrião;
  • Malformação e outras alterações estruturais e de crescimento;
  • Retardo mental;
  • Indução de doenças, incluindo a leucemia;
  • Efeitos hereditários.

Na publicação Nº 60 da ICRP, de 1990, a questão da irradiação do feto durante o período de gestação foi estudada onde os valores das probabilidades de indução de efeitos por radiações de baixo LET foram determinados.

A Publicação No.88 da ICRP de 2001, intitulada: “Dose to the Embryo and Fetus from Intake of Radionuclides by the Mother”, apresenta um estudo aprofundado sobre a questão, levando em conta a transferência de radionuclídeos pela placenta, distribuição e retenção no tecido fetal.

São apresentados os modelos Biocinéticos e Dosimétricos para o cálculo das doses no embrião, no feto e recém-nascido resultantes da ingestão ou inalação de radionuclídeos pela mãe, antes ou durante a gravidez. São exibidas as tabelas para cada radionuclídeo, órgão ou sistema do corpo humano.

Para a avaliação das doses, foram considerados três períodos: o período de pré-implantação, com duração de 0 a 8 dias; o período embrionário de organogênese, com duração de 9 a 56 dias e; o período fetal de crescimento, com duração de 57 a 266 dias.

ICRP – International Commission on Radiological Protection
A Comissão Internacional de Proteção Radiológica é uma organização independente, internacional e não governamental, com a missão de fornecer recomendações e orientações sobre proteção contra radiações.

Reversibilidade, transmissividade e fatores de influência

No decorrer da vida celular ocorrem uma série de danos provenientes de substâncias químicas, variações da concentração iônica no processo de troca de nutrientes e dejetos junto à membrana celular, danos físicos produzidos por variações térmicas e radiações. Mesmos os danos mais profundos, como aqueles produzidos no DNA, podem ser reparados ou compensados. Tudo depende do tempo e das condições disponíveis.

Por essa razão é que um tecido atingido por uma dose de radiação única e de baixo valor tem muitas condições de recuperar sua integridade, mesmo que nele haja um certo percentual de morte celular.

Em geral toda célula tem vários mecanismos de reparo.

O organismo tende a repor as células e retomar o seu ritmo de operação. Nestas condições, pode-se dizer que o dano foi reversível. Entretanto, para efeito de segurança, em radioproteção, considera-se que o efeito biológico produzido por radiação ionizante é de caráter cumulativo, ou seja, despreza-se o reparo do dano.

Outra questão importante é que o dano biológico da radiação produzido numa pessoa não se transmite. O que pode eventualmente ser transmitido é um efeito de doses elevadas que, lesando significativamente as células reprodutivas, pode resultar num descendente portador de defeito genético.

Não há relação nenhuma entre a parte irradiada numa pessoa e o local de aparecimento do defeito no organismo de um filho, por exemplo.

Uma pessoa afetada pela radiação, mesmo exibindo sintomas da síndrome de irradiação aguda, pode ser manuseada, medicada e transportada como um doente qualquer, pois sua condição não é transmissível, uma doença que não pega.

O cuidado deve ser voltado apenas ao tratamento destas pessoas. É responsabilidade dos médicos, enfermeiros, demais pessoas e instalações que farão o acolhimento dessa pessoa a não contaminá-la por vírus ou bactérias por eles portados, uma vez que, a resistência imunológica está muito baixa.

As pessoas que sofreram contaminação com radionuclídeos (interna ou externa) é que precisam ser manuseadas com cuidado, pois tais radionuclídeos podem estar presentes no suor, na excreta e muco das vítimas.

Um exemplo bem marcante na história do país é o acidente de 1987 com Césio em Goiânia. As vítimas do acidente com o 137Cs tiveram que ficar isoladas e, durante o tratamento especial, os técnicos tiveram que usar macacões, luvas, máscaras e sapatilhas para não se contaminar radioativamente e não contaminar biologicamente os enfermos.

Uso de Efeitos Biológicos da Radiação em Terapias

As radiações penetrantes como os raios X e gama induzem danos em profundidades diferentes do organismo humano causando a morte de células. E isso é bom, quando utilizado como tratamento.

É o caso das radioterapias de combate ao câncer.

Com o auxílio da radioterapia tumores profundos podem ser destruídos ou regredidos sob a ação de feixes de radiação gama adequadamente aplicados. Como a intensidade do feixe decai exponencialmente com a espessura de tecido penetrado, a dose e a correspondente quantidade de dano produzido, são maiores na superfície de entrada do que no ponto de localização do tumor.

Para minimizar os efeitos, focaliza-se sempre o tumor, e aplica-se o feixe de radiação em diferentes direções, movendo o irradiador ou o paciente, de modo que a dose suscite à morte de células do tumor e o tecido sadio irradiado seja naturalmente reposto.

O uso de raios X é semelhante, com a diferença que se pode variar o poder de penetração da radiação e a intensidade de feixe.

Para tumores localizados em certas regiões do corpo é preferível utilizar fontes de radiação gama aplicadas diretamente sobre eles, numa técnica conhecida como Braquiterapia.

Dependendo da situação, podem-se embutir fontes perto do local afetado, como as antigas agulhas de 226Ra e as sementes de 137Cs, 60Co e 192Ir, ou irradiar o tumor com uma fonte próxima, por meio de um aplicador.

Em alguns tratamentos pós-cirúrgicos, pode ser utilizado um aplicador radioisótopo do tipo oftalmológico ou dermatológico, cujas radiações causam dano superficial devido à baixa penetração da radiação. Isto pode danificar um pouco a lente dos olhos ou a pele da pessoa, mas, em compensação, o efeito de cauterização resultante pode acelerar a cicatrização, evitar a hemorragia ou a formação de queloides(cicatrizes protuberantes), respectivamente.

O último efeito biológico que iremos trazer diz respeito à aplicação de radiofármacos.

Na obtenção de imagens de órgãos, tecidos e sistemas do corpo humano, podem ser utilizados feixes externos de raios X ou as radiações gama emitidas por radioisótopos neles incorporados, utilizando radiofármacos oportunos.

Nestes exames de radiodiagnóstico, o tempo de exposição varia de fração de segundos até algumas horas. O dano causado depende da dose absorvida, que é acumulativa, mas de valor muito menor quando comparada com as aplicadas em radioterapia.

Mas como enfrentar os perigos da radiação ionizante?

A radiação e em especial a radiação ionizante acarretam diversos efeitos biológicos aos indivíduos expostos a ela de acordo com a dose e a forma de resposta. Por isso, a melhor forma de evitar os efeitos estocásticos e determinísticos da radiação ionizante no ambiente de trabalho é através de um Serviço de Radioproteção bem preparado.

Se sua equipe tem IOEs (Indivíduos Ocupacionalmente Expostos) é necessário estabelecer um Plano de Radioproteção detalhado e eficiente para que todos os profissionais expostos à radiação tenham a proteção adequada de acordo com as normas da CNEN.

Também é possível contratar empresas especializadas em Radioproteção para cuidar da proteção radiológica da sua empresa ou da empresa que você trabalha.

Para você que deseja ser um especialista no assunto, preparamos um material completo com tudo o que você precisa saber sobre Radioproteção.

FONTES:

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