A rosa de Hiroshima
(Vinícius de Moraes / Gerson Conrad)
Pensem nas crianças
Mudas telepáticas
Pensem nas meninas
Cegas inexatas
Pensem nas mulheres
Rotas alteradas
Pensem nas feridas
Como rosas cálidas
Mas, oh, não se esqueçam
Da rosa da rosa
Da rosa de Hiroshima
A rosa hereditária
A rosa radioativa
Estúpida e inválida
A rosa com cirrose
A anti-rosa atômica
Sem cor sem perfume
Sem rosa sem nada
Vídeos:
Hiroshima
Paródia
Os malefícios e benefícios
2 de novembro de 2009
Objetivo
Possibilitar a aquisição de conhecimento de forma clara, segura e dinâmica aos leitores no que diz respeito ao tema radioatividade, introduzindo-lhes informações que inferem no âmbito social.
Justificativa
A necessidade de adquirir conhecimento nos impulsionou a criação deste Blog, principalmente por se tratar de Radioatividade, um tema de relevância social e científica presente em nosso cotidiano, desta forma esta precisa ser compreendida e analisada para que não haja equívocos quanto a sua utilização.
História
A radioatividade foi descoberta no século XIX, até esse momento predominava a idéia de que os átomos eram as menores partículas de qualquer matéria. Com a descoberta da radiação, os cientistas descobriram que existiam partículas ainda menores, tais como: próton, nêutron, elétron e que os átomos não são todos iguais, por exemplo: o Hidrogênio possui apenas um próton e um elétron, já o átomo de urânio 235, conta com 95 prótons e 143 nêutrons.
No ano de 1986, um físico francês Antonie-Henri Becquerel (1852-1908) observou que um sal de urânio possuía a capacidade de sensibilizar um filme fotográfico, recoberto por uma fina lâmina de metal. A interpretação de Becquerel era de que o composto emitia algum tipo de raio capaz de atravessar o papel e atuar sobre a chapa. Essa propriedade era semelhante à do raio X descobertos um ano antes por Wilhelm Conrad Röntgen.
Ainda no mesmo ano, Becquerel percebeu que os raios do urânio ionizavam gases, isto é, provocavam neles o aparecimento de íons, tornando-se condutores de corrente elétrica. Anos mais tarde, o alemão Hans Geiger utilizava essa propriedade para criar o famoso contador Geiger.
No final de 1897, a polonesa Marie Sklodowska Curie provou que a intensidade da radiação é sempre proporcional à quantidade do urânio empregado na amostra, concluindo que a radioatividade era um fenômeno atômico. Então, passou a se interessar pelo fenômeno descoberto por Becquerel. Em abril de 1898, ela já havia percebido que, além do urânio, outro elemento conhecido, o tório, também emitia os misteriosos raios. Começou, então, a suspeitar da existência de elementos radioativos desconhecidos. Em julho do mesmo ano, com ajuda do marido, físico francês de renome Pierre Curie, descobriu um novo elemento que chamou de polônio. Alguns meses depois ambos descobriram um elemento ainda mais radioativo ao qual deram o nome de rádio.
Ainda no ano de 1898, Ernest Rutherford utilizou uma tela fluorescente para detectar as radiações provenientes de um material radioativo. Com auxílio de placas metálicas eletricamente carregadas descobriu que havia dois tipos de radiação, que chamou de alfa e beta. A radiação alfa, segundo ele, deveria ser formada por partículas de carga positiva, uma vez que seu feixe é atraído pela placa negativa. Já a radiação beta, deveria ser formada por partículas negativas, pois seu feixe é atraído pela placa positiva.
Em 1900, Paul Villard, na França, descobriu uma outra forma de radioatividade que não apresenta carga elétrica, sendo chamada de radiação gama. Nesse mesmo ano, Becquerel descobriu que as partículas beta são, na verdade, elétrons com alta velocidade.
Em 1909, Rutherford mostrou que as partículas alfa são íons de hélio bipositivos.
Em 1934, o casal Frederico Joliot e Irène Curie (filha de Pierre e Marie Curie) anunciou a descoberta da radioatividade artificial. Eles constataram que alguns núcleos atômicos, bombardeados com determinados tipos de radiações de partículas, tinham sua estrutura interna alterada e passavam a apresentar propriedades radioativas. Os procedimentos de transmutação artificial dos elementos químicos resultaram na obtenção de isótopos artificiais e radioativos da maioria dos átomos conhecidos e na descoberta de numerosos átomos novos, como os trasurânicos (netúnio, plutônio, amerício etc.).
No ano de 1986, um físico francês Antonie-Henri Becquerel (1852-1908) observou que um sal de urânio possuía a capacidade de sensibilizar um filme fotográfico, recoberto por uma fina lâmina de metal. A interpretação de Becquerel era de que o composto emitia algum tipo de raio capaz de atravessar o papel e atuar sobre a chapa. Essa propriedade era semelhante à do raio X descobertos um ano antes por Wilhelm Conrad Röntgen. Ainda no mesmo ano, Becquerel percebeu que os raios do urânio ionizavam gases, isto é, provocavam neles o aparecimento de íons, tornando-se condutores de corrente elétrica. Anos mais tarde, o alemão Hans Geiger utilizava essa propriedade para criar o famoso contador Geiger.
No final de 1897, a polonesa Marie Sklodowska Curie provou que a intensidade da radiação é sempre proporcional à quantidade do urânio empregado na amostra, concluindo que a radioatividade era um fenômeno atômico. Então, passou a se interessar pelo fenômeno descoberto por Becquerel. Em abril de 1898, ela já havia percebido que, além do urânio, outro elemento conhecido, o tório, também emitia os misteriosos raios. Começou, então, a suspeitar da existência de elementos radioativos desconhecidos. Em julho do mesmo ano, com ajuda do marido, físico francês de renome Pierre Curie, descobriu um novo elemento que chamou de polônio. Alguns meses depois ambos descobriram um elemento ainda mais radioativo ao qual deram o nome de rádio.
Ainda no ano de 1898, Ernest Rutherford utilizou uma tela fluorescente para detectar as radiações provenientes de um material radioativo. Com auxílio de placas metálicas eletricamente carregadas descobriu que havia dois tipos de radiação, que chamou de alfa e beta. A radiação alfa, segundo ele, deveria ser formada por partículas de carga positiva, uma vez que seu feixe é atraído pela placa negativa. Já a radiação beta, deveria ser formada por partículas negativas, pois seu feixe é atraído pela placa positiva.
Em 1900, Paul Villard, na França, descobriu uma outra forma de radioatividade que não apresenta carga elétrica, sendo chamada de radiação gama. Nesse mesmo ano, Becquerel descobriu que as partículas beta são, na verdade, elétrons com alta velocidade.
Em 1909, Rutherford mostrou que as partículas alfa são íons de hélio bipositivos.
Em 1934, o casal Frederico Joliot e Irène Curie (filha de Pierre e Marie Curie) anunciou a descoberta da radioatividade artificial. Eles constataram que alguns núcleos atômicos, bombardeados com determinados tipos de radiações de partículas, tinham sua estrutura interna alterada e passavam a apresentar propriedades radioativas. Os procedimentos de transmutação artificial dos elementos químicos resultaram na obtenção de isótopos artificiais e radioativos da maioria dos átomos conhecidos e na descoberta de numerosos átomos novos, como os trasurânicos (netúnio, plutônio, amerício etc.).
Conceito
Radioatividade que é um fenômeno pelos quais os núcleos atômicos sofrem transformações e emitem radiações, podendo nesse processo formar novos elementos químicos. Existem na natureza alguns elementos fisicamente estáveis cujos átomos ao se desintegrarem emitem energia sob forma de irradiação. Da se o nome radioatividade justamente a essa propriedade que tais átomos têm de emitir radiação. Urânio, Cobalto235 – 60, Tório - 232 são exemplos de elementos fisicamente estáveis ou radioativos. Eles estão em constante desintegração liberando energia através de ondas eletromagnéticas, ou partículas subatômicas com aumento da velocidade. Esses elementos, portanto, emitem radiação constantemente.
Classificação
A radioatividade pode ser de dois tipos:
- Radioatividade Natural: é a que se manifesta nos elementos radioativos e nos isótopos que se encontram na natureza e poluem o meio ambiente. Exemplo: Filme fotográfico.
-Radioatividade artificial ou Induzida: é aquela que é provocada por transformações nucleares artificiais. Possibilitando a transmutação aos elementos. Em 1934 surgiu o primeiro isótopo artificial radioativo. O alumínio foi bombardeando com partículas e chegaram a um isótopo radioativo de fósforo.
3.1 Famílias Naturais
Todos os elementos com número atômico igual ou superior a 84 são radioativos. Os elementos de número atômico superior ao do urânio são todos artificiais, isto é, foram obtidos pelos físicos nucleares. Os isótopos radioativos naturais conhecidos pertencem a cada uma das três séries ou família radioativas naturais:
-Serie do Urânio: nesta série o elemento pai é o U-238.
-Série do Actínio: nesta séria o elemento pai é o U-235, 92.
-Série do Tório: nesta série o elemento pai é o Th-232,90.
Nas três séries radioativas naturais, todos os átomos participantes diferem um múltiplo de 4 unidades de número de massa do elemento-pai, pois temos emissões de partículas alfa e de partículas beta.
3.2 Transmutação
Transmutação é a conversão de um elemento químico em outro. Este fenômeno ocorre na natureza espontaneamente quando certos elementos químicos e isótopos possuem núcleos instáveis. Em tais elementos, se produzem fenômenos de fissão nuclear , que se transformam em novos elementos de números atômicos inferiores, até que os seus núcleos se tornem estáveis, geralmente adquirindo a estabilidade do chumbo. O fenômeno contrário, a transmutação em elementos de números atômicos maiores, dá-se em temperaturas elevadas, como as que são registradas no sol. Este processo é denominado de fusão nuclear.
Os elementos radioativos artificiais possibilitam a transmutação dos mesmos. Todos os elementos mais pesados se verificam que são inerentemente instáveis e se acham em continua transmutação. Um átomo de urânio ou rádio repetidamente altera a si mesmo, algumas vezes após segundos ou minutos e, em outras vezes, após milhares de ano. Agora chamamos esse processo de “decadência” e temos um conhecimento detalhado de cadeias de decadência. Por exemplo:
Urânio -> Tório -> Rádio -> Radônio -> Polônio -> Chumbo
Em muitos estudos dos Curie o decaimento era lento na maioria dos elementos, e como a energia disponível no núcleo era enorme, os Curie e outros não conseguiram detectar qualquer mudança. E na verdade a mudança, a transmutação, é o que causa a radiação. Partindo do conceito de transmutação, muitos alquimistas transformam outros elementos em ouro, mas este processo não é economicamente rentável.
3.3 Lei de Soddy e Jajans (desintegração)
As leis da desintegração radiativa, descritas por Soddy e Fajans, são:
-Quando um átomo radioativo emite uma partícula alfa, o número de massa do átomo resultante diminui em 4 unidades e o número atômico em 2 unidades.
-Quando o átomo radioativo emite uma partícula beta, o número de massa do átomo resultante não varia e o seu número atômico aumenta em 1 unidade.
-Quando um núcleo "excitado" emite uma radiação gama, não ocorre variação no seu número de massa e número atômico, porém ocorre uma perda de uma quantidade de energia.
As duas primeiras leis indicam-nos que, quando um átomo emite uma radiação alfa ou beta, transforma-se em outro átomo de elemento químico deferente. Este novo elemento pode ser radioativo, se transformado noutro, e assim sucessivamente, dando lugar as chamadas "séries radioativas". Desse modo, a emissão de partículas alfa e beta pelos átomos instáveis mudam seu número atômico, transformando-os em outros elementos. O processo de desintegração nuclear só termina com a formação de átomos estáveis. O urânio- 238, por exemplo, vai sofrendo decaimento até formar o elemento chumbo – 206.
3.4 Estabilidade
A tendência dos isótopos dos núcleos atômicos é atingir a estabilidade. Se um isótopo estiver numa configuração instável, com muita energia ou com muitos nêutrons, por exemplo, ele emitirá radiação para atingir um estado estável. Um átomo pode liberar energia e se estabilizar por meio de uma das seguintes formas:
* emissão de partículas do seu núcleo;
* emissão de fótons de alta freqüência.
* O processo no qual um átomo espontaneamente libera energia de seu núcleo é chamado de "decaimento radioativo".
* Quando algo decai na natureza, como a morte de uma planta, ocorrem trocas de um estado complexo (a planta) para um estado simples (o solo). A idéia é a mesma para um átomo instável. Por emissão de partículas ou de energia do núcleo, um átomo instável troca, ou decai, para uma forma mais simples. Por exemplo, um isótopo radioativo de urânio, o 238, decai até se tornar chumbo 206. Chumbo 206 é um isótopo estável, com um núcleo estável. Urânio instável pode, eventualmente, se tornar um isótopo estável de chumbo.
Elementos mais estáveis têm números próximos do número de prótons, para os elementos de número atômico até 20. Acima do número atômico 2, o número de nêutrons vai sendo superior, até se atingir uma relação número de nêutrons/número de prótons de aproximadamente 1,5 para os elementos mais pesados.
Tipos de Radiação
Radiações são ondas eletromagnéticas ou partículas que se propagam com uma determinada velocidade. Contém energia, carga elétrica e magnética. Podem ser geradas por fontes naturais ou por dispositivos construídos pelo homem. A seguir algumas radiações.
- Radiações corpusculares: é a radiação constituída de um feixe de partículas elementares, ou núcleos atômicos, tais como elétrons, prótons, nêutrons, mésons π (pi), dêuterons, partículas alfa e não possui massa.
- Radiações ionizantes: se uma radiação tem energia suficiente para retirar ou deslocar um elétron de sua órbita – tem que possuir nível de energia igual ou maior do que a energia que fixa o elétron em sua órbita – ela é chamada de radiação ionizante. A característica importante dessas radiações ionizantes é a liberação localizada de grandes quantidades de energia e, portanto capazes de provocar alterações importantes na estrutura de um átomo. Esta pode provocar uma alteração ou um dano no material irradiado. É assim que a radioterapia agride células tumoriais; e é assim que a radiação pode causar malformação fetal ou fazer cair cabelo, ou matar uma bactéria, ou mudar a cor de uma pedra preciosa, etc.
- Radiações eletromagnéticas: não tem massa, isto é, são apenas ondas sem partículas ou corpúsculos.
- Radiação de fundo: toda vida, em nosso planeta, está exposta à radiação cósmica e à radiação proveniente de elementos naturais radioativos existentes na crosta terrestre como potássio, césio etc. A intensidade dessa radiação tem permanecido constante por milhares de anos e se chama radiação natural ou radiação de fundo, e provém de muitas fontes. Cerca de 30% a 40% dessa radiação se deve aos raios cósmicos. Alguns materiais radioativos – como potássio-40, carbono, -14, urânio, tório etc. – estão presentes em quantidades variáveis nos alimentos. Uma quantidade razoável de radiação vem do solo e de materiais de construção. Assim, pois, a radiação de fundo pode variar de local para local. O valor médio da radiação de fundo em locais habitados é de 1,25 milisievert (mSv) ao ano.
-Radiação de nêutrons: nêutrons são partículas muito penetrantes. Elas se originam do espaço externo, por colisões de átomos na atmosfera, e por quebra ou ficção de certos átomos dentro do reator nuclear. Água e concreto são as formas mais comuns usadas como barreiras contra radiação por nêutrons.
- Radiações corpusculares: é a radiação constituída de um feixe de partículas elementares, ou núcleos atômicos, tais como elétrons, prótons, nêutrons, mésons π (pi), dêuterons, partículas alfa e não possui massa.- Radiações ionizantes: se uma radiação tem energia suficiente para retirar ou deslocar um elétron de sua órbita – tem que possuir nível de energia igual ou maior do que a energia que fixa o elétron em sua órbita – ela é chamada de radiação ionizante. A característica importante dessas radiações ionizantes é a liberação localizada de grandes quantidades de energia e, portanto capazes de provocar alterações importantes na estrutura de um átomo. Esta pode provocar uma alteração ou um dano no material irradiado. É assim que a radioterapia agride células tumoriais; e é assim que a radiação pode causar malformação fetal ou fazer cair cabelo, ou matar uma bactéria, ou mudar a cor de uma pedra preciosa, etc.
- Radiações eletromagnéticas: não tem massa, isto é, são apenas ondas sem partículas ou corpúsculos.
- Radiação de fundo: toda vida, em nosso planeta, está exposta à radiação cósmica e à radiação proveniente de elementos naturais radioativos existentes na crosta terrestre como potássio, césio etc. A intensidade dessa radiação tem permanecido constante por milhares de anos e se chama radiação natural ou radiação de fundo, e provém de muitas fontes. Cerca de 30% a 40% dessa radiação se deve aos raios cósmicos. Alguns materiais radioativos – como potássio-40, carbono, -14, urânio, tório etc. – estão presentes em quantidades variáveis nos alimentos. Uma quantidade razoável de radiação vem do solo e de materiais de construção. Assim, pois, a radiação de fundo pode variar de local para local. O valor médio da radiação de fundo em locais habitados é de 1,25 milisievert (mSv) ao ano.-Radiação de nêutrons: nêutrons são partículas muito penetrantes. Elas se originam do espaço externo, por colisões de átomos na atmosfera, e por quebra ou ficção de certos átomos dentro do reator nuclear. Água e concreto são as formas mais comuns usadas como barreiras contra radiação por nêutrons.
Classes
Através do experimento Rutherford, colocando uma chapa fotográfica ou material fluorescente perpendicularmente ao feixe de radiações, encontraram-se marcas devidas a três tipos de radiações comprovando que a radiação pode ser de três classes diferentes:
1. Radiações α
As partículas alfa, por terem massa e carga elétrica relativamente maior que as outras citadas, podem ser facilmente detidas, até mesmo por uma folha de papel; elas em geral não conseguem ultrapassar as camadas externas de células mortas da pele de uma pessoa, sendo assim alfa praticamente inofensiva, que se desviam no sentido da placa negativa com carga +2. Entretanto, podem ocasionalmente penetrar no organismo através de um ferimento ou por aspiração, provocando lesões graves. Sua constituição é de núcleos de Hélio, um próton e dois nêutrons.
2. Radiação β
Desviam-se no sentido da placa positiva; esse desvio é mais acentuado que o das partículas alfa. São capazes de penetrar cerca de um centímetro nos tecidos, ocasionalmente danos à pele, mas não aos órgãos internos, a não ser que sejam engolidas ou aspiradas. As partículas beta são semelhantes aos elétrons, possuem massa desprezível e carga elétrica igual a -1. São detidas por lâminas de alumínio com 1cm de espessura ou por lâminas de chumbo com espessura maior que beta 2mm. Ao incidirem sobre o corpo humano, podem penetrar até 2 cm e causar sérios danos.
3. Radiação γ
Os raios gama não sofrem desvios e são extremamente penetrantes, podendo atravessar o corpo humano, sendo detidos somente por uma parede grossa de concreto ou metal. As radiações gama são semelhantes aos raios X. São ondas eletromagnéticas que não possuem massa e nem carga elétrica.
Raios
Existem vários tipos de raios, dentre eles citamos os com maiores destaques:
- Infravermelho: radiação eletromagnética invisível, emitida por corpos aquecidos. Pode ser por meio de células fotoelétricas, possui muitas aplicações. Desde o aquecimento de interiores até o tratamento de doenças de pele e de músculos. Para produzir o infravermelho, em geral empregam-se lâmpadas de vapor de mercúrio a de filamento longo incandescente. A radiação infravermelha é usada para obter fotos de objetos distantes estrelas e nebulosas que são invisíveis com luz normal. Uma outra utilidade deste tipo de radiação é o uso nas fotografias infravermelhas, que são muito precisas. O infravermelho foi muito utilizado na II Guerra Mundial.
-Ultravioleta: produzida por descargas elétricas em tubos de gás. Cerca de 5% de energia mandada pelo Sol consiste nesta radiação, mas a maior parte da que incide sobre a Terra é filtrada pelo O e pelo ozônio na atmosfera, estes protegem a vida na terra. Esta radiação é impregnada principalmente em tubos fluorescentes, mas também em aplicações médicas que incluem lâmpadas germicidas, o tratamento do Raquitismo e doenças de pele, enriquecimento de leite e ovos com vitamina D. É dividida em três classes: UV-A, UV-B E UV-C. As ondas de menor período são as mais nocivas aos organismos vivos. A UV-A é mais perigosa e tem período entre 4000A (ângstrons) e 3150A. UV-B tem período entre 3150A e 2800A e causa queimaduras na pele.
- Raios catódicos: são feixes de partículas produzidos por um eletrodo negativo (cátodo) de um tubo contendo gás comprimido. É resultado da ionização do gás e provocam luminosidade. Os raios catódicos são identificados no final do século passado por Willian Crookes. O tubo de raios catódicos é usado em osciloscópios e televisões.
- Raio X: são capazes se atravessar o corpo humano, durante a travessia, o feixe sofre certo enfraquecimento. Ele provoca a iluminação de certos sais minerais. O uso do raio X tem sido uma importante ferramenta de diagnóstico e terapia. Os raios X são absorvidos pelos ossos enquanto passam facilmente pelos outros tecidos. Em 1895 Wilhelm Konrad Von Röntgen descobre acidentalmente os raios X quando estudava válvulas de raios catódicos. Verificou que algo acontecia fora da válvula e fazia brilhar no escuro foco fluorescente. Eram raios capazes de impressionar chapas fotográficas através de papel preto. Produziam fotografias que revelavam moedas nos bolsos e os ossos das mãos. Estes raios desconhecidos são chamados simplesmente de “X”.
a. Malefícios e Benefícios
Ser atingido por radiação é algo sutil e impossível de ser percebido imediatamente, já que no momento do impacto não ocorre dor ou lesão visível. Bem diferente de ser atingido por uma bala de revólver, por exemplo, cujo efeito destrutivo é sentido e constatado na hora. A radiação ataca as células do corpo individualmente, fazendo com que os átomos que compõem as células sofram alterações em sua estrutura. As ligações químicas podem ser alteradas, afetando o funcionamento das células. Isso, por sua vez, provoca com o tempo consequências biológicas no funcionamento do organismo como um todo. Algumas consequências podem ser percebidas a curto prazo, outras a longo prazo. Às vezes vão apresentar problemas somente os descendentes (filhos e netos) da pessoa que sofreu alguma alteração genética induzida pela radioatividade.
O efeito biológico da radiação está relacionado com a propriedade de provocar ionização da matéria com a qual interage, isto é, com sua capacidade de arrancar elétrons da matéria, criando íons. A propriedade de provocar ionização, como já visto, é diferente para três tipos de radiação, com a seguinte ordem decrescente: alfa > beta > gama. Além disto, a natureza do tecido vivo que absorve a radiação também influi no efeito biológico observado. Quando expostos a mesma dose de radiação, o tecido ósseo absorve aproximadamente o dobro de energia absorvida por tecidos não ósseos.
Radiações de diferentes naturezas têm capacidades diferentes de lesar o mesmo tipo de matéria viva. A exposição de um ser humano a uma alta dose de radiação pode dar origem a inúmeros efeitos imediatos. A radioatividade está presente no nosso cotidiano de diversas maneiras. Na superfície terrestre pode ser detectada energia proveniente de raios cósmicos e da radiação solar ultravioleta; nas rochas, encontramos elementos radioativos, como o urânio-238, urânio-235, tório-232, rádio-226 e rádio-228; até mesmo em vegetais pode ser detectada a radioatividade: as batatas, por exemplo, contêm potássio-40. As plantas, o carbono-14; no nosso sangue e ossos encontram-se potássio-40, carbono-14 e rádio-226. Mas essa exposição pode ser por meio de materiais eletroeletrônicos (microondas, copiadoras), onde por efeitos elétricos o ar atmosférico e gases são ionizados pelas radiações tornando-se condutores de eletricidade, por exposição a materiais radioativos mal descartados, entre outros. Alguns efeitos à exposição aparecem abaixo:
- alteração do material genético das células reprodutivas (espermatozóide e óvulo), podendo causar doenças hereditárias nos filhos que indivíduo possa vir a gerar;
- em contato com o cérebro podem causar delírio, convulsões e morte;
- em contato com os olhos podem provocar catarata;
- em contato com a boca pode ocasionar úlceras bucais;
- em contato com o estômago e intestino provocam náuseas e vômitos, até infecções intestinais podendo levar à morte;
- danos à criança em gestação podem incluir retardo mental, particularmente se a exposição à radiação ocorrer no início da gravidez;
- em contato com a medula óssea podem conduzir a hemorragia ou comprometer o sistema imunológico;
- em contato com os vasos sangüíneos pode ocorrer ruptura dos mesmos levando à formação de hematomas.
- bomba atômica, entre outro.
A radioatividade, quando utilizada de forma controlada, pode trazer muitos benefícios para o homem. Hoje em dia ela é utilizada sob três formas básicas: uso da energia do núcleo do átomo, das radiações que têm a capacidade de atravessar a matéria e velar filmes, uso da capacidade em radioterapia ou esterilização de material médico, dentre outras utilizações citadas a seguir:
- aplicações em Geologia e arqueologia: determina a idade de rochas, fósseis, principalmente pelo C – 14;
- geração de energia elétrica através das usinas;
- estudo do método balístico;
- controle de qualidade;
- diagnóstico de doenças como câncer da tireóide, tumores dos olhos e câncer de pele, tumores cerebrais, obstrução do sistema circulatório;
- usada na medicina, radiologia, que estuda como se faz e interpreta a radiografia. As radiografias não afetam a saúde da pessoa irradiada devido ao curto espaço de tempo em que a pessoa é exposta à radiação e também que este não constitui um ato rotineiro. Mesmo assim, mulheres no primeiro trimestre de gravidez devem evitar a exposição de raio X.;
- outro uso na medicina nuclear que visa o diagnóstico, onde substâncias radioativas são injetadas pela veia do paciente, e, tempo depois este é colocado sob equipamentos que medem a radioatividade da droga injetada e que foi absorvida por certos órgãos do corpo. Assim é possível fazer um mapeamento de órgãos, dependendo do tipo de material injetado.;
- também existe a radioterapia que é destinada principalmente ao controle do câncer, uma vez que a radiação penetre no corpo e atinge tumores malignos, nela o paciente fica exposto mais tempo à radiação e uma alta dose é dirigida à região a ser tratada. A radioterapia tem como principal objetivo a agressão de tecidos do corpo humano, no caso os tumores.;
- na área industrial, utiliza-se a radiação para radiografar peças mecânicas, e com isso fazer um diagnostico de um defeito ou uma peça quebrada no interior de um equipamento;
- na indústria alimentícia utilizam-se radiações de alta energia, evitando que frutas se estraguem mais rapidamente ou brotem ramificações, e assim possam ser armazenadas por maiores períodos de tempo.
- a radiação, por atacar microorganismos, também é utilizada na este realização de materiais, entre outros.
- Infravermelho: radiação eletromagnética invisível, emitida por corpos aquecidos. Pode ser por meio de células fotoelétricas, possui muitas aplicações. Desde o aquecimento de interiores até o tratamento de doenças de pele e de músculos. Para produzir o infravermelho, em geral empregam-se lâmpadas de vapor de mercúrio a de filamento longo incandescente. A radiação infravermelha é usada para obter fotos de objetos distantes estrelas e nebulosas que são invisíveis com luz normal. Uma outra utilidade deste tipo de radiação é o uso nas fotografias infravermelhas, que são muito precisas. O infravermelho foi muito utilizado na II Guerra Mundial.
-Ultravioleta: produzida por descargas elétricas em tubos de gás. Cerca de 5% de energia mandada pelo Sol consiste nesta radiação, mas a maior parte da que incide sobre a Terra é filtrada pelo O e pelo ozônio na atmosfera, estes protegem a vida na terra. Esta radiação é impregnada principalmente em tubos fluorescentes, mas também em aplicações médicas que incluem lâmpadas germicidas, o tratamento do Raquitismo e doenças de pele, enriquecimento de leite e ovos com vitamina D. É dividida em três classes: UV-A, UV-B E UV-C. As ondas de menor período são as mais nocivas aos organismos vivos. A UV-A é mais perigosa e tem período entre 4000A (ângstrons) e 3150A. UV-B tem período entre 3150A e 2800A e causa queimaduras na pele.
- Raios catódicos: são feixes de partículas produzidos por um eletrodo negativo (cátodo) de um tubo contendo gás comprimido. É resultado da ionização do gás e provocam luminosidade. Os raios catódicos são identificados no final do século passado por Willian Crookes. O tubo de raios catódicos é usado em osciloscópios e televisões.
- Raio X: são capazes se atravessar o corpo humano, durante a travessia, o feixe sofre certo enfraquecimento. Ele provoca a iluminação de certos sais minerais. O uso do raio X tem sido uma importante ferramenta de diagnóstico e terapia. Os raios X são absorvidos pelos ossos enquanto passam facilmente pelos outros tecidos. Em 1895 Wilhelm Konrad Von Röntgen descobre acidentalmente os raios X quando estudava válvulas de raios catódicos. Verificou que algo acontecia fora da válvula e fazia brilhar no escuro foco fluorescente. Eram raios capazes de impressionar chapas fotográficas através de papel preto. Produziam fotografias que revelavam moedas nos bolsos e os ossos das mãos. Estes raios desconhecidos são chamados simplesmente de “X”.a. Malefícios e Benefícios
Ser atingido por radiação é algo sutil e impossível de ser percebido imediatamente, já que no momento do impacto não ocorre dor ou lesão visível. Bem diferente de ser atingido por uma bala de revólver, por exemplo, cujo efeito destrutivo é sentido e constatado na hora. A radiação ataca as células do corpo individualmente, fazendo com que os átomos que compõem as células sofram alterações em sua estrutura. As ligações químicas podem ser alteradas, afetando o funcionamento das células. Isso, por sua vez, provoca com o tempo consequências biológicas no funcionamento do organismo como um todo. Algumas consequências podem ser percebidas a curto prazo, outras a longo prazo. Às vezes vão apresentar problemas somente os descendentes (filhos e netos) da pessoa que sofreu alguma alteração genética induzida pela radioatividade.
O efeito biológico da radiação está relacionado com a propriedade de provocar ionização da matéria com a qual interage, isto é, com sua capacidade de arrancar elétrons da matéria, criando íons. A propriedade de provocar ionização, como já visto, é diferente para três tipos de radiação, com a seguinte ordem decrescente: alfa > beta > gama. Além disto, a natureza do tecido vivo que absorve a radiação também influi no efeito biológico observado. Quando expostos a mesma dose de radiação, o tecido ósseo absorve aproximadamente o dobro de energia absorvida por tecidos não ósseos.
Radiações de diferentes naturezas têm capacidades diferentes de lesar o mesmo tipo de matéria viva. A exposição de um ser humano a uma alta dose de radiação pode dar origem a inúmeros efeitos imediatos. A radioatividade está presente no nosso cotidiano de diversas maneiras. Na superfície terrestre pode ser detectada energia proveniente de raios cósmicos e da radiação solar ultravioleta; nas rochas, encontramos elementos radioativos, como o urânio-238, urânio-235, tório-232, rádio-226 e rádio-228; até mesmo em vegetais pode ser detectada a radioatividade: as batatas, por exemplo, contêm potássio-40. As plantas, o carbono-14; no nosso sangue e ossos encontram-se potássio-40, carbono-14 e rádio-226. Mas essa exposição pode ser por meio de materiais eletroeletrônicos (microondas, copiadoras), onde por efeitos elétricos o ar atmosférico e gases são ionizados pelas radiações tornando-se condutores de eletricidade, por exposição a materiais radioativos mal descartados, entre outros. Alguns efeitos à exposição aparecem abaixo:
- alteração do material genético das células reprodutivas (espermatozóide e óvulo), podendo causar doenças hereditárias nos filhos que indivíduo possa vir a gerar;
- em contato com o cérebro podem causar delírio, convulsões e morte;
- em contato com os olhos podem provocar catarata;
- em contato com a boca pode ocasionar úlceras bucais;
- em contato com o estômago e intestino provocam náuseas e vômitos, até infecções intestinais podendo levar à morte;
- danos à criança em gestação podem incluir retardo mental, particularmente se a exposição à radiação ocorrer no início da gravidez;
- em contato com a medula óssea podem conduzir a hemorragia ou comprometer o sistema imunológico;
- em contato com os vasos sangüíneos pode ocorrer ruptura dos mesmos levando à formação de hematomas.
- bomba atômica, entre outro.
A radioatividade, quando utilizada de forma controlada, pode trazer muitos benefícios para o homem. Hoje em dia ela é utilizada sob três formas básicas: uso da energia do núcleo do átomo, das radiações que têm a capacidade de atravessar a matéria e velar filmes, uso da capacidade em radioterapia ou esterilização de material médico, dentre outras utilizações citadas a seguir:
- aplicações em Geologia e arqueologia: determina a idade de rochas, fósseis, principalmente pelo C – 14;
- geração de energia elétrica através das usinas;
- estudo do método balístico;
- controle de qualidade;
- diagnóstico de doenças como câncer da tireóide, tumores dos olhos e câncer de pele, tumores cerebrais, obstrução do sistema circulatório;
- usada na medicina, radiologia, que estuda como se faz e interpreta a radiografia. As radiografias não afetam a saúde da pessoa irradiada devido ao curto espaço de tempo em que a pessoa é exposta à radiação e também que este não constitui um ato rotineiro. Mesmo assim, mulheres no primeiro trimestre de gravidez devem evitar a exposição de raio X.;
- outro uso na medicina nuclear que visa o diagnóstico, onde substâncias radioativas são injetadas pela veia do paciente, e, tempo depois este é colocado sob equipamentos que medem a radioatividade da droga injetada e que foi absorvida por certos órgãos do corpo. Assim é possível fazer um mapeamento de órgãos, dependendo do tipo de material injetado.;
- também existe a radioterapia que é destinada principalmente ao controle do câncer, uma vez que a radiação penetre no corpo e atinge tumores malignos, nela o paciente fica exposto mais tempo à radiação e uma alta dose é dirigida à região a ser tratada. A radioterapia tem como principal objetivo a agressão de tecidos do corpo humano, no caso os tumores.;
- na área industrial, utiliza-se a radiação para radiografar peças mecânicas, e com isso fazer um diagnostico de um defeito ou uma peça quebrada no interior de um equipamento;
- na indústria alimentícia utilizam-se radiações de alta energia, evitando que frutas se estraguem mais rapidamente ou brotem ramificações, e assim possam ser armazenadas por maiores períodos de tempo.
- a radiação, por atacar microorganismos, também é utilizada na este realização de materiais, entre outros.
Usinas
LINK para obtenção de uma imagem de usina em movimento.
A fissão do átomo de urânio é a principal técnica empregada para a geração de eletricidade em usinas nucleares. A fissão dos átomos de urânio dentro das varetas do elemento combustível aquece a água que passa pelo reator a uma temperatura de 320 graus Celsius. Para que não entre em ebulição – o que ocorreria normalmente aos 100 graus Celsius -, esta água é mantida sob uma pressão 157 vezes maior que a pressão atmosférica.
O gerador de vapor realiza uma troca de calor entre as águas deste primeiro circuito e a do circuito secundário, que são independentes entre si. Com essa troca de calor, a água do circuito secundário se transforma em vapor e movimenta a turbina - a uma velocidade de 1.800 rpm - que, por sua vez, aciona o gerador elétrico. Esse vapor, depois de mover a turbina, passa por um condensador, onde é refrigerado pela água do mar, trazida por um terceiro circuito independente. A existência desses três circuitos impede o contato da água que passa pelo reator com as demais. Uma usina nuclear oferece elevado grau de proteção, pois funciona com sistemas de segurança redundantes e independentes.
As usinas nucleares no Brasil repretam 1,2% de todas as usinas(hidro 86,4% e térmica 12,4%). Para atender as possíveis necessidades futuras, em 1972 foi iniciada a construção de Angra I, mas só em 1985 a usina entrou em operação. Em junho de 2006, Angra II seu reator entrou em fissão. Num horizonte de excassez de energia, a contribuição de AngraII tem sido significativa e ganha força a contrução da unidade III, que esta prevista a ser entre em 2013. Na construção de uma usina visa-se a proteção da população e do meio ambiente, por isso além de programas de segurança, testes periódicos de rotina garantem a proteção contra acidentes com liberação de radioatividade para o meio ambiente. A maior vantagem ambiental da geração elétrica através de usinas nucleares é a não utilização de combustíveis fósseis, evitando o lançamento na atmosfera dos gases responsáveis pelo aumento do aquecimento global e outros produtos tóxicos. Usinas nucleares ocupam áreas relativamente pequenas, podem ser instaladas próximas aos centros consumidores e não dependem de fatores climáticos, como chuva, vento para o seu funcionamento.
Um dos grandes problemas ambientais ocasionados pela usina nuclear é o lixo atômico. Trata-se dos resíduos que decorrem do funcionamento normal do reator: elementos radioativos que “sobram” e que não podem ser reutilizados ou que ficaram radioativos devido ao fato de entrarem em contato, de alguma forma, com o reator nuclear. Para se ter uma ideia, uma usina nuclear produz por ano, em média, um volume de lixo de ordem de 3m³. O suficiente para lotar um elevador residencial de um prédio de apartamentos. Normalmente se coloca esse “lixo atômico” em grossas caixas de concreto e outros materiais para em seguida jogá-las no mar ou enterrar em locais especiais. As condições de armazenamento desse lixo é algo sempre preocupante, pois essas caixas podem se desgastar com o tempo e abrir contaminando o meio ambiente.
A fissão do átomo de urânio é a principal técnica empregada para a geração de eletricidade em usinas nucleares. A fissão dos átomos de urânio dentro das varetas do elemento combustível aquece a água que passa pelo reator a uma temperatura de 320 graus Celsius. Para que não entre em ebulição – o que ocorreria normalmente aos 100 graus Celsius -, esta água é mantida sob uma pressão 157 vezes maior que a pressão atmosférica.
O gerador de vapor realiza uma troca de calor entre as águas deste primeiro circuito e a do circuito secundário, que são independentes entre si. Com essa troca de calor, a água do circuito secundário se transforma em vapor e movimenta a turbina - a uma velocidade de 1.800 rpm - que, por sua vez, aciona o gerador elétrico. Esse vapor, depois de mover a turbina, passa por um condensador, onde é refrigerado pela água do mar, trazida por um terceiro circuito independente. A existência desses três circuitos impede o contato da água que passa pelo reator com as demais. Uma usina nuclear oferece elevado grau de proteção, pois funciona com sistemas de segurança redundantes e independentes.
As usinas nucleares no Brasil repretam 1,2% de todas as usinas(hidro 86,4% e térmica 12,4%). Para atender as possíveis necessidades futuras, em 1972 foi iniciada a construção de Angra I, mas só em 1985 a usina entrou em operação. Em junho de 2006, Angra II seu reator entrou em fissão. Num horizonte de excassez de energia, a contribuição de AngraII tem sido significativa e ganha força a contrução da unidade III, que esta prevista a ser entre em 2013. Na construção de uma usina visa-se a proteção da população e do meio ambiente, por isso além de programas de segurança, testes periódicos de rotina garantem a proteção contra acidentes com liberação de radioatividade para o meio ambiente. A maior vantagem ambiental da geração elétrica através de usinas nucleares é a não utilização de combustíveis fósseis, evitando o lançamento na atmosfera dos gases responsáveis pelo aumento do aquecimento global e outros produtos tóxicos. Usinas nucleares ocupam áreas relativamente pequenas, podem ser instaladas próximas aos centros consumidores e não dependem de fatores climáticos, como chuva, vento para o seu funcionamento.Um dos grandes problemas ambientais ocasionados pela usina nuclear é o lixo atômico. Trata-se dos resíduos que decorrem do funcionamento normal do reator: elementos radioativos que “sobram” e que não podem ser reutilizados ou que ficaram radioativos devido ao fato de entrarem em contato, de alguma forma, com o reator nuclear. Para se ter uma ideia, uma usina nuclear produz por ano, em média, um volume de lixo de ordem de 3m³. O suficiente para lotar um elevador residencial de um prédio de apartamentos. Normalmente se coloca esse “lixo atômico” em grossas caixas de concreto e outros materiais para em seguida jogá-las no mar ou enterrar em locais especiais. As condições de armazenamento desse lixo é algo sempre preocupante, pois essas caixas podem se desgastar com o tempo e abrir contaminando o meio ambiente.
Fusão
Fusão Nuclear é o processo nos quais dois ou mais núcleos atômicos se juntam e formam um outro núcleo de maior número atômico. A fusão nuclear requer muita energia para acontecer, e geralmente liberta muito mais energia que consome. Quando ocorre com elementos mais leves que o ferro e o níquel, que possuem as maiores forças de coesão nuclear de todos os átomos, sendo, portanto mais estáveis ela geralmente liberta energia, e com elementos mais pesados ela consome. É a transmutação com união de dois núcleos, dando um único núcleo. É a transmutação da bomba de hidrogênio.
Até hoje início do século XXI, o homem ainda não conseguiu encontrar uma forma de controlar a fusão nuclear como acontece com a fissão. Existem diversos projetos em andamento ao redor do mundo, com a finalidade de obter o domínio da tecnologia de fusão nuclear para fins de geração controlada de energia elétrica, mas nenhum com encaminhamento definido. O Irã busca tecnologia para fusão nuclear, o secretário do país afirma que a fusão nuclear é o projeto futuro para a energia nuclear global e podem fornecer energia aos seres humanos durante os próximos sete mil anos. Por questões políticas, grande parte da comunidade internacional, acusam o regime iraniano de ocultar sob seu programa nuclear civil, outro de natureza clandestina e de aplicação militar, cujo objetivo seria a aquisição de armas atômicas.
O principal tipo de fusão que ocorre no interior das estrelas é o de Hidrogênio em Hélio, onde dois prótons se fundem em uma partícula alfa (um núcleo de hélio), liberando dois pósitrons, dois neutrinos e energia. Mas dentro desse processo ocorrem várias reações individuais, que variam de acordo com a massa da estrela. Para estrelas do tamanho do Sol ou menores, a cadeia próton-próton é a reação dominante. Utilizando a equação da teoria da relatividade de Aisntem E=mc2, calcula-se a energia liberada.
Fissão
Fissão Nuclear é a quebra do núcleo de um átomo instável em dois menores e mais leves, como por exemplo, após a colisão da partícula nêutron no mesmo. Esse processo pode ser rotineiramente observado em usinas nucleares e/ou em bombas atômicas. É a transmutação com divisão do núcleo, dando dois núcleos menores. É a transmutação da bomba atômica.
Em 1938, Otto Hanh, Lise Meitner e Fritz Strassmann comprovaram a presença de Ba-139 após o bombardeamento, com nêutrons, de uma placa de U-235. Esses átomos menores foram formados em divisões (fissões) dos núcleos pesados de urânio liberando uma quantidade enorme de energia. Com isto, outros cientistas executaram experimentos e constataram a "quebra" do núcleo do urânio através de nêutrons. Nessa quebra, vários produtos de fissão são possíveis, ou seja, temos diversas reações nucleares ocorrendo simultaneamente.
Em qualquer quebra são liberados nêutrons, que como desencadeantes da fissão provocam novas cisões nucleares. Essas reações em cadeia podem ser usadas na bomba atômica. A primeira bomba atômica foi detonada em uma região desértica do Novo México em 1945, comprovando-se sua incrível potência podendo ser usada em usinas nucleares.
Porém, suas conseqüências desastrosas se fizeram sentir em 6 de agosto de 1945. Nessa ocasião, contrariando a posição de um conjunto de cientistas, os Estados Unidos detonaram a bomba em Hiroshima e logo depois em Nagasaki (Japão). A bomba de Hiroshima ocasionou a morte de aproximadamente 70 000 pessoas e devastou completamente 9 quilômetros quadrados. Na bomba de Hiroshima foi usado o 235U e na de Nagasaki o 239Pu.
Entretanto, em qualquer dos casos há formação de novos elementos, os quais também podem ser radioativos. Devido aos efeitos nocivos das radiações, os habitantes de Hiroshima e Nagasaki foram vitimas de vários problemas de saúde. Houve inúmeros casos de crianças que nasceram defeituosas em conseqüência de alterações genéticas e muitos casos de leucemia, só para citar alguns exemplos. A bomba de Hiroshima tinha potência equivalente a 20 000 toneladas do explosivo químico TNT (trinitrotolueno) - 20 quilotons.
Acidentes
1. Maior acidente nuclear do mundo: CHERNOBYL
Em 26 de abril de 1986, ocorreu na Ucrânia o pior acidente nuclear da história. Causado por falha humana devido a um experimento perigoso, o acidente aconteceu com problemas em hastes de controle do reator que foram mal projetadas e por erros no manuseio da máquina. Dentre as consequências do acidente cita-se a poeira radioativa que tomou conta do local e a contaminação dos seres viventes da região.
Na madrugada do dia 26, a equipe responsável pelo plantão aproveitou o desligamento de rotina da unidade 4 para realizar um experimento que buscava verificar o que aconteceria com as bombas de resfriamento de houvesse interrupção de energia e a ativação dos geradores de emergência. As bombas de resfriamento assumem um importante papel em uma usina nuclear, pois consegue bloquear o aumento das temperaturas dos reatores, local que armazena o combustível nuclear, impedindo assim trágicas consequências.
Para tal experimento, a equipe desligou o sistema de segurança da unidade para evitar que houvesse interrupção de energia no reator e ainda reduziu a capacidade de energia do reator em 25%, o que motivou o acidente. A queda de energia foi maior do que a planejada, fazendo com que a equipe agisse rapidamente para reverter à situação. Porém, uma grande onda energética foi criada e o reator emergencial não funcionou para impedir a mesma.
O crescimento acelerado de energia fez com que os reatores recebessem energia em quantidade maior do que suportava, causando uma grande explosão de 2000°C de temperatura, o que impulsionou o incêndio do grafite existente que moderava os nêutrons no reator. O grafite por muitos dias permaneceu queimando, fazendo com que inúmeras tentativas de cessar fogo e impedir mais liberação de material radioativo fossem em vão. Não se sabe ao certo a quantidade de pessoas mortas em conseqüência do acidente e nem a quantidade de radiação liberada, pois as estatísticas das autoridades soviéticas foram distorcidas com o intuito de ocultar a real situação do problema.
Após o acidente foi construída uma estrutura de concreto e aço sobre o local acidentado e contaminado, o que recebeu o nome de sarcófago. O sarcófago tem a finalidade de impedir a liberação dos 95% do combustível nuclear ainda existente no local. Inclusive existe a Lei Chernobyl que estabelece as zonas de grau de contaminação e decide as áreas apropriadas para ocupação, mas isso não ocorre na realidade, pois muitas pessoas habitam regiões contaminadas. As principais consequências do acidentes foram:
• Lançamento de radiação à atmosfera de 3x109GBq
• 31 pessoas morreram (1 no dia e 30 em 3 meses)
• 200 feridas e 135.000 habitantes evacuados
• Todo animal tem traços de Sr - 90 nos ossos
• 2.6 milhões de pessoas vivem nas áreas contaminadas
• Ucrânia: 90.000 = crianças doses de 0,05 a 2,80 Sv na tireóide
• 9 milhões de pessoas afetadas
• Contaminação de 3.000 m3 de água
• Preocupações de contaminação de águas freáticas
• Gastos de USS 350 bilhões (1986-2000)
2. Césio 137 o maior acidente nuclear do Brasil
Em 13 de setembro de 1987 foi encontrado em Goiânia um aparelho de radioterapia abandonado que continha uma fonte de cloreto de césio do Instituto Goiano de Radioterapia. A cápsula com cloreto de césio foi aberta vendida a um ferro-velho. Atraídos pela luminescência do césio, adultos e crianças o manipularam e distribuíram entre parentes e amigos.
É o pior acidente radiológico da história, na opinião de Alfredo Tranjan Filho, coordenador do projeto e da construção do depósito definitivo, por ter ocorrido em um centro urbano. Causou a morte de quatro pessoas e a geração de 3.430 metros cúbicos de rejeitos radioativos (6 mil toneladas), não podendo, entretanto, ser confundido ou comparado com um acidente nuclear, como o de Chernobyl, cuja magnitude é muitas ordens de grandeza maior.
Nove anos após o acidente, Alfredo encara o episódio da contaminação do Césio-137 na capital de Goiás como um exemplo claro das diferenças entre os vários “brasis” que coexistem: um Brasil rico, com alternativas tecnológicas e bom nível educacional, e outro miserável, caracterizado pela ignorância, pela falta de informação.
3. Outros
- Em setembro de 1957, um vazamento de radioatividade na usina russa de tcheliabinski contamina 270 mil pessoas.
- Em dezembro de 1957, o superaquecimento de um tanque para resíduos nucleares causa uma explosão que libera compostos radioativos numa área de 23 mil km2. Mais de 30 pequenas comunidades, numa área de 1.200 km², foram riscadas do mapa na antiga União Soviética e 17.200 pessoas foram evacuadas. Um relatório de 1992 informava que 8.015 pessoas já haviam morrido ate aquele ano em decorrência dos efeitos do acidente.
- Em março de 1979, a usina americana de Three Mile Island, na Pensilvânia, quando a perda de uma máquina refrigerante fez parte do núcleo do reator derreter.
- Em julho de 1997, o reator nuclear de Angra II, no Brasil, é desligado por defeito numa válvula, mas aparentemente não causou nenhum dano. Segundo o físico Luiz Pinguelli Rosa, foi “um problema semelhante ao ocorrido na usina de Three Mile Island”, nos Estados Unidos, em 1979.
Em 26 de abril de 1986, ocorreu na Ucrânia o pior acidente nuclear da história. Causado por falha humana devido a um experimento perigoso, o acidente aconteceu com problemas em hastes de controle do reator que foram mal projetadas e por erros no manuseio da máquina. Dentre as consequências do acidente cita-se a poeira radioativa que tomou conta do local e a contaminação dos seres viventes da região.
Na madrugada do dia 26, a equipe responsável pelo plantão aproveitou o desligamento de rotina da unidade 4 para realizar um experimento que buscava verificar o que aconteceria com as bombas de resfriamento de houvesse interrupção de energia e a ativação dos geradores de emergência. As bombas de resfriamento assumem um importante papel em uma usina nuclear, pois consegue bloquear o aumento das temperaturas dos reatores, local que armazena o combustível nuclear, impedindo assim trágicas consequências.
Para tal experimento, a equipe desligou o sistema de segurança da unidade para evitar que houvesse interrupção de energia no reator e ainda reduziu a capacidade de energia do reator em 25%, o que motivou o acidente. A queda de energia foi maior do que a planejada, fazendo com que a equipe agisse rapidamente para reverter à situação. Porém, uma grande onda energética foi criada e o reator emergencial não funcionou para impedir a mesma.
O crescimento acelerado de energia fez com que os reatores recebessem energia em quantidade maior do que suportava, causando uma grande explosão de 2000°C de temperatura, o que impulsionou o incêndio do grafite existente que moderava os nêutrons no reator. O grafite por muitos dias permaneceu queimando, fazendo com que inúmeras tentativas de cessar fogo e impedir mais liberação de material radioativo fossem em vão. Não se sabe ao certo a quantidade de pessoas mortas em conseqüência do acidente e nem a quantidade de radiação liberada, pois as estatísticas das autoridades soviéticas foram distorcidas com o intuito de ocultar a real situação do problema.
Após o acidente foi construída uma estrutura de concreto e aço sobre o local acidentado e contaminado, o que recebeu o nome de sarcófago. O sarcófago tem a finalidade de impedir a liberação dos 95% do combustível nuclear ainda existente no local. Inclusive existe a Lei Chernobyl que estabelece as zonas de grau de contaminação e decide as áreas apropriadas para ocupação, mas isso não ocorre na realidade, pois muitas pessoas habitam regiões contaminadas. As principais consequências do acidentes foram:
• Lançamento de radiação à atmosfera de 3x109GBq
• 31 pessoas morreram (1 no dia e 30 em 3 meses)
• 200 feridas e 135.000 habitantes evacuados
• Todo animal tem traços de Sr - 90 nos ossos
• 2.6 milhões de pessoas vivem nas áreas contaminadas
• Ucrânia: 90.000 = crianças doses de 0,05 a 2,80 Sv na tireóide
• 9 milhões de pessoas afetadas
• Contaminação de 3.000 m3 de água
• Preocupações de contaminação de águas freáticas
• Gastos de USS 350 bilhões (1986-2000)
2. Césio 137 o maior acidente nuclear do Brasil
Em 13 de setembro de 1987 foi encontrado em Goiânia um aparelho de radioterapia abandonado que continha uma fonte de cloreto de césio do Instituto Goiano de Radioterapia. A cápsula com cloreto de césio foi aberta vendida a um ferro-velho. Atraídos pela luminescência do césio, adultos e crianças o manipularam e distribuíram entre parentes e amigos.
É o pior acidente radiológico da história, na opinião de Alfredo Tranjan Filho, coordenador do projeto e da construção do depósito definitivo, por ter ocorrido em um centro urbano. Causou a morte de quatro pessoas e a geração de 3.430 metros cúbicos de rejeitos radioativos (6 mil toneladas), não podendo, entretanto, ser confundido ou comparado com um acidente nuclear, como o de Chernobyl, cuja magnitude é muitas ordens de grandeza maior.
Nove anos após o acidente, Alfredo encara o episódio da contaminação do Césio-137 na capital de Goiás como um exemplo claro das diferenças entre os vários “brasis” que coexistem: um Brasil rico, com alternativas tecnológicas e bom nível educacional, e outro miserável, caracterizado pela ignorância, pela falta de informação.
3. Outros
- Em setembro de 1957, um vazamento de radioatividade na usina russa de tcheliabinski contamina 270 mil pessoas.
- Em dezembro de 1957, o superaquecimento de um tanque para resíduos nucleares causa uma explosão que libera compostos radioativos numa área de 23 mil km2. Mais de 30 pequenas comunidades, numa área de 1.200 km², foram riscadas do mapa na antiga União Soviética e 17.200 pessoas foram evacuadas. Um relatório de 1992 informava que 8.015 pessoas já haviam morrido ate aquele ano em decorrência dos efeitos do acidente.
- Em março de 1979, a usina americana de Three Mile Island, na Pensilvânia, quando a perda de uma máquina refrigerante fez parte do núcleo do reator derreter.
- Em julho de 1997, o reator nuclear de Angra II, no Brasil, é desligado por defeito numa válvula, mas aparentemente não causou nenhum dano. Segundo o físico Luiz Pinguelli Rosa, foi “um problema semelhante ao ocorrido na usina de Three Mile Island”, nos Estados Unidos, em 1979.
Curiosidades
1. A ação destrutiva de uma bomba atômica pode ser descrita em 5 etapas:
- O início da explosão de uma bomba atômica corresponde ao início da reação em cadeia que ocorre em pleno ar. A bomba é lançada normalmente à ordem de milhões de graus Celsius.
- Após 0,0001 segundos, a massa gasosa que transformou a bomba emite elevadas quantidades alfa e raios ultravioletas, além de outras radiações eletromagnéticas, cuja luminosidade pode destruir a retina e cegar as pessoas que a olharem diretamente.
- Entre 0,0001 e 6 segundos, a radiação já foi totalmente absorvida pelo ar ao redor, que se transforma numa enorme bola de fogo, cuja expansão provoca a destruição de todos os materiais inflamáveis num raio médio de 1 quilometro, assim como queimaduras de 1°,2° e 3°s graus.
- Após 6 segundos, a esfera de fogo atinge o solo iniciando uma onda de choques e devastação que propaga através de um deslocamento de ar comparável a um furacão com ventos de 200 a 400 Km/h.
-Após 2 minutos, a esfera de fogo já se transformou completamente num cogumelo que vai atingir a estratosfera. As partículas radioativas se espalham pela estratosfera levadas pelos fortes ventos e acabam se precipitando em diversos pontos da Terra durante muitos anos.
2. Contador Geiger
O contador Geiger é um aparelho que permite detectar a contaminação por material radioativo. O contador é colocado próximo ao corpo da pessoa e a radiação emitida é medida.
3. Risco dos reatores nucleares
Os reatores nucleares são projetados para terem segurança, quanto à temperatura e a formação de bolhas de vapor no seu núcleo, se a temperatura sobe, o reator perde taxa de reatividade (taxa de fissões diminui), assim se torna praticamente autocontrolável. As barras de controle quando totalmente acionadas são suficientes para impedir a reação em cadeia. O acidente nuclear se dá devido à falta de refrigeração no núcleo, liberando os produtos de fissão na forma gasosa ou no exterior do combustível no caso dos reatores PWR (do tipo dos de Angra) dificilmente atingirão de forma grosseira o meio exterior, devido a integridade dos seus vasos de pressão, das blindagens biológicas e da grossa contenção de concreto e de aço.
4. Quantidade de radiação
A exposição à radiação é absorvida em diferentes quantidades, por exemplo, 1g de água absorve aproximadamente 90 x 10-7 J de energia de uma radiação, já 1g de tecido não ósseo absorve aproximadamente 90 x 10-7 J de energia de uma radiação e, 1g de tecido ósseo absorve uma quantidade muito maior de energia da mesma radiação.
- O início da explosão de uma bomba atômica corresponde ao início da reação em cadeia que ocorre em pleno ar. A bomba é lançada normalmente à ordem de milhões de graus Celsius.
- Após 0,0001 segundos, a massa gasosa que transformou a bomba emite elevadas quantidades alfa e raios ultravioletas, além de outras radiações eletromagnéticas, cuja luminosidade pode destruir a retina e cegar as pessoas que a olharem diretamente.
- Entre 0,0001 e 6 segundos, a radiação já foi totalmente absorvida pelo ar ao redor, que se transforma numa enorme bola de fogo, cuja expansão provoca a destruição de todos os materiais inflamáveis num raio médio de 1 quilometro, assim como queimaduras de 1°,2° e 3°s graus.
- Após 6 segundos, a esfera de fogo atinge o solo iniciando uma onda de choques e devastação que propaga através de um deslocamento de ar comparável a um furacão com ventos de 200 a 400 Km/h.
-Após 2 minutos, a esfera de fogo já se transformou completamente num cogumelo que vai atingir a estratosfera. As partículas radioativas se espalham pela estratosfera levadas pelos fortes ventos e acabam se precipitando em diversos pontos da Terra durante muitos anos.
2. Contador Geiger
O contador Geiger é um aparelho que permite detectar a contaminação por material radioativo. O contador é colocado próximo ao corpo da pessoa e a radiação emitida é medida.
3. Risco dos reatores nucleares
Os reatores nucleares são projetados para terem segurança, quanto à temperatura e a formação de bolhas de vapor no seu núcleo, se a temperatura sobe, o reator perde taxa de reatividade (taxa de fissões diminui), assim se torna praticamente autocontrolável. As barras de controle quando totalmente acionadas são suficientes para impedir a reação em cadeia. O acidente nuclear se dá devido à falta de refrigeração no núcleo, liberando os produtos de fissão na forma gasosa ou no exterior do combustível no caso dos reatores PWR (do tipo dos de Angra) dificilmente atingirão de forma grosseira o meio exterior, devido a integridade dos seus vasos de pressão, das blindagens biológicas e da grossa contenção de concreto e de aço.
4. Quantidade de radiação
A exposição à radiação é absorvida em diferentes quantidades, por exemplo, 1g de água absorve aproximadamente 90 x 10-7 J de energia de uma radiação, já 1g de tecido não ósseo absorve aproximadamente 90 x 10-7 J de energia de uma radiação e, 1g de tecido ósseo absorve uma quantidade muito maior de energia da mesma radiação.
Fique por dentro!
A mina de Caetité, no interior da Bahia, quebrou o recorde de extração de urânio em setembro. Foram 51 toneladas produzidas, cinco a mais que a antiga marca atingida em maio último. A expectativa é de que até dezembro a produção anual também seja superada. Faltam cerca de 46 toneladas para chegar à marca de 400 toneladas extraídas em 2008.Segundo o presidente do Conselho Nacional de Energia Nuclear (Cnen/MCT), Odair Gonçalves, o Programa Nuclear Brasileiro (PNB) avança em um ótimo ritmo. "Estamos investindo muito na exploração do urânio e também em tecnologias para que o Brasil se torne autossuficiente em produção e enriquecimento até 2014".
Hoje, duas etapas do ciclo do combustível nuclear ainda não são feitas em território nacional. “O minério extraído passa por um novo processo de lixiviação com altas doses de ácido sulfúrico, em seguida é transformado em espécie de bolo amarelo, chamado de yellowcake” (Professora Helena Cristina - CETA) e depois é enviado ao Canadá, onde é dissolvido e convertido para o estado gasoso, depois segue para a Europa para ser enriquecido e retornar ao Brasil.Apesar de ser desenvolvido por mão-de-obra estrangeira, o Brasil detém a tecnologia para o ciclo do combustível nuclear, mas faltam equipamentos para atender a demanda industrial. "É um processo que sabemos e podemos executar, mas ainda não é rentável ao País", explica Gonçalves.
A Fábrica de Combustível Nuclear (FCN), em Resende (RJ), conta com dois conjuntos de centrífugas, conhecidos como cascatas, para enriquecer o urânio. A terceira cascata deve entrar em funcionamento em final de janeiro de 2010. Todas as cascatas de enriquecimento foram construídas pela Marinha do Brasil. A extração anual de urânio no Brasil ainda não alcança escala industrial. O volume produzido na mina de Caetité é suficiente para atender a demanda de Angra 1 e 2. O Programa Nuclear Brasileiro propõe que até 2030 de quatro a oito usinas nucleares, além de Angra 1, 2, e 3, sejam construídas.
Em Caetité, diversos programas ambientais e sociais estão em andamento para diminuir os impactos da extração. Há uma série de ações como a manutenção de um horto florestal com viveiro de mudas nativas e medicinais e reflorestamento. Uma área de 800 hectares está em fase de recomposição - a previsão é a de que sejam plantados cinco milhões de mudas nativas da região. Além disso, os alunos de escolas da região participam de programas de educação ambiental, apoio à reciclagem e aproveitamento de materiais alternativos.
Conclusão
Conclui-se então com esse trabalho, que apesar da radioatividade estar presente de diversas formas no nosso cotidiano, muitas pessoas não têm conhecimento do que se trata, com isso é necessária uma maior divulgação sobre a mesma, pois através desta muitos acidentes podem ser evitados. Esta consciência deve partir dos líderes governamentais, pois hoje muitos governos vêm utilizando a radioatividade de forma indevida, gerando conflitos mundiais e comprometendo a vida da população. Utilizando a radioatividade de maneira consciente e saudável, podem-se adquirir muitos benefícios, por exemplo, combater doenças como o câncer através de vários métodos usados na medicina, auxiliar na indústria alimentícia, na agricultura, entre outros.
Bibliografia
• www.biodieselbr.com/energia/nuclear/radiacao-radioatividade.htm
• www.brasilescola.com/quimica/radioatividade.htm
• www.cnen.gov.br/ensino/radioatividade.asp
• www.cnen.gov.br/ensino/apostilas/radio.pdf
• www.eletronuclear.gov.br/tecnologia/index.php?idSecao=2&idCategoria=19
• www.fisica.net/quimica/resumo6.htm
• www.fiocruz.br/biosseguranca/Bis/lab_virtual/radiacao
• g1.globo.com/Noticias/Mundo
• www.if.ufrj.br/teaching/radioatividade/fnebomba.html
• www.mundodoquimico.hpg.ig.com.br/radioatividade.htm
• www.portalimpacto.com.br/docs/ThomasVestF3Aula24.pdf
• www.sofi.com.br/node/709
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• www.eletronuclear.gov.br/tecnologia/index.php?idSecao=2&idCategoria=19
• www.fisica.net/quimica/resumo6.htm
• www.fiocruz.br/biosseguranca/Bis/lab_virtual/radiacao
• g1.globo.com/Noticias/Mundo
• www.if.ufrj.br/teaching/radioatividade/fnebomba.html
• www.mundodoquimico.hpg.ig.com.br/radioatividade.htm
• www.portalimpacto.com.br/docs/ThomasVestF3Aula24.pdf
• www.sofi.com.br/node/709
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