Característica dos Radioisótopos

(EM13CNT103) Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.

Podemos definir a radioatividade como o fenômeno de desintegração espontânea do núcleo atômico de determinados elementos com a emissão de partículas ou radiação.

Podemos encontrar isótopos radioativos em pequenas concentrações em alimentos como o potássio-40, na banana, o radônio-226, nas raízes da batata, carbono-14, nos tecidos vivos de animais, plantas e do homem, o radônio-222, em alguns tipos de água mineral, e o urânio-238, em algumas rochas, dentre outros.

Os isótopos radioativos podem ser utilizados na medicina, seja na obtenção de imagens, ou no tratamento de doenças, porém sua utilização é muito mais ampla, como em equipamentos de uso cotidiano, no ambiente, na indústria, na agricultura e na geração de energia elétrica.

As principais diferenças entre as emissões radioativas

Partículas / Ondas: Alfa 

Velocidade e massa: Devido a sua composição, apresenta a maior massa e menor velocidade em comparação com as demais. 

Constituição: Constituídas por prótons e nêutrons. 

Penetrabilidade: Baixa, podendo ser barrada por uma folha de papel, roupa e até a pele. 

Riscos ao ser humano a partir de exposição externa: Baixo risco, considerando a exposição externa. 

Partículas / Ondas: Beta 

Velocidade e massa: Como é formada por elétrons, é cerca de 7 mil vezes mais leve que a partícula alfa, sendo ainda muito mais rápida, podendo chegar próxima à velocidade da luz. 

Constituição: Constituídas por elétrons. 

Penetrabilidade: Média, ultrapassando as barreiras mencionadas anteriormente, podendo ultrapassar até uma folha de alumínio de 1 mm. 

Riscos ao ser humano a partir de exposição externa: Risco moderado, podem penetrar até 2cm e ionizar moléculas, gerando radicais livres. 

Partículas / Ondas: Gama 

Velocidade e massa: Apresentam massa nula. E apresentam no vácuo o valor da velocidade da luz. 

Constituição: Constituídas por ondas eletromagnéticas. 

Penetrabilidade: Alto, os raios Gama são mais penetrantes que os Raios X. Podem ser detidos por uma chapa de aproximadamente 20cm de aço ou 5cm de chumbo. 

Riscos ao ser humano a partir de exposição externa: Alto. Atravessa completamente o corpo humano, causando danos irreparáveis como alteração na estrutura do DNA.

Organização dos radioisótopos naturais na tabela periódica

Considerando os radioisótopos naturais, podemos considerar que majoritariamente são elementos pesados, possuindo número atômico superior a 82, que corresponde ao chumbo. Porém, grande parte dos elementos químicos possuem ao menos um isótopo radioativo, como o césio-137, produzido pela fissão nuclear espontânea ou induzida de vários radionuclídeos pesados como o urânio-233.

A evolução da Medicina

A evolução da Medicina foi fundamental para o avanço da sociedade. Sem algumas descobertas e inovações, provavelmente não estaríamos onde estamos hoje. Dentre as inovações, podemos destacar os radiofármacos, que são essenciais para o diagnóstico e tratamento de algumas doenças.

Os radioisótopos e a medicina nuclear são fundamentais para cintilografia do corpo, fígado, ossos, coração e tireoide. Facilita o diagnóstico de forma precisa e não invasiva: o isótopo radioativo emite energia, cujo seu valor é lido por uma câmera cintilográfica e convertida em imagem para o diagnóstico. Além disso, são utilizados no tratamento de doenças como hipotireoidismo e hipertireoidismo e em tumores cancerígenos. Nesses casos, a utilização dos radiofármacos apresentam os benefícios de agirem diretamente no tumor, órgão ou glândula. 

Os radiofármacos são medicamentos que contêm componentes radioativos, e são utilizados para o benefício da saúde, mas o seu mau uso pode ser prejudicial. 

Outro fator importante é que o decaimento, tempo de meia-vida e séries radioativas, pode contribuir para a compreensão da obtenção e utilização de determinados isótopos radioativos em determinados tratamentos e diagnósticos, como no caso do Tecnécio 99 (Tc-99), obtido a partir do decaimento radioativo do radioisótopo molibdênio-99, sendo amplamente utilizado na produção de radiofármacos com finalidades diagnósticas, devido sua curta meia-vida de 6 horas, suficiente para o acúmulo temporário no órgão em questão e para não permanência prolongada no organismo

Fonte:

Currículo em Ação - Ciências da Natureza e suas Tecnologias

https://efape.educacao.sp.gov.br/curriculopaulista/wp-content/uploads/2022/01/EM_PR_CNT_2%C2%AAs%C3%A9rie_Vers%C3%A3o_Preliminar_24-01.pdf

Radioisótopos

Habilidades: Conceituar isótopos. Identificar a utilização do isótopo carbono-14 para a datação de fósseis. (EM13CNT103) Utilizar o conhecimento sobre as radiações e suas origens para avaliar as potencialidades  e os riscos de sua aplicação em equipamentos de uso cotidiano, na saúde, no ambiente, na indústria,  na agricultura e na geração de energia elétrica.

Dizemos que um elemento é um isótopo de outro elemento quando seus átomos possuem o mesmo número de prótons, mas diferente número de nêutrons. Muitos isótopos apresentam uma importante característica: são capazes de emitir algum tipo de radiação, sendo, por isso, chamados de isótopos radioativos ou radioisótopos. 

Os átomos dos isótopos radioativos são muitos instáveis: seus núcleos liberam radiações e partículas eletromagnéticas de alta energia, convertendo-se em novos elementos. Esse fenômeno ocorre naturalmente e é denominado decaimento radioativo ou reação de transmutação ou, ainda, reação de desintegração radioativa. O carbono 14 (14C), um isótopo do radioativo do carbono (12C), decai para nitrogênio 14 (14N), forma mais estável do nitrogênio que não emite radiação. 

O decaimento radioativo de isótopos é um parâmetro muito importante na determinação do tempo, por isso, é chamado de “relógio geológico”. Isso se deve a uma propriedade dos radioisótopos chamada meia vida, que é o período de tempo necessário para que metade dos seus átomos sofra decaimento radioativo. 

A meia vida varia muito de um isótopo para outro, alguns decaem em milhões de anos, outros o fazem em milésimos de segundos. A meia vida do carbono 14, por exemplo, é de 5.730 anos, ou seja, a cada período de 5.730 anos, metade dos seus átomos presentes numa atmosfera decai para nitrogênio 14. O urânio 235 tem meia vida de 700 milhões de anos, enquanto o potássio 40 sofre decaimento dentro de 1,3 milhões de anos e o césio 137, em 30 anos. 

Através da meia vida de isótopos radioativos, é possível calcular precisamente a idade de fósseis e rochas sedimentares que os contenham. Devido a isso, o carbono 14 é muito utilizado na datação de ossos, sedimentos orgânicos, madeira e tudo o que provenha de matéria viva com menos de 50 mil anos; enquanto isótopos de meia vida mais longa são utilizados para datar fósseis mais antigos. 

Além da datação de fósseis e rochas, os isótopos radioativos têm uma gama de aplicações práticas: 

Na Medicina, são utilizados no estudo, diagnóstico e tratamento de diversas doenças. O iodo 131 é usado no mapeamento da tireoide; o cromo 51, no estudo das hemácias; o tálio 201, no diagnóstico de distúrbios cardíacos, o mercúrio 197, no estudo de tumores cerebrais, o cobalto 60, na destruição de células cancerosas, entre muitos outros. 

Na Agricultura, os isótopos radioativos são aplicados aos adubos e fertilizantes a fim de estudar a capacidade de absorção desses compostos pelas plantas. 

No ramo industrial, tais elementos são utilizados na conservação de alimentos, no estudo da depreciação de materiais, na esterilização de objetos cirúrgicos, na detecção de vazamentos em oleodutos, etc. 

Embora possuam diversas utilizações, os isótopos radioativos também apresentam riscos às pessoas e ao meio ambiente. Em 1987, a cidade de Goiânia (GO) foi o cenário de um grave acidente envolvendo material radioativo. Um aparelho de radioterapia foi desmontado e cápsulas de césio 137 contidas nesse equipamento foram manipuladas e até quebradas, espalhando a substância. Algumas pessoas morreram devido à contaminação por césio 137; e outras foram expostas a doses moderadas, porém, suficientes para aumentar exponencialmente o risco de desenvolver doenças como o câncer.

Fonte:

https://www.infoescola.com/quimica/isotopos-radioativos/