A radiação ionizante é bastante útil nomeadamente em área como a medicina, a indústria (agrícola, farmacêutica, engenharias e máquinas) e o estudo/investigação (como é o caso da arqueologia ou da produção de energia nuclear e aceleradores de partículas).
Fig1.Aplicações
Medicina (Nuclear)
Neste sector, o uso de radioactividade prende-se com a esterilização de ferramentas médicas e em especial com o tratamento do cancro, em particular, e também com o diagnóstico de doenças/problemas de saúde.
1) O raio X
Com este é possível diagnosticar doenças já que quando o paciente é exposto à radiação os diferentes tecidos, densidades e texturas fazem uma diferente absorção da radiação (ex. como os ossos são mais densos, absorvem mais radiação). Essa diferente absorção é depois projectada numa imagem.
Quanto aos tecidos pouco densos, estes são observáveis com a introdução prévia de um "contraste", por exemplo quando se quer visualizar o sistema digestivo o paciente ingere sal de bário e este elemento absorve os raios X, tal como os ossos.Um exemplo do de raios X destes é a mamografia, exame este através do qual usando raios X se tira uma fotografia ao peito, e nessa imagem é depois visível os tecidos adiposo e gladular bem como qualquer indício de cancro, possibilitando o diagnóstico precoce.
Não é invasiva.
2) Os marcadores
Fig2.Raio X
2) Os marcadores
Hidrogénio-3 (Trítio): este elemento é usado para saber qual a quantidade de água no corpo
Carbono-11: permite saber o caminho da glucose
Carbono-14: serve para fazer ensaios de radioimunidade
Sódio-24: este elemento é injectado na corrente sanguínea do paciente com vista a detectar qualquer anomalia e/ou obstrução na sistema circulatório, já que segue essa trajectória
Ferro-59: detecta problemas das juntas ósseas e possibilita o dianóstico de anemia
Gálio-67: percorre o corpo possibilitando o diagnóstico de tumores
Iodo-131: este elemento é injectado acima da tiróide e pela medição da radioactividade logo acima dessa glândula verifica-se a velocidade de absorção de iodo, se essa velocidade é normal a tiróide tem um bom funcionamento; permite dignosticar cancro e trata o hipertiroidismo
Iodo-123: este é usado para visualizar o cérebro.
Fósforo-32: é usado para detectar tumores oculares ou pós-cirurgicos e cancro de pele
Kriptón-81: é usado para saber sobre o funcionamento dos pulmões
Estrôncio-85: permite diagnosticar doenças ósseas e cancro
Mercúrio-197: permite verificar anomalias ou problemas renais
Cromo-51: permite saber qual o tamanho e forma da baço e detectar desordens gastrointestinais
Cobalto-60: permite tratamento cancro
Selénio-75: entra no pâncreas e permite saber de qualquer anomalia
Tecnécio-99: é injectado ou ingerido e permite obter imagens do coração, fígado,
pulmões, rins, cérebro, músculos, etc, detectando os raios γ emitidos por esse elemento.
Não é invasiva.
3) PET- Tomografia por emissão de positrões
É injectado no paciente um radioisótopo que emite positrões, estes por sua vez anulam-se com os electrões e transformam-se em fotões gama. Estes fotões são detectados e revelados numa imagem e permitem detectar doenças ou alterações nos órgãos na fase inicial de uma doença.O radioisótopo tem de ter um tempo de decaimento curto, para que não permaneça no organismo e o prejudique, e esse pode ser por exemplo o carbono-11 e com a PET vai permitir obter uma imagem do cérebro e traçar o caminho da glucose, por exemplo.
Existem poucas clínicas com PET, pois para o uso destas são essenciais radioisótopo de meia-vida curta fabricados, o que só acontece perto de aceleradores de partículas.
Não é invasiva. Fig3. PET
Não é invasiva. Fig3. PET
4)SPECT- Tomografia computadorizada por emissão de fotão único
É semelhante à PET, o que as diferencia é que os isótopos radioactivos têm tempos de decaimento mais longos e os raios gama emitidos são simples (na PET são duplos).
Como esta não precisa de estar perto de um acelerados de partícula é mais acessível, mas se por um lado é mais barata por outro não é tão detalhada quanto a PET.
Não é invasiva.
5) Imagem cardiovascular
O uso de isótopos radioativos tem a função de mostrar o caminho do sangue, e após a ingestão desses o paciente é filmado com uma câmara que detecta os raios gama emitidos, e através dessas é possível ver as mudanças do fluxo sanguíneo (como por vezes se usa para o teste do stress, em que o radioisótopo é o tálio e o fluxo do paciente é comparado quando este está em repouso e em exercício)
É útil para detectar artérias ou vasos capilares obstruídos no coração e outros tecidos.
Não é invasiva.
6) Varredura óssea
6) Varredura óssea
Começa-se por injectar metilenodifosfonato marcado com tecnécio e este vai acumular-se nos ossos.
Aí, terá maior acumulação nas áreas de alta actividade metabólica (tumores têm essa actividade alta). Uma imagem é gerada a partir dessa acumulação que mostrará as zonas brilhantes onde pode estar um tumor.
Não é invasiva.
7) RNMF- Ressonancia Nuclear Magnética Funcional
Baseia-se na conhecida Ressonânca Magnética e permite obter imagens 3D do corpo e tecidos, e por isso descobrir anomalias e diagnosticar doenças (como as cerebrais). É uma máquina muita avançada que permite ainda que os médicos saibam como o nosso cérebro funciona, o que pensamos e sentimos, através das mudanças do fluxo sanguíneo já que esta é capazde o seguir e capturar.
Não é invasiva.
8) Radioterapia
Este consiste numa forma de tratamento segundo a qual o doente é exposto a uma dose de radiação gama, raios X ou electões, a qual elimina tumores malignos pela destruição de células cancerígenas, evitando a proliferação das mesmas e o avanço da doença.
Se o tumor é alcançável e localizado usam-se cabos ou ampolas radioativas na região, se é profundo ou situado em locais inoperáveis usam-se raios X de alta intensidade.
O problema que surge é que as células normais que se reproduzem podem ser afectadas pela radiação o que conduz a queda de cabelo e náuseas, por exemplo.
É invasiva.
Indústria
Farmacêutica: Neste sector, aplica-se a radioactividade especialmente no controlo de produtos e da sua qualidade e na esterilização de materiais, como seringas, luvas cirúrgicas, gaze e material farmacêutico descartável, já que as temperaturas para a espterilização seriam muito altas e danificariam os objectos.
Fig4. Esterilização
Engenharia e máquinas: Neste sector a radioactividade é usada para controlo de qualidade, tome-se como exemplo os aviões ou os fabricantes de válvulas, os quais usam radioisótopos para fazer revisões e medições das partes metálicas (juntas e soldas, especialmente das que são sujeitas a maior esforço), através das gamagrafias, que captam numa imagem as radiação gama emitidas no decaimento mostrando anomalias e defeitos.
Fig5.Manutenção de avião
- Para ambas as áreas descritas (farmacêutica e engenharia/máquinas), no que diz respeito ao controlo de qualidade, este faz-se através de gamagrafias: faz-se incidir sobre o produto radiação que transmite raios gama e estes por sua vez imprimem uma imagem numa placa metálica que expõe toda a estrutura interna das peças.
Por exemplo, saber qual é a semente ideal a plantar num certo terreno de modo a obter boas colheitas faz-se através da exposição das sementes às radiações de alguns isótopos.
Fig6. Conservação de cebolas
Estudo e investigação
Arqueologia: Nesta área procura estudar-se o decaimento de radioisótopos para conhecer a sua meia-vida e deste modo datar fósseis, artefactos e rochas e saber a idade de estratos e mesmo da Terra.
Assim isótopos de meia-vida grande permitem saber a idade de rochas antigas, e isótopos de meia-vida mais curta permitem saber a idade de rochas recentes e de materiais inorgânicos com carbono, como pedaços de
carvão.
Fig7.Determinar idade
Campo científico:A investigação não se fica pelo campo da arqueologia sendo que aposta fortemente no uso desta radiação na vertente da energia nuclear (por processos de fusão e fissão que permitem obter energia) e dos aceleradores de partículas (que permitem fazer chocar átomos), sendo que estes contribuem para o avanço do conhecimento sobre a estrutura da matéria.
Fontes das imagens:
1- http://www.profpc.com.br/2002-21-133-10-i008.jpg
2-http://bacaninha.uol.com.br/home/secoes/charges/2002/07/raiox_do_homer/raiox_bacaninha.jpg
3- http://www.einstein.br/PublishingImages/Medicina-Diagnostica-tomografo_320_detectores-342x230.jpg
4-http://www.google.pt/imgres?imgurl=http://www.nteditorial.com.br/revista/uploads/Materias/esterilizacao_controle117_figura1.jpg&imgrefurl=http://www.nteditorial.com.br/revista/Materias/%3FRevistaID1%3D2%26Edicao%3D105%26id%3D1037&usg=__mNR_ukmqLtAiEMrhuj2R6UVrP2w=&h=326&w=500&sz=49&hl=pt-PT&start=7&um=1&itbs=1&tbnid=6-8ChQ8g3SY6bM:&tbnh=85&tbnw=130&prev=/images%3Fq%3Desteriliza%25C3%25A7%25C3%25A3o%2Bradia%25C3%25A7%25C3%25A3o%26um%3D1%26hl%3Dpt-PT%26sa%3DX%26tbs%3Disch:1
5- http://www.ced.ufsc.br/men5185/trabalhos/A2005_outros/34_gamagrafia/gamagr9.jpg
6- http://www.cena.usp.br/irradiacao/cebola.jpg
7- http://biogilde.files.wordpress.com/2008/11/datacao_absoluta_mp.png
Nota: imagens sem referência bibliográfica foram feitas no Paint.
