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Área de Projecto – Radioactividade Ambiental

Escola Secundária Quinta das Flores

Ano Lectivo 2007/2008

Trabalho Escrito

Turma A do 12º ano

Grupo II:

Diogo Ferreira, nº1

João Grilo, nº5

Rui Gustavo, nº16

Sara Cruz, nº17

Tiago Cancela, nº19

Agradecimentos:



  • À Sociedade Portuguesa de Física (SPF) e ao Departamento de Física da Universidade de Coimbra, por todo o apoio material, e por terem dado um impulso a este projecto;




  • Ao Professor Doutor Décio Ruivo Martins, co-motivador nesta opção;




  • Ao Professor Doutor Paulo Mendes (membro SPF) pela sua grande disponibilidade e apoio teórico e técnico ao grupo de trabalho;




  • Ao Conselho de Administração do Instituto Português de Oncologia Francisco Gentil, pela autorização da visita à sua Instituição;




  • Em particular, às Doutoras Maria do Carmo Lopes, Ana Roda e Catarina, pela sua importante participação no projecto, pela ajuda que nos deram e pelo carinho como nos receberam;




  • À Professora Coordenadora do Projecto, Dra. Maria da Guia Pereira, que sempre nos apoiou e tão bem nos orientou para a elaboração deste trabalho;




  • À Professora de Física do 12ºA, Dra. Maria Conceição Sousa, pela dedicação e prestabilidade para com o grupo;




  • Ao Conselho Executivo da Escola Secundária e 3º Ciclo Quinta das Flores pelo fornecimento de documentos e pela autorização para efectuar medições no recinto escolar;




  • A todos aqueles que, directa ou indirectamente, possibilitaram a realização deste trabalho ou contribuíram para o seu enriquecimento, o nosso muito obrigado

Índice:


1.1 Memória Descritiva 6

2 Radioactividade – Um processo natural reproduzido pelo Homem 7

2.1 O que é a radioactividade? 7

2.1.1 Descoberta e história: 7

2.1.2 Em que consiste a radioactividade? 10

2.2 Origem da Radioactividade 11

2.2.1 Origem Natural 11

2.2.2 Origem Artificial 13

2.3 Tipos de Radioactividade 13

2.4 Aplicações 16

2.5 Perigos 20



3 Apresentação de Divulgação do Projecto 22

4 Trabalho Prático 23

4.1 Material utilizado 24

4.2 Medições de níveis de radioactividade na escola 25

4.2.1 Planta radioactiva escolar 26

4.2.2 Planta vertical do Bloco D 27

4.2.3 Conclusões: 28

4.3 Colaboração com o IPOFG 28

4.3.1 Projecto 28

4.3.2 Registo de tabelas e dados relativos aos trabalhos no IPO 29

4.3.3 Conclusões 31



5 Considerações finais 32

6 Bibliografia 34

7 Anexos 36

Introdução
A Radioactividade, além de constar dos conteúdos programáticos da disciplina de Física de 12º ano, sempre foi um tema que nos cativou, e nos deixava com vontade de saber em que realmente consiste este fenómeno. Assim, tínhamos vontade de poder responder a algumas perguntas que nos colocávamos:

  • A Radioactividade é perigosa?

  • A Radiação sente-se no nosso Corpo?

  • Tem aplicações benéficas?

  • De onde vem?

  • Como se forma? etc.…

Foi então que, após termos debatido algumas hipóteses para o tema a desenvolver durante este ano lectivo na Área de Projecto surgiu a proposta, por parte da Sociedade Portuguesa de Física (SPF), de se desenvolver o projecto intitulado “Radioactividade Ambiental”.

Fig.1 - Grupo 2: Tiago Cancela, Rui Neves, Diogo Ferreira, Sara Cruz e João Grilo
O principal objectivo seria realizarmos um estudo sobre os níveis radioactivos presentes em locais pertinentes do nosso dia-a-dia, e verificar se estamos em contacto ou não com valores aceitáveis da mesma. Para realizar esse trabalho de campo ser-nos-ia fornecido um computador portátil, um detector de Geiger (medição em contagens por segundo das partículas radioactivas que atravessam o medidor) e um GPS.
Pareceu um projecto útil, na medida em que nos daria um importante suporte teórico do qual tiraríamos vantagem para a disciplina de Física, e que poderíamos aprofundar, tendo em conta que também contávamos com o apoio do Departamento de Física da Universidade de Coimbra. Assim, aderimos ao Projecto! Além disso, achámos interessante o facto de ser um trabalho a desenvolver por várias escolas nacionais, o que nos permitiria partilhar e comparar os resultados obtidos e as conclusões.
Em seguida, projectámos as componentes prioritárias que pretendíamos que o trabalho contivesse. Definimos então duas:
Trabalho Prático


  1. Medições dos valores de radioactividade no Instituto Português de Oncologia (IPO) – mostrando que aí são tomados todas as medidas de modo a garantir níveis radioactivos compatíveis com a vida saudável entre os docentes, doentes e utentes;



Fig.2 - Logótipo IPOFG



  1. Construção de uma planta escolar com os diferentes valores obtidos.



Fig.3 - Logótipo Escola Secundária Quinta das Flores

Trabalho Teórico


    1. Elaboração de um texto cuja compilação esperamos que não só esclareça as dúvidas como também estimule a aprendizagem relativa à radioactividade na comunidade escolar e ainda alerte para os perigos e cuidados a ter com a exposição à radiação.

Estavam assim reunidas todas as condições para iniciar um projecto aliciante e promissor, que tínhamos em mãos. Desta feita, esperamos que os seus destinatários sintam tanto agrado a lê-lo, como nos agradou a nós a elaborá-lo.



1.1Memória Descritiva



Sendo o tema do nosso trabalho a Radioactividade no ambiente, achámos por bem colocar no centro do logótipo, que acompanhará o grupo ao longo do ano lectivo, o respectivo trifólio (símbolo da radioactividade). Além disso, este encontra-se sobre o planeta Terra não só para representar a componente ambiental do nosso trabalho mas também para denunciar um planeta que actualmente se encontra “carregado” de radioactividade.

As duas mãos que tentam agarrar o planeta cumprem muito bem o carácter sugestivo que queríamos que estivesse presente no logótipo, podendo ter várias interpretações. Na nossa opinião, são o espelho da acção da mão do homem no ambiente e também da fragilidade do nosso planeta em relação a níveis radioactivos nocivos, tal é a pequenez deste que cabe na palma da nossa mão.

Os raios luminosos brancos podem ser tomados por feixes radioactivos libertados pelas mãos do homem e pelo nosso planeta, ambos envoltos num azul-escuro que simboliza o espaço estrelar.

Finalmente as letras da cor amarela presente também no ícone da radioactividade e nos continentes terrestres.

Assim, pensamos ter encontrado um logótipo simples, mas também com a capacidade de colaborar com a imaginação de cada um, equilibrado, no que diz respeito à sua coloração e capaz de satisfazer os gostos de todos.


2Radioactividade – Um processo natural reproduzido pelo Homem




2.1O que é a radioactividade?




2.1.1Descoberta e história:

A Radioactividade não é um fenómeno recente. Desde os primórdios que o nosso Planeta, e por isso o ambiente, está sujeito à Radiação cósmica. Além disso, a terra também possui naturalmente, entre os seus constituintes, elementos radioactivos. Assim, a espécie Humana desde o seu aparecimento tem sabido coexistir com os perigos adjacentes à radiação.

A descoberta da radioactividade é atribuída ao físico francês Henri Becquerel (1852-1908) que, em 1896, numa das suas experiências, verificou casualmente que um sal de Urânio e Potássio emitia radiação invisível que escurecia uma placa fotográfica.
N
Fig.5 - Henri Becquerel
o entanto podemos dizer que tudo começou quando em 1895 o físico alemão Wilhelm Konrad Roentgen (1845-1923) descobriu uma nova espécie de radiação produzida pela descarga eléctrica ocorrida numa ampola de vidro que continha um gás rarefeito chamada de tubo de Crookes.


Fig.6 - Tubo de Crookes
Roentgen apelidou esta radiação de raios X por não saber a sua origem. Desta experiência e de outras concluiu que os raios X tinham a propriedade de penetrar e atravessar objectos opacos (isto levou ao desenvolvimento da fotografia por meio de raios X, a radiografia da qual falaremos mais tarde).


Fig.7 - Wilhelm Konrad Roentgen

Com a descoberta dos raios X, Roentgen realizou mais experiências das quais retirou importantes características a partir da incidência destes raios em materiais:


  1. Transparência de metais desde que as placas sejam suficientemente finas;




  1. À medida que a espessura aumenta todos os materiais se tornam menos transparentes;




  1. Se direccionarmos o tubo de Crookes em direcção à mão humana, podemos ver a sombra dos ossos sobre a sombra mais ténue dos contornos das mãos.

Devido a ter sido uma descoberta revolucionária para a época, a Imprensa deu bastante mediatização ao acontecimento. Afinal podiam agora ver-se os ossos de cada um bem como objectos escondidos!

Além da Imprensa, também o meio médico se rendeu rapidamente às vantagens dos raios X. No entanto, pessoas que foram sujeitas durante longos períodos de tempo a esses raios, ficaram com partes do corpo deformadas o que alertou a sociedade para os perigos da radiação e os cuidados a ter com ela.

Becquerel clarificou em que consistia o fenómeno que possibilitava termos acesso a imagens únicas como um processo de desexcitação nuclear.

Vários cientistas continuaram a pesquisar intensamente tudo o que estivesse relacionado com a radioactividade, entre os quais destacamos: Marie Sklodowska Curie (1867-1934), uma física polaca, e Pierre Curie (1859-1906). O famoso casal Curie, que dedicara grande parte da sua vida ao estudo da radioactividade, descobriu dois novos elementos radioactivos Um deles recebeu o nome de polónio, em homenagem à Polónia e o outro recebeu o nome de rádio, devido à intensa radiação que emitia.

Becquerel e o casal Curie, em recompensa pelo contributo prestado à Física, foram galardoados com o Prémio Nobel da Física em 1903.

N
Fig. 11 - Casal Curie (Marie e Pierre)
ascia assim, no final do século XIX, um novo ramo da Física que a revolucionaria durante o século XX.

2.1.2Em que consiste a radioactividade?


O fenómeno radioactivo consiste na transformação de um núcleo atómico noutro, acompanhada da emissão de partículas ou de radiação electromagnética, para obter configurações energéticas mais estáveis. O núcleo resultante pode ser estável ou continuar a ser radioactivo.

Como o núcleo contém a maior parte da massa de um átomo, é nele que se encontram os neutrões e os protões. No entanto, nem todas as combinações dos constituintes do núcleo o estabilizam. Enquanto os núcleos, estáveis, se encontram numa região conhecida como “Zona de estabilidade”, onde a razão Neutrão-Protão é igual a um, os núcleos radioactivos situam-se fora desta.

Assim, nestes núcleos instáveis, tem de ocorrer uma libertação da energia que possuem em excesso, tendo em vista a estabilização do átomo, ou sob a forma de ondas magnéticas ou de matéria, à qual se chama radiação. Desta feita originam-se um ou mais núcleos em condições mais estáveis mas também menos energéticas.


Exemplificando: o Urânio tem, no início da sua vida geológica, 92 protões. Contudo, através dos séculos, vai reduzindo este número, por decaimentos sucessivos, até terminar em chumbo, libertando radioactividade para o ambiente.


Fig. 12 - Fenómeno Radioactivo


2.2Origem da Radioactividade

A Radioactividade pode ter diferentes origens. Como já foi dito, ela é um processo natural reproduzido pelo Homem. Assim, subentende-se que tanto possa ter origem natural, que ocorre desde os primórdios, como artificial, desde que o desenvolvimento tecnológico permite o seu controlo. Na verdade, o facto de a radioactividade poder ter origem em locais diferentes, faz com que as partículas radioactivas adquiram diferentes propriedades. Além disso, se por um lado a radioactividade pode formar-se em locais muito comuns ao nosso quotidiano, por outro pode formar-se também na entrada de raios cósmicos na atmosfera.



2.2.1Origem Natural


Terrestre:


A radioactividade de origem terrestre é exibida por vários elementos e alguns isótopos (átomos com o mesmo número atómico) existentes nas rochas, que contêm minerais naturalmente radioactivos, contribuindo significativamente para a radioactividade atmosférica.

A causa principal da radioactividade atmosférica é a desintegração radioactiva. Com a procura pelo próprio núcleo da sua estabilização dão-se decaimentos específicos, emitindo assim radiação, dando depois origem à radioactividade. Devido às desintegrações que vão acontecendo ao longo do tempo, o número de núcleos instáveis contidos numa fonte radioactiva vai diminuindo. Cada elemento tem uma velocidade própria de desintegração dos isótopos radioactivos. Meia-vida é o tempo necessário para que a sua actividade seja reduzida à metade da actividade inicial. Alguns elementos possuem meia-vida de milionésimos de segundos, outros, de milhões de anos. Ao lado, apresenta-se o gráfico característico do decaimento de uma fonte radioactiva.

Cósmica:


A
Fig.14 – Origem cósmica da radioactividade


radioactividade de origem cósmica é formada por partículas extremamente penetrantes e altamente energéticas. Quando falamos em “raios” cósmicos não são propriamente raios, mas sim partículas de átomos constituídos por núcleos atómicos completamente ionizados. Estas partículas, ao entrarem na atmosfera terrestre e ao colidirem com os núcleos dos seus átomos (de oxigénio, azoto e carbono), desintegrando-os, dão origem a outras partículas, formando assim raios cósmicos secundários constituídos por partículas com menos energia. Ao desintegrarem-se formam novos elementos, incluindo isótopos radioactivos. Origina-se assim a radiação cósmica.

2.2.2Origem Artificial

Antrópica:


A
Fig.15 – Origem antrópica da radioactividade
radioactividade de origem antrópica engloba aquela que é usada na Medicina, emissões provenientes das centrais nucleares, tratamento de resíduos radioactivos, reprocessamento do combustível radioactivo, na queima de combustíveis fósseis e em explosões de armas nucleares (testes nucleares). Esta última foi a principal fonte de emissão de radionuclidos artificiais para o ambiente, devido a ensaios nucleares realizados no subsolo. A utilização industrial de matérias-primas que contêm radionuclidos naturais e o processamento destes materiais (como por exemplo a extracção e tratamento do minério de urânio e a combustão do carvão) também contribuiem para a redistribuição e concentração dos constituintes radioactivos.

2.3Tipos de Radioactividade

Existem três tipos de radiações (partículas) distintos quando ocorre emissão de radiação. Esses tipos são os raios alfa, beta e gama que, como veremos em seguida, assumem comportamentos e características diferentes:


Radiação Alfa: As partículas alfa, por terem massa e carga eléctrica relativamente maior, podem ser facilmente detidas, até mesmo por uma folha de papel; são constituídas por dois neutrões e dois protões; geralmente, não conseguem ultrapassar as camadas externas das células mortas da pele de uma pessoa, sendo então praticamente inofensivas. No entanto, podem, ocasionalmente, penetrar no organismo através de um ferimento ou pelas vias respiratórias, provocando, nesse caso, lesões graves. Tem baixa velocidade comparada à velocidade da luz (20 000 km/s); este tipo de radiação tem carga positiva e é bastante ionizante; ocorre vulgarmente em núcleos pesados.  

Radiação Beta: uma partícula beta é constituída por electrões resultantes da transformação de neutrões em protões ou de protões em neutrões, podendo, por isso, ser classificada, respectivamente, como partícula beta negativa e partícula beta positiva. As partículas beta são capazes de penetrar cerca de um centímetro nos tecidos, ocasionando danos à pele, mas não aos órgãos internos, a não ser que sejam engolidas ou entrem no acto da respiração. Têm alta velocidade, aproximadamente 270 000 km/s.

 

Radiação Gama: são ondas electromagnéticas e constituem o tipo de radiação mais perigoso para os organismos vivos, podendo chegar a alterar-lhes o código genético. Assim como os raios X, os raios gama são extremamente penetrantes, sendo detidos somente por uma parede de concreto ou metal. Têm altíssima velocidade que se iguala a velocidade da luz (300 000 km/s).






Tipo

O que é

Penetração na pele

Alcance no ar

Barrado por

Alfa

Partícula composta de dois protões e dois neutrões.

0,0033 cm

Alguns centímetros

Folha de papel

Beta

Electrões com alta energia.

0,5 cm

Algumas dezenas de centímetros

Folha de alumínio (milímetros de espessura)

Gama

Radiação electromagnética (fotões) de alta energia.

9,91 cm*

Ilimitado

Paredes de concreto (espessura superior a 1 metro)

* Para raios gama, não podemos definir uma "penetração", pois eles penetram indefinidamente. Este valor indica o espaço necessário para atenuar metade da radiação.



Quadro com as características dos diferentes tipos de raios:

2.4Aplicações

A evolução tecnológica foi permitindo conhecer, de forma gradual, diversas aplicações da radioactividade. Assim, hoje em dia, a radioactividade tem inúmeras aplicações de entre as quais o nosso grupo decidiu distinguir as seguintes:

Radioterapia


Fig.19 - Acelerador linear


O seu nome provém do elemento radioactivo mais utilizado nos dias de hoje, o Rádio. Esta especialidade médica ocupa-se do tratamento oncológico utilizando radiação. Existem duas técnicas de se proceder ao tratamento de cancro: a Teleterapia, ááque utiliza uma fonte externa de radiação com isótopos radioactivos ou aceleradores lineares; e a Braquiterapia, que é o tratamento através de isótopos radioactivos inseridos dentro do corpo do paciente onde será libertada a radiação ionizante.

Arqueologia

Neste caso, as técnicas radioactivas permitem calcular a idade de objectos históricos extremamente antigos, como, por exemplo, fósseis, obras de arte primitivas, etc. É através do período de meia vida áá (tempo durante o qual a metade dos átomos de um isótopo radioactivo perde sua radioactividade) que se procede à datação absoluta desses elementos históricos. No caso do C 14 (Carbono), o elemento mais usado na datação arqueológica, a meia vida é de 5.730 anos. Foi através desse mesmo método que se tornou possível levantar hipóteses bastante fundamentadas sobre a determinação da idade da Terra.

Transmutação

A áátransmutação é a conversão de um elemento químico em outro. Actualmente sabe-se transformar um núcleo de carbono em azoto, um de cobre em níquel, um de árgon em potássio e mesmo um de chumbo em ouro. No entanto o ouro, assim fabricado, é muito mais barato que o ouro natural. Uma transmutação ocorre nalguns elementos quando se faz incidir sobre estes partículas radioactivas alfa.  

Energia



Fig.20 - Chaminés de central Nucleares
Face à actual carência de energia que assume proporções mundiais, e numa altura em que o petróleo e o carvão se tornam cada vez mais escassos, a radioactividade apareceu como a mais provável solução para o problema das fontes de energia. Foi graças a ela que o homem descobriu a energia nuclear. Esta decorre da desintegração provocada de átomos de urânio e plutónio. A sua obtenção artificial é realizada por reactores nucleares. Futuramente a energia nuclear deverá ser utilizada em larga escala, substituindo a energia produzida pelos combustíveis convencionais como o carvão e o petróleo.

Bomba Atómica

Este é o pior uso associado à radioactividade e muito provavelmente aquele por que é mais conhecida. De facto, a construção da arma mais mortífera que o homem já conheceu está estritamente ligada à radioactividade – A bomba atómica.


Fig.21 - Cogumelo da bomba atómica


Para melhor ficarmos a conhecer o seu poder destrutivo, referimos, as principais etapas da explosão da mesma:



  • O início da explosão, corresponde ao início da reacção 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 ultravioleta, além de outras radiações electromagnéticas, cuja luminosidade pode destruir a retina e cegar as pessoas que a olharem directamente

  • 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° graus.

  • Após 6 segundos, a esfera de fogo atinge o solo iniciando uma onda de choques e devastação, que se 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 radioactivas espalham-se pela estratosfera levadas pelos fortes ventos e acabam por se precipitar em diversos pontos da Terra durante vários anos.  



Fig.22- Cidade de Hiroshima destruída após a explosão da bomba atómica

2.5Perigos


Dois dos processos mais importantes da desintegração radioactiva, responsáveis por um grande ganho energético, são a fusão e a cisão nucleares.

A fusão nuclear, que ocorre constantemente no Sol, mantendo a sua temperatura a cerca de 15 milhões de graus Celsius, é um processo mais "limpo" do que a cisão. No entanto, e devido às altas temperaturas a que decorre, a utilização da fusão nuclear como base de uma central energética não é ainda utilizada.
Os processos de cisão são à base do funcionamento de reactores nucleares, e muitos dos produtos resultantes são isótopos radioactivos. Os acidentes associados a este processo, envolvendo energia nuclear, apresentam efeitos muito perigosos. Dois acontecimentos marcantes referentes a estes desastres nucleares são o acidente no reactor de Three Mile Island, na Pennsylvania em 1979, e o desastre na central nuclear de Chernobyl, em Abril de 1986.
Desastre de Chernobyl, 1986



Fig.24 – Central de Chernobyl após explosão
Em 26 de Abril de 1986, explodiu um reactor da central de Chernobyl que libertou uma nuvem radioactiva contaminando pessoas, animais e o meio ambiente de grande parte da Europa. As causas do acidente foram falhas humanas e do projecto no reactor que explodiu. Numa tentativa frustrada de tentar desligar o reactor, ocorreu um sobreaquecimento deste que fez com que houvesse uma explosão. Esta destruiu grande parte do edifício e libertou sobre a atmosfera gases e partículas radioactivas. O ar que entrou na central que estava em chamas levou à combustão da grafite que continuou a queimar e a libertar material radioactivo durante os dias seguintes.

O total de mortos até hoje ainda é motivo de discussão. Para a ONU foram quatro mil mortos, para a organização ambientalista Greenpeace foram cerca de cem mil; e um estudo científico britânico avaliou-os entre trinta e sessenta mil. Os sobreviventes do acidente enfrentam graves doenças, sendo que a mais frequente é o cancro da tiróide que apresentou mais de quatro mil casos. A doença foi causada pela grande quantidade de iodo 131 libertado na explosão que ao ser ingerido ou inalado fica concentrado neste órgão.

Efeitos da radioactividade nos organismos
Os efeitos da radioactividade estão dependentes, essencialmente, da dose de radiação absorvida, do tipo de radiação (natureza da radiação), do tempo de exposição à radiação e da parte do corpo que a recebe. Os raios gama são geralmente os mais perigosos em virtude do seu elevado poder de penetração.
Ser atingido por radiação é algo subtil e impossível de ser percebido imediatamente, já que, no momento do impacto, não ocorre dor ou lesão visível. Bem diferente de se ser atingido por uma bala de revólver, por exemplo, cujo efeito destrutivo é sentido na hora.

Fig.25 – Efeitos da radioactividade
Ao atravessar tecidos biológicos, as partículas radioactivas provocam a ionização das moléculas presentes nas células. Essa ionização pode conduzir a reacções químicas anormais e à destruição da célula ou alteração das suas funções de onde decorrem efeitos nocivos para o organismo. Esses efeitos manifestam-se tanto ao nível somático como ao genético.

Ao nível somático, a sua expressão máxima é a destruição das células, que aumenta à medida que se progride na escala sistemática, sendo também elevada nos primeiros estados de desenvolvimento embrionário. A este nível são bastante frequentes doenças, como o cancro ou a leucemia.

A nível genético, a radioactividade é responsável por um aumento de mutações cromossómicas, levando por vezes à inviabilidade dos gâmetas e ao aparecimento de mutações genéticas nas gerações vindouras. A radiação ataca as células do corpo individualmente, fazendo com que os átomos que compõem as células sofram alterações na sua estrutura. As ligações químicas podem ser alteradas, afectando 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, e às vezes vão apresentar problemas somente nos descendentes (filhos, netos) da pessoa que sofreu alguma alteração genética induzida pela radioactividade.
Dos inúmeros problemas que resultam do contacto excessivo com a radioactividade, ficam aqui alguns dos órgãos que podem ser afectados e os problemas que neles se originam:




Cérebro: Danos cerebrais podem causar delírio, convulsões e morte.

Olhos: Leva ao aparecimento de cataratas.

Boca: Origina úlceras bucais.

Estômago e Intestino: Estômago e intestino quando sujeitos a radiações, provocam náuseas e vómitos. Infecções intestinais podem levar à morte.

Fetos: A criança em gestação pode nascer com doenças ou atrasos mentais, particularmente se a exposição à radiação ocorrer no início da gravidez.

Ovários e Testículos: Danos nos ovários (ou testículos) provocam esterilidade ou afectam os filhos que o indivíduo possa vir a ter.

Medula Óssea: Lesões na medula óssea podem conduzir a hemorragias ou comprometer o sistema imunológico.

Vasos Sanguíneos: Ruptura dos vasos sanguíneos leva à formação de hematomas.

3Apresentação de Divulgação do Projecto

No dia 27 de Fevereiro de 2008, decorreu no Bloco D da nossa escola uma apresentação à comunidade escolar dos projectos da nossa turma de Área de Projecto. Marcaram presença convidados, membros do Conselho Executivo da escola, professores, colegas…

Esta apresentação tinha como propósito dar a conhecer o projecto: os seus objectivos, as nossas expectativas e métodos que pretendíamos utilizar ao longo do seu desenvolvimento.

De modo a atrair as pessoas à nossa bancada, criámos, em esferovite, um trifólio e desenvolvemos um flyer de divulgação do projecto (ver anexo) com os aspectos mais importantes.

Penso que a apresentação acabou por correr bem e todos os presentes ficaram esclarecidos sobre o nosso trabalho.



Fig.27 – Apresentação do projecto à comunidade escolar


4Trabalho Prático

A componente prática do nosso projecto consiste na medição de níveis de radiação. Desde o começo criámos expectativas e fomos tendo ideias para realizar algo que se tornasse útil e interessante, e que valorizasse o papel da radioactividade na nossa sociedade.

Como pretendíamos mostrar que a Radioactividade está naturalmente presente em todo o lado, embora por vezes com valores desprezáveis, decidimos efectuar as medições nalguns locais que achámos pertinentes entre os quais destacamos a Escola Secundária Quinta das Flores, que faz parte do nosso quotidiano lectivo.

Por outro lado e dando importância à radiação de origem artificial, concluímos que seria de uma grande relevância efectuar registos de valores radioactivos no Instituto Português de Oncologia Francisco Gentil (IPOFG) onde são continuamente utilizadas técnicas médicas envolvendo radioactividade.



4.1Material utilizado


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Fig.28 - Logótipo da Sociedade Portuguesa de Física


ara tornar possível toda a fase prática do trabalho foi-nos fornecido, pela Sociedade Portuguesa de Física (SPF), o material necessário. Apesar de nunca termos tido contacto com instrumentos de medição radioactiva, graças às explicações dos professores mais acostumados a trabalhar com eles, rapidamente nos familiarizámos com o material bem como com os programas informáticos associados.


Fig.29 – Material fornecido pela SPF

Lista de Material:



  • Detector de Geiger-Müller – aparelho que permite detectar radiações, fornecendo um número correspondente à contagem de partículas radioactivas que o atravessa.

  • Antena GPS – aparelho que nos indica o local exacto onde este se encontra.

Programas Informáticos:



  • “RAD” – associado ao detector de Geiger, regista o número de partículas radioactivas que o atravessam durante um certo intervalo de tempo. Constrói gráficos e dá valores das médias e dos desvios padrões

  • “GPS Info” – associado à antena de Gps, revela-nos a localização exacta do local onde foram efectuadas as medições; Assim cada contagem está ligada a um conjunto de coordenadas geográficas específico.

Assim, estávamos preparados para tirar todo o partido do material e com isso poder desenvolver os projectos práticos pensados.




4.2Medições de níveis de radioactividade na escola

A ideia de fazer um mapa radioactivo da escola surgiu devido à vontade de verificar se os níveis radioactivos se encontravam dentro dos limites recomendados e seguros. Posteriormente, quando o trabalho estivesse concluído, iríamos informar a comunidade escolar sobre os valores registados.



4.2.1Planta radioactiva escolar

As medições foram feitas dentro dos blocos da escola, no pavilhão, na portaria, no conselho executivo, no bar, na cantina e nos espaços ao ar livre.


4.2.2Planta vertical do Bloco D

Nos blocos A e D fizemos medições em todos os pisos, para comparar os valores radioactivos entre os três pisos e verificar como é que varia a radioactividade com a altura.




4.2.3Conclusões:

Após analisarmos os valores obtidos retirámos as seguintes conclusões:



  • Dentro dos blocos os níveis radioactivos apresentam valores mais altos, na ordem de 50 / 60 cps

  • Quanto mais alto estivermos, menos partículas radioactivas existem, devido à rarefação do ar e à distância das possíveis fontes radioactivas naturais, as rochas existentes no solo ou subsolo.

  • - O local com maior valores registado é a Biblioteca.

  • - O local com menor valor registado é a parte exterior do pavilhão

  • - O local fechado com menor valor registado é o Bar.

Todos os valores obtidos estão muito abaixo dos valores considerados perigosos, o que nos leva a afirmar que a escola é segura do ponto vista radioactivo.


4.3Colaboração com o IPOFG

4.3.1Projecto



Desde que planeámos o trabalho prático, achámos extremamente interessante e enriquecedor para o projecto entrar em contacto com as técnicas médicas que envolvem a radioactividade e verificar se são cumpridas as normas de segurança tendo em vista a protecção de trabalhadores e doentes.

Surgiu então a ideia de contactar o IPO de Coimbra, mais propriamente o departamento de Física Médica, com o objectivo de conhecer as instalações e realizar recolha de dados radioactivos. Após entrarmos em contacto com a responsável do serviço, Dra Maria do Carmo Lopes, reunimo-nos nas instalações para delinearmos um plano de trabalho.

Assim, definimos duas fases de trabalho distintas:

Inicialmente, foi-nos proporcionada uma palestra onde nos introduziram o conceito de radioactividade e radioprotecção. Além disso, serviu para destacar alguns espaços e departamentos de maior interesse no IPO e para nos esclarecer acerca dos cuidados com as fontes. Tivemos ainda contacto com a Dra Ana Roda, encarregue das dosagens individuais a que os trabalhadores estão expostos, e a Dra Catarina, responsável pela protecção em geral.

Para a segunda fase de trabalhos, ficaram guardados os registos de valores de radiação no interior do IPO, onde doentes e docentes estão diariamente, e junto a fontes existentes. Um dos elementos do nosso grupo, que em representação deste, transportou um dosímetro individual durante os períodos da visita em que nos encontrávamos em locais com presença de radioactividade.


Fig. 33 - Instituto Português de Oncologia Francisco Gentil


4.3.2Registo de tabelas e dados relativos aos trabalhos no IPO

Na nossa segunda e última deslocação às instalações do IPOFG, levámos connosco todo o material necessário para a medição dos níveis radioactivos nos diversos locais da instituição com interesse para o projecto. Assim, começaríamos por registar os valores de radiação a que os funcionários do IPOFG estão sujeitos quando operam um acelerador (equipamento para administrar tratamentos de radioterapia externa). Foram utilizados 2 aparelhos e medição, o detector de Geiger fornecido ao grupo, que dá um valor em contagens por segundo (cps), e um medidor pertencente ao IPO, cuja dos níveis de radioactividade é o microSievert (μSv).




Acelerador
Medidor

Siemens Oncor1 (2006)

Alta energia



Varian Clinac 600C (1996)

Baixa energia



Detector de Geiger do grupo

80 cps

120 cps

Medidor do IPOFG

0.4 μSv

1.4 μSv

Fig. 34 – Medidor radioactivo do IPOFG


E
Fig.35 - Fonte radioactiva de Césio


m seguida, passámos para a medição de radiação proveniente de fontes. Uma das fontes foi um paciente a quem administraram uma dose de radiação que a fez ficar a emitir níveis elevados de radioactividade. O facto de medirmos a radiação proveniente de um doente foi uma experiência que contribuiu para crescermos como seres humanos e perceber o quão importante pode ser o tratamento radioterapêutico para a salvação de vidas.


Fonte
Medidor

Doente a quem foi administrada uma dose radioactiva elevada

Fonte de Césio Cs137

Actividade da fonte (nº de decaementos por segundo): 78.09 μCi



Detector de Geiger do grupo

404 cps

Em contacto – 75000 cps (aprox)

A 50 cm – 50000 cps (aprox)

A 1m – 200 cps

Medidor do IPOFG

2.6 μSv

76 μSv



Fig.36 - Dosímetro

Valor acumulado pelo dosímetro individual durante a visita = 0 μSv




Fig.37 - Colete de chumbo




4.3.3Conclusões





  • Os níveis de radioactividade registados junto aos aceleradores encontram-se confortavelmente dentro dos valores normais

  • Os técnicos que operam os aceleradores estão sujeitos a níveis radioactivos que não são elevados, podendo ser considerados “saudáveis”.

  • O acelerador Clinac 600C (Varian) montado em 1996, tem um menor isolamento que o seu congénere, mais recente, Oncor (Siemens), montado em 2006, sem no entanto comprometer o nível de radiação a que sujeita os funcionários.

  • Todas as pessoas que contactam com locais onde existem fontes de radioactividade possuem um dosímetro individual que não ultrapassa em nenhum caso o limite de dose para funcionários por ano.

  • O nosso grupo, apesar de ter estado em locais com fontes radioactivas, não esteve sujeito a sequer 1μSv, sendo o limite por ano para o público de 1mSv.

  • Os locais onde se encontram radicadas estas fontes, estão devidamente isolados.

  • Só entram em locais onde existem fontes não isoladas quem transportar um dosímetro individual para controlo da radiação a que esteve sujeito.

  • Todas as salas com actividade radioactiva estão devidamente assinaladas e controladas.

Podemos assim concluir que todo o trabalho que envolve técnicas radioactivas realizado no IPO é constantemente controlado e garante totalmente a segurança de todos os profissionais de saúde que lá trabalham, sem nunca limitar indevidamente os seus benefícios para os doentes.





Fig.38 - Sala com radiação no ambiente


5Considerações finais

Com a elaboração deste projecto ao longo do ano lectivo desenvolvemos competências a diversos níveis:


Nível social

  • Aprendemos a trabalhar em grupo e a lidar com as vantagens e conflitos que isso cria, desenvolvendo assim a nossa capacidade não só para realizar trabalhos futuros mas também para a nossa melhor integração no mundo do trabalho;

  • Sentimo-nos hoje com mais capacidades e confiança para encarar uma plateia, pois desenvolvemos, nas apresentações, a capacidade de nos exprimir e dialogar perante o público;

  • Trocámos correspondências com várias entidades o que fez com que hoje saibamos melhor como nos dirigirmos a estas e aprendemos como se divulga um projecto;

  • Todos alargámos a nossa cultura geral bem como o vocabulário, e somos agora capazes de criar um logótipo expressivo em relação a um tema;

  • Ultrapassámos dificuldades percebendo a importância da união, da vontade de superar obstáculos e do cumprimento de prazos;

  • Crescemos como cidadãos na medida em que tivemos contacto com realidades que nos sensibilizaram e fizeram dar mais valor às relações pessoais e a cada dia.


Nível teórico

  • Satisfizemos as nossas dúvidas em relação aos conceitos associados a radioactividade sobre os quais tínhamos uma ideia muito vaga;

  • Desenvolvemos um útil suporte teórico para a disciplina de Física do 12ºano de que faz parte um capítulo relativo a radioactividade;

  • Criámos uma planta radioactiva escolar, verificando que a localização da nossa escola é favorável em termos de níveis de radioactividade;

  • Verificámos, com a colaboração com o IPOFG, que todas as técnicas radioactivas usadas nessa instituição garantem a segurança dos seus funcionários e são desenvolvidas em prol da saúde de todos.

Desta feita, o balanço do projecto para o grupo só pode ser positivo e temos, deste ano em diante, uma perspectiva nova face à radioactividade, que passou a ter uma importância diferente para nós.


Sabemos agora que estamos perante um fenómeno que tanto pode destruir cidades inteiras e prolongar efeitos de devastação durante anos para os seres vivos, como pode ser a última esperança para algumas pessoas que se encontram doentes, tendo assim a capacidade de preservar aquele que é o maior milagre de que todos somos testemunhas – A VIDA.
Finalmente, deixamos um apelo a todos para que nunca apoiem os fins balísticos que a radioactividade pode ter, mas sim que contribuam para o desenvolvimento dos seus fins terapêuticos, fazendo com que a descoberta científica do final do século XIX, possa continuar a revolucionar o quotidiano por muitos séculos e pelos melhores motivos.

6Bibliografia





  • Internet:

      • pt.wikipedia.org/wiki/Radioatividade

      • www.brasilescola.com/quimica/radioatividade.

      • atomico.no.sapo.pt/

      • www.coladaweb.com/diversos/radioatividade.htm

      • www.geocities.com/gafmelo

      • www.katatudo.com.br/hotsites/aplicacoes-da-radioatividade.html - 25k




  • Aprsentações:

      • SPF_radioactividade, fornecida pelo Professor Doutor Paulo Mendes

      • Fundamentos da radioactividade, pela Dra. Maria do Carmo Lopes

      • Radioprotecção, pelas Dra. Ana Roda e Dra. Catarina

      • Radioactividade Ambiental – Grupo II




  • Livros:

      • 12F – Física 12º Ano – Graça Ventura, Manuel Fiolhais, Carlos Fiolhais, José António Paixão

      • Lexicoteca Portuguesa Porto Editora


  1. Anexos




Grupo II – 12º A




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