Radiação

Radiação é um processo físico no qual ondas eletromagnéticas ou partículas se propagam com certa velocidade, transportando energia e/ou matéria. Ela pode ser ionizante, quando possui energia suficiente para arrancar elétrons dos átomos e moléculas, devido a sua ionização e excitação, e pode ser não ionizante, quando possui energia insuficiente para arrancar elétrons dos átomos e moléculas, conseguindo apenas os excitar.

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Resumo sobre radiação

• A radiação é um processo de emissão de energia por meio de ondas eletromagnéticas ou partículas.
• Pode ser natural ou artifical de acordo com a sua fonte de transmissão.
• É empregada na radioterapia; nos radiodiagnósticos médicos; na esterilização de materiais cirúrgicos e de alimentos industrializados; na datação de carbono de fósseis e artefatos; e na investigação dos raios cósmicos.
• Seus malefícios variam de acordo com o tempo de exposição a ela, a dosagem recebida e a forma de exposição.
• Alguns acidentes relacionados à radiação foram o desastre nuclear de Chernobyl, na Ucrânia; o de Fukushima Daiichi, no Japão; e o de Goiânia, no Brasil.
• Em 1985, com a descoberta dos raios X pelo físico e engenheiro mecânico Wilhem Röntgen, tivemos o ponto de início da história da radiação.

O que é radiação?

A radiação pode ser definida como um processo físico no qual temos a emissão e propagação de energia através de ondas eletromagnéticas ou de partículas. Existem diversos exemplos, como a luz visível, as micro-ondas, as ondas de rádio, a radiação alfa, a radiação beta, a luz infravermelha, a luz ultravioleta, os raios X.

Tipos de radiação

A radiação pode ser ionizante ou não ionizante de acordo com a sua frequência de oscilação e energia.

• Radiação ionizante: apresenta alta frequência de oscilação e, consequentemente, baixo comprimento de onda e elevada energia. Ela é capaz de ionizar e excitar átomos e moléculas, ocasionando a remoção de elétrons, a transformação dos átomos e moléculas em cátions, e alterações químicas, físicas, físico-químicas e biológicas. Alguns exemplos dela  são os raios X, raios gama e raios cósmicos.

• Radiação não ionizante: apresenta baixa frequência de oscilação e, consequentemente, alto comprimento de onda e baixa energia. Ela não é capaz de ionizar átomos e moléculas, apenas os excita, com isso, ela não apresenta tantos malefícios para a saúde, como a radiação ionizante. Alguns exemplos dela são a luz visível, as microondas, os raios ultravioletas e as ondas de rádio.

A radiação ionizante pode ser eletromagnética, como o raio X e o raio gama, ou corpuscular, como o raio alfa e o raio beta. Já a radiação não ionizante só pode ser eletromagnética.

• A radiação eletromagnética é a que transporta apenas energia, já que as ondas de radiação eletromagnética se propagam no vácuo através de um campo magnético com um campo elétrico.
• A radiação corpuscular é a que transporta energia e massa, já que se propaga através de um feixe de partículas elementares, como nêutrons, prótons, elétrons e núcleos atômicos.

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Aplicações da radiação

A radiação é aplicada em diversas áreas, mas, principalmente, na medicina, física e química.

Na medicina temos a aplicação da radiação na radioterapia para tramento do câncer; nos  radiodiagnósticos; nas técnicas de radiografia, mamografia, densitometria, tomografia; em mapemaneto com radiofármacos, entre outros; e na esterilização de materiais cirúrgicos e de alimentos industrializados.

Na física e química temos, por exemplo, a aplicação da radiação na datação de carbono 14 em fósseis e artefatos para identificação da sua idade, bem como na investigação das ondas eletromagnéticas e dos raios cósmicos. 

Fontes de radiação

As fontes de transmissão de radiação podem ser naturais ou artificiais. As fontes naturais são aquelas provenientes da natureza, que não foram desenvolvidas pela tecnologia humana, como é o caso das radiações cósmicas, solares, nucleares e outras.

Já as artificiais são aquelas desenvolvidas pela tecnologia humana por meio do bombardeamento de átomos com partículas aceleradas, com isso, não são encontradas na natureza nem ocorrem naturalmente. É o caso das partículas alfa, beta, dos tubos de raio X e outros.

Quais são os riscos da radiação?

Os danos ocasionados pela radiação variam de acordo com o tempo de exposição, a dosagem recebida e a forma de exposição. Produz-se, nesse sentido, sintomas e doenças que podem aparecer em curto prazo ou em longo prazo.

Em curto prazo, é comum perceber os sintomas de náusea, vômito, diarreia, febre, queimaduras, dores de cabeça, diminuição da resistência imunológica, queda de cabelo, distúrbios comportamentais, alterações sanguíneas.

Já em longo prazo é comum o desenvolvimento de doenças cancerígenas, infertilidade e manifestações hereditárias ou genéticas, já que a radiação é capaz de mutar o DNA das células e alterar o processo de divisão celular. Quanto menos tempo levar para a aparição dos sintomas, em relação à exposição, mais preocupante é o quadro da pessoa, isso é conhecido como síndrome aguda das radiações (SAR).

Além do humano, a exposição a altas doses de radiação, como em um desastre nuclear, provoca a contaminação dos animais, da água, do ar e do solo, modificando todo o ecossitema. O solo, o ar e a água, quando contaminados pela radiação, viram seus vetores de transmissão, sendo, por exemplo, capazes de espalhá-la para localizações distantes e até para os lençóis freáticos. No caso dos animais, além de eles adoecerem e morrerem pela radiação, também a transmitem a outros animais através da cadeia alimentar, já que é bioacumulativa.

Acidentes com radiação

Infelizmente, já ocorreram alguns acidentes envolvendo a radiação, pensando nisso, reunimos alguns deles a seguir:

• Chernobyl (Ucrânia, antiga República Socialista Soviética da Ucrânia): ocorreu em 26 de abril de 1986, durante um teste de sistema em um dos reatores da central nuclear que provocou diversas explosões, liberando enormes volumes de partículas radioativas, que contaminaram mais de 200.000 km² de terra. Saiba mais sobre esse acidente clicando aqui.
• Fukushima Daiichi (Japão): ocorreu em março de 2011, quando um tsunami atingiu a usina nuclear Fukushima Daiichi, destruindo os sistemas de segurança e de energia da usina, ocasionando a perda de resfriamento e colapsos em três reatores. Esse desastre é considerado um acidente de nível 7 na escala Ines (o maior nível), já que provocou diversos vazamentos radioativos, contaminação das águas e desocupação em massa dos funcionários e da população no local e em regiões próximas.
• Goiânia (Brasil): ocorreu em 13 de setembro 1987, quando um aparelho de radioterapia contendo césio-137 foi descartado indevidamente, permitindo que dois moradores da região o encontrassem e o revendessem para um ferro velho, cujo dono, ao desmantelar a peça de chumbo, liberou a luminescência do césio. Isso despertou enorme fascínio no dono do ferro velho, que distribuiu o material entre familiares e vizinhos. Esse desastre provocou 66 mortes, de acordo com a Associação de Vítimas do Césio-137 (AVCésio) e do Ministério Público do Estado de Goiás, além de ter contaminado 1400 pessoas ao longo dos anos. Para saber mais sobre esse acidente, clique aqui.

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História da radiação

A história da radiação se iniciou em 1895 com a descoberta dos raios X pelo físico e engenheiro mecânico Wilhem Röntgen (1845-1923). Em razão dessa descoberta, em 1901, Röntgen foi laureado com um Prêmio Nobel.

Logo em 1896, tivemos a descoberta da radioatividade pelo físico Antoine Becquerel (1852-1908), processo em que ocorre a emissão de radiação quando átomos instáveis decaem. O casal Curie, composto pela física e química Marie Curie (1867-1934) e o físico Pierre Curie (1859-1906), continuou os estudos de Becquerel.

Em julho de 1898, os três publicaram a descoberta de que o elemento polônio emite radiação; meses depois, em dezembro, publicam a descoberta de mais um novo elemento capaz de emitir radiação, o rádio. Devido a essas descobertas, em 1903, todos foram laureados com um Prêmio Nobel.

Em 1900, o físico Max Planck (1858-1947) divulgou o seu estudo a respeito da radiação de corpo negro, em que um corpo consegue absorver toda a radiação eletromagnética emitida sobre ele e a reemite como radiação eletromagnética térmica.

Em 1902, o físico e químico Ernest Rutherford (1871-1937), em colaboração com o químico Frederick Soddy (1877-1956), diferenciou os raios alfa e beta, além de formular a teoria das desintegrações radioativas espontâneas. Devido a essas contribuições, em 1908, Rutherford foi laureado com um Prêmio Nobel, e, em 1921, Soddy também recebeu o prêmio.

Fontes

NUSSENZVEIG, Herch Moysés. Curso de física básica: Ótica, Relatividade, Física Quântica (vol. 4). Editora Blucher, 2015.

HALLIDAY, David; RESNICK, Robert; WALKER, Jearl. Fundamentos da Física: Ótica e Física Moderna. 8. ed. Rio de Janeiro, RJ: LTC, 2009.