Por que células que tem maior quantidade de água podem sofrer mais atividade da radiação ionizante

Radiação ionizante é toda forma de radiação que carrega energia suficiente para arrancar os elétrons dos átomos. Ela pode ser produzida de forma natural ou artificial, bem como pode ter natureza eletromagnética ou corpuscular, ou seja, ser formada por partículas como elétrons, núcleos atômicos etc. Apesar de perigosa para o organismo, tem um vasto número de aplicações tecnológicas.

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Características

A radiação ionizante carrega consigo energia suficiente para arrancar elétrons dos átomos. Quando esse tipo de radiação interage com tecidos orgânicos, causa neles diferentes efeitos, que vão desde mutações celulares ao surgimento de câncer.

Ela pode ser produzida tanto por fontes naturais, como é o caso dos átomos que sofrem decaimentos nucleares, ou ainda em processos produzidos pelo homem, como é o caso da fissão controlada do urânio nas usinas nucleares. Essa forma de radiação pode ser formada por ondas eletromagnéticas ou por partículas, como é o caso das radiações alfa e beta.

No primeiro caso, órgãos internacionais defendem que radiações eletromagnéticas de energia superior a 10 eV (1 elétron-volt = 1,6.10-19 J) sejam consideradas como radiações ionizantes. Essa energia é correspondente ao ultravioleta, ou seja, quaisquer ondas eletromagnéticas de frequência inferior à do ultravioleta não são capazes de ionizar átomos, como é o caso da luz visível, infravermelho, micro-ondas etc.

No caso da radiação ionizante corpuscular, composta por partículas alfa (núcleos do átomo de hélio) ou partículas beta (elétrons livres), consideram-se ionizantes as partículas que carregam consigo energia superior a 33 eV.

A radiação ionizante pode produzir diferentes efeitos sobre os organismos vivos. Esses efeitos dependem diretamente de fatores como tempo de exposição, quantidade de radiação absorvida e intensidade da fonte emissora. Os efeitos da radiação no corpo humano podem ser classificados em agudos e crônicos. Dentre os efeitos agudos, de acordo com dados do Instituto Nacional de Câncer, destacam-se:

• náuseas;

• fraqueza;

• perda de cabelo;

• queimaduras na pele ou diminuição da função orgânica.

Os efeitos crônicos da radiação estão relacionados ao surgimento de câncer em diferentes órgãos. O tipo e a severidade desses cânceres dependem do tipo de radiação e também da exposição sofrida.

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Fontes de radiação ionizante

A radiação ionizante de origem natural é encontrada nos raios cósmicos, vindos de todas as direções do espaço, e também nos radionuclídeos, presentes na Terra, no ar e na água. A radiação ionizante artificial, produzida pelo ser humano, está presente nos exames de imagem e também em alguns tipos de terapia: raios-x, tomografia, radioterapia etc. Além disso, a radiação artificial também é abundante nas proximidades dos reatores das usinas nucleares.

Tipos de radiação ionizante

• Raios x: é uma radiação eletromagnética, produzida em aparelhos de raios-x, que tem alta capacidade de penetração no corpo humano.

• Raios gama: radiação eletromagnética de maior frequência. É emitida por radioisótopos e também por reatores nucleares. Extremamente penetrante, é capaz de atravessar alguns centímetros de chumbo e concreto.

• Nêutrons: são partículas que não apresentam carga elétrica e que, de acordo com a sua velocidade, podem danificar as células. São geralmente obtidos em reatores nucleares e aceleradores de partículas.

• Partículas beta: elétrons livres emitidos em altas velocidades. Esse tipo de radiação não é capaz de atravessar longas distâncias e é absorvido facilmente pelas roupas, mas pode causar mutações em células.

• Ultravioleta: é a radiação eletromagnética de menor frequência capaz de ionizar os átomos. Esse tipo de radiação é abundante na luz solar e pode causar câncer de pele.

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Usos da radiação ionizante

As radiações ionizantes têm muitas aplicações tecnológicas. Veja algumas delas a seguir.

• Uso medicinal: as radiações ionizantes são utilizadas em radiografias, tomografias, exames de densitometria óssea, mamografias, terapias relacionadas à medicina nuclear, bem como na esterilização de instrumentos médicos.

• Uso sanitário: a radiação ionizante tem a capacidade de eliminar micro-organismos que podem fazer mal à saúde, por isso pode ser usada para melhorar a qualidade da água, tornando-a potável.

• Conservação e análise de itens históricos: a radiação ionizante é utilizada para restaurar obras de arte e também para produzir imagens de itens arqueológicos, como ossos e outros objetos. Ela também ajuda a conservar esses itens por mais tempo, uma vez que destrói os micro-organismos que os deteriorariam.

• Medidas indiretas: existem aparelhos que emitem radiação para detectar o nível de reservatórios cheios de líquido ou sólidos sem que haja contato com o conteúdo. Geralmente são utilizados feixes de raios gama para realizar as medições.

• Indústria alimentícia: a radiação ionizante mata os micro-organismos presentes em frutas, verduras e legumes, fazendo com que estes durem mais tempo e sejam mais saudáveis para o consumo.

Por Rafael Helerbrock
Professor de Física

É de conhecimento mundial que a exposição à radiação gerada pela fissão nuclear pode trazer sérios danos à saúde. Talvez só quem já tenha sido vítima deste acidente saiba sobre os graves efeitos da radiação no corpo humano. Um assunto de tal importância precisa ser mais difundido, portanto, acompanhe a seguir os efeitos de tal radiação. A radiação pode provocar basicamente dois tipos de danos ao corpo, um deles é a destruição das células com o calor, e o outro consiste numa ionização e fragmentação (divisão) das células. O calor emitido pela radiação é tão forte que pode queimar bem mais do que a exposição prolongada ao sol. Portanto, um contato com partículas radioativas pode deixar a pele do indivíduo totalmente danificada, uma vez que as células não resistem ao calor emitido pela reação. A ionização e fragmentação celular implicam em problemas de mutação genética durante a gestação de fetos, que nascem prematuramente ou, quando dentro do período de nove meses, nascem com graves problemas de má formação. Quimicamente falando, seria assim: as partículas radioativas têm alta energia cinética, ou seja, se movimentam rapidamente. Quando tais partículas atingem as células dentro do corpo, elas provocam a ionização celular. Células transformadas em íons podem remover elétrons, portanto, a ionização enfraquece as ligações. E o resultado? Células modificadas e, consequentemente, mutações genéticas.

Publicado por Líria Alves de Souza

Radiação ionizante é uma forma de radiação que carrega consigo energia suficiente para arrancar elétrons que se encontram ligados a átomos e moléculas. Essa radiação pode ser de natureza corpuscular, como as radiações alfa e beta, ou de natureza eletromagnética, como a radiação gama, os raios X e algumas frequências de ultravioleta.

Veja também: O que é ionização?

Para que uma forma de radiação consiga ionizar átomos e moléculas, é necessário que ela carregue consigo uma grande quantidade de energia. No caso das ondas eletromagnéticas, somente aquelas que se encontram no final do espectro eletromagnético são capazes de ionizar. Já no caso da radiação corpuscular, é necessário que as partículas irradiadas movam-se em altíssimas velocidades, iguais ou superiores a 1% da velocidade da luz.

De acordo com o FCC, órgão responsável pela área de telecomunicações e radiodifusão dos Estados Unidos, considera-se ionizante qualquer radiação eletromagnética que transporte energia maior que 10 eV (elétron-volts), cerca de 1,6.10-18 J. Essa energia é equivalente àquela transportada pelo ultravioleta longínquo, uma das faixas mais energéticas do ultravioleta, que se estende entre 122 nm e 200 nm de comprimento de onda.

A classificação que indica a capacidade de ionização para as radiações corpusculares considera o valor mínimo de 33 eV de energia, aproximadamente 5,28.10-18 J. Quaisquer formas de radiação que apresentem níveis de energia inferiores a 10 eV são considerados radiações não ionizantes.

Ainda em relação às radiações ionizantes, podemos destacar duas formas de ionização: a direta e a indireta. A ionização direta ocorre quando há interação entre cargas elétricas, como no caso das radiações alfa e beta. A ionização indireta, por sua vez, ocorre sem interação entre cargas elétricas, como na radiação ultravioleta, nos raios X, raios gama e na emissão de nêutrons, os quais não apresentam carga elétrica.

Os efeitos da radiação ionizante na matéria podem ser divididos em nucleares, químicos, elétricos e biológicos:

• Efeitos nucleares: Radiações como emissão de nêutrons, radiação alfa e radiação gama de alta energia podem induzir transmutações nucleares, tornando os núcleos atômicos instáveis e, consequentemente, radioativos.

• Efeitos químicos: Entre os efeitos químicos da radiação ionizante, destaca-se a quebra de ligações químicas que resulta na formação de radicais livres altamente reativos.

• Efeitos elétricos: A ionização de alguns compostos expostos a radiações ionizantes pode causar mudanças repentinas em sua condutividade, fazendo surgir picos de corrente elétrica, que podem danificar equipamentos sensíveis.

• Efeitos biológicos: Os efeitos biológicos da radiação ionizante são bastante diversos. Atualmente, existem, por exemplo, terapias baseadas na exposição à radiação para o tratamento do câncer. Os efeitos biológicos desse tipo de radiação são divididos em duas categorias: determinísticos e estocásticos. Os efeitos determinísticos são imediatos, tais como queimaduras por radiação ou morte de tecidos. Já os efeitos estocásticos são relacionados à mutação do código genético das células e ao surgimento de câncer ou doenças hereditárias.

Radioterapia

Radioterapia é uma forma de combate ao câncer que utiliza radiação ionizante para combater o crescimento de células cancerosas. Apesar de existirem diferentes formas de radioterapia, todas funcionam de forma similar: a radiação ionizante danifica as células cancerígenas, impedindo a progressão da doença.

A radioterapia pode ser utilizada de forma terapêutica para a cura, tratamento ou alívio de sintomas causados por alguns tipos câncer. Como todo tratamento, pode trazer consigo alguns efeitos colaterais indesejados, como perda de peso e de cabelos, sensação de cansaço, etc.

A radioterapia pode ser administrada nos pacientes de forma externa ou interna. Na radioterapia externa, um acelerador linear de partículas produz feixes altamente energéticos e concentrados de raios X, que são cuidadosamente direcionados ao local do tumor maligno. Esses feixes são produzidos, geralmente, pela desaceleração de elétrons no momento em que eles colidem com um alvo metálico em velocidades próximas à velocidade da luz.

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Existem duas modalidades de radioterapia interna: a braquiterapia e a terapia com radioisótopos. A braquiterapia consiste no implante de fontes de radiação junto ao tumor cancerígeno, minimizando o efeito da radiação em tecidos saudáveis. Já a terapia com radioisótopos consiste na ingestão de cápsulas ou soluções compostas por elementos radioativos, como o iodo-131.

Como cada tipo de câncer responde de maneira distinta a determinadas radiações, às vezes é necessário combinar diferentes formas de radioterapia para que se alcance o melhor resultado possível, minimizando os efeitos colaterais do tratamento sem perder efetividade.