quinta-feira, 18 de novembro de 2010

Experimento da radiação

O projeto visa o campo da matéria e energia. Nele procuramos fazer uma analogia da radiação de um raio-x para descobrirmos o seu efeito.
A radidação se dá a partir do excesso de energia nos núcleos dos átomos. Quando essa energia é emitida na forma de matéria a intensidade da radiação é alfa ou beta.
Quando essa energia é emitida em ondas eletromagnéticas, obtemos o tipo mais forte de radiação: gama.
No experimento simulamos uma lâmpada incandescente emitindo radiação a um fototransistor com uma ventoinha ao meio para que sinal reconhecido pelo programa Audacity seja alternado.
A intenção é colocar diversos tipos de barreiras (ex: vidro, papel, plástico) para medirmos a intensidade dessa radiação.
Na lâmpada foi implantado um dimer para alternar a intensidade da potência elétrica.
O projeto tem uma proposta abrangente dos principais tipos e efeitos da radiação bem como o incentivo ao aprendizado das principais fontes radiotivas.

quinta-feira, 4 de novembro de 2010

Fatores que influem sobre os efeitos radiobiológicos.

Vários fatores influem sobre os efeitos radiobiológicos. São especialmente: 1 - A qualidade da energia ionizante; 2 - A intensidade da radiação (efeito reversível e irreversível); 3 - A maneira da Exposição, isto é, se de corpo inteiro ou de parte dele, se externa ou interna, se simples, continuada ou fracionada; 4 - O tempo de exposição; 5 - A distribuição de dosagens entre os diversos tecidos.

quarta-feira, 27 de outubro de 2010

Corpo Humano


Respostas às radiações em diferentes sistemas do corpo humano

A ação das radiações no organismo humano produzem uma série de efeitos, que representam danos diferentes para cada região afetada. Os tecidos mais sensíveis à radiação são os da medula óssea, tecido linfóide, dos órgãos genitais, os do sistema gastro-intestinal e do baço. A pele e os pulmões mostram sensibilidade média, enquanto que os músculos, tecidos neuronais e os ossos plenamente desenvolvidos são os menos sensíveis. A seguir, um resumo dos sintomas clínicos, relativos aos efeitos biológicos imediatos mais prováveis na irradiação de corpo inteiro, com doses agudas de radiação:

  • Sangue. Os glóbulos brancos do sangue são as primeiras células a serem destruídas pela exposição, provocando leucopenia e reduzindo a imunidade do organismo. Uma semana após uma irradiação severa as plaquetas começam a desaparecer, e o sangue não coagula. Sete semanas após começa a perda de células vermelhas, acarretando anemia e enfraquecimento do organismo.
  • Sistema linfático. O baço constitui a maior massa de tecido linfático, e sua principal função é a de estocar as células vermelhas mortas do sangue. As células linfáticas são extremamente sensíveis à radiação e podem ser danificadas ou mortas quando expostas.
  • Canal alimentar. Os primeiros efeitos da radiação são a produção de secreção e descontinuidade na confecção de células. Os sintomas são náuseas, vômitos e úlceras no caso de exposição muito intensa.
  • Glândula Tireóide. Essa glândula não é considerada sensível à radiação externa, mas concentra internamente iôdo-131 (radioativo) quando ingerido, o que causa o decréscimo da produção de tiroxina. Como consequência, o metabolismo basal é diminuído e os tecidos musculares deixam de absorver o oxigênio necessário.
  • Sistema urinário. A existência de sangue na urina, após uma exposição, é uma indicação de que os rins foram atingidos severamente. Danos menores nos rins são indicados pelo aumento de aminoácidos na urina.
  • Ossos. A radiação externa tem pequena influência sobre as células dos ossos, fibras e sais de cálcio, mas afeta fortemente a medula vermelha.
  • Olhos. Ao contrário de outras células, as das lentes dos olhos não são auto-recuperáveis. Quando estas células são danificadas ou morrem, há formação de catarata, ocorrendo perda de transparência dessas células. Os nêutrons e raios g são os maiores indutores de catarata.
  • Órgãos reprodutores. Doses grandes de radiação podem produzir esterilidade, tanto temporariamente como permanente. A sensibilidade de gestantes é maior entre o 7o e o 9o mês de gestação. Nas mulheres grávidas que foram expostas às radiações no Japão durante o episódio em que duas bombas atômicas foram lançadas sobre aquele país, houve um aumento significativo de partos retardados e mortes prematuras.

Respostas do DNA às radiações


Respostas do DNA às radiações

Os efeitos das radiações ionizantes no DNA dependem de fatores como tipo de radiação, pH do meio, temperatura, teor de oxigênio, presença de aceptores de radicais livre, características do próprio DNA e a possibilidade de reparação dos produtos induzidos pela radiação. Entre os efeitos estão:

  • alterações estruturais das bases nitrogenadas e das desoxirriboses
  • eliminação de bases
  • rompimento de pontes de hidrogênio entre duas hélices
  • rotura de uma ou duas cadeias
  • ligações cruzadas entre moléculas de DNA e proteínas.

As radiações que não causam ionização na molécula de DNA também produzem danos. Apesar de não causar ionização, a radiação ultravioleta pode excitar a molécula de DNA ou outras moléculas que absorvam na mesma faixa de energia, criando assim um meio altamente reativo, podendo ocasionar a quebra de cadeias da molécula de DNA por ação de outras moléculas ativadas pela radiação.

Efeitos somáticos e hereditários

Efeitos somáticos e hereditários

As consequências das radiações para os humanos são muitas e variáveis, dependendo dos órgãos e sistemas atingidos. De um modo geral os efeitos são divididos em efeitos somáticos e efeitos hereditários.

Efeitos somáticos. Os efeitos somáticos surgem de danos nas células do corpo, e apresentam-se apenas em pessoas que sofreram a irradiação, não interferindo nas gerações posteriores.

Os efeitos que ocorrem logo após (poucas horas a semanas) uma exposição aguda são chamados de imediatos. Os efeitos que aparecem depois de anos ou décadas são chamados tardios.

A gravidade dos efeitos somáticos dependerá basicamente da dose recebida e da região atingida. Isso se deve ao fato de que diferentes regiões do corpo reagem de formas diferentes ao estímulo da radiação. Alguns exemplos de efeitos somáticos imediatos produzidos por exposição radioativa aguda (doses elevadas, da ordem de Grays) são:

  • Sistema hematopoiético: leucopenia, anemia, trombocitopenia etc.
  • Sistema vascular: obstrução dos vasos, fragilidade vascular etc.
  • Sistema gastrointestinal: secreções alteradas, lesões na mucosa etc.

Os efeitos somáticos tardios são difíceis de distinguir, pois demoram a aparecer e não se sabe ao certo se a patologia se deve à exposição radioativa ou ao processo de envelhecimento natural do ser humano. Por esta razão a identificação dos efeitos tardios causados pelas radiações só podem ser feitos em situações especiais.

Experimentos com animais permitem, com alguma incerteza, descrever os efeitos tardios causados pela radiação, tais como radiocarcinogênese, modificações na duração da vida média e alterações no crescimento e no desenvolvimento, especialmente na embriogênese.

Efeitos hereditários: Os efeitos hereditários ou genéticos surgem somente no descendente da pessoa irradiada, como resultado de danos por radiações em células dos órgãos reprodutores, as gônadas.

Estes efeitos são estudados usando camundongos como cobaias e seus resultados podem ser extrapolados para a espécie humana. Os efeitos genéticos nos camundongos dependem, além de outros fatores:

  • da dose de radiação, existindo uma relação linear entre esta e a intensidade do efeito
  • da taxa de fracionamento de dose, dependendo de serem ou não reparáveis as lesões provocadas pelas radiações
  • da qualidade da radiação, sendo os nêutrons os mais eficientes para provocar a mutagênese que o raio-X ou g;

Radiação e Saúde

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Vídeo - Tecido Epitelial

Vai ai algumas ideias sobre o tecido epitelial, um dos tecido mais sensíveis a radiação:

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Quebra de moléculas.

Código trocado
Algumas vezes, quando penetram no organismo, as radiações destróem completamente as moléculas portadoras do código da vida presentes nas células auto-reprodutoras. Outras vezes, no entanto, provocam uma quebra nos grupos moleculares que compõem o DNA, ácido desoxirribonucléico, responsável pelo código genético. Com a quebra, o DNA volta a recuperar-se, mas de maneira anormal, incomum. Os grupos moleculares ligam-se de forma diferente, formando, assim, as células mutantes que originam o câncer.

Sugestoes de atividades em sala.

Atividades

O tema presta-se a uma abordagem interdisciplinar envolvendo as áreas de Física, Química e Biologia.



1. Peça aos alunos que façam um levantamento, com os seus dentistas ou com os dentistas do bairro em que residem, dos métodos de controle usados para exposição de raios-X aos pacientes. Um dos cuidados é a proteção do paciente com um avental de chumbo, enquanto o dentista deve manter-se a uma distância segura no momento da emissão do feixe de radiação. Além disso, a lei prevê a inspeção periódica do consultório por um profissional habilitado em controle de emissão de raios-X.

3. Hospitais e clínicas radiológicas costumam manter, blindados por cápsulas de chumbo, sais radioativos usados na diagnose e terapia de tumores. Há uma variedade grande de tratamentos que variam de raios-X a bombardeamento com fontes de raios gama. Programe uma visita a um centro radiológico hospitalar, onde os estudantes poderão anotar os procedimentos que atendem às normas de segurança.

4. Proponha também uma atividade interdisciplinar que alcance outras séries da escola e da comunidade, com o objetivo de chamar a atenção para os riscos das radiações. Para tanto, uma comissão de professores e alunos pode preparar folhetos e cartazes de esclarecimento que incluam questões como: o que são as radiações? Você está protegido delas? O consultório do dentista pode ser um lugar perigoso para você? Como e onde o hospital perto de sua casa armazena material radioativo?

Conceitos de radiacao

O perigo pode estar ali na esquina

A radiação atômica destrói a medula óssea, provoca feridas mortais no estômago e deforma fetos humanos. E, pior ainda, é invisível. Ela se esconde no lixo produzido em hospitais, está nos depósitos de ferro-velho e até no inocente aparelho de raios-X naquele consultório dentário da sua rua

De que a explosão de uma bomba atômica tem conseqüências catastróficas ninguém duvida. Afinal, seus efeitos se fazem sentir até 20 anos depois. O que poucos sabem, ou já esqueceram, são os prejuízos potenciais de coisas bem pequenas, como agulhas e tubos, usados nas clínicas e hospitais com a nobre finalidade da radioterapia. O descarte sem cautela desses materiais deixa expostas à radiação as pessoas que passam pelo local e o mal pode se propagar rapidamente pela vizinhança.

Estamos sujeitos diariamente à radiação natural, proveniente de raios cósmicos ou de sais presentes na água e nos alimentos que ingerimos. São sais que contêm alguns isótopos radioativos de elementos como o potássio e o iodo. Elementos naturalmente radioativos, como o urânio e o plutônio das bombas e reatores nucleares, ou o césio e o cobalto utilizados nos aparelhos de terapia do câncer, também emitem o mesmo tipo de radiação. Só que, sem as devidas precauções, podem ter conseqüências devastadoras. Com a reportagem de VEJA e o plano de aula a seguir, elaborado por Walmir Thomazi Cardoso, professor de Física da PUC-SP, proponha uma tarefa interdisciplinar para alertar os estudantes e a comunidade sobre os cuidados necessários quando estão em jogo mesmo as radiações mais comuns, como os raios-X.

Questão de dose

As radiações podem penetrar na matéria e ionizá-la, ou seja, remover elétrons dos seus átomos e moléculas, e alterar seu comportamento químico. Formadas de átomos e moléculas, as células sujeitas à radiação podem modificar-se, daí resultando sérios distúrbios no organismo. Os efeitos podem ser quase imediatos ou tardios, conforme a dose (quantidade de radiação) recebida e o tipo de exposição. As células jovens e as que se reproduzem intensamente são as mais sensíveis.

A unidade mais usada para medir o efeito da radiação é o rem. Para se ter uma idéia, absorvemos da natureza cerca de 0,2 rem por ano. Entretanto, podemos receber radiações de até 10 rem e não apresentarmos mudanças nem externas, nem observáveis ao microscópio. Entre 10 e 100 rem percebem-se alterações sangüíneas. De 100 a 200 rem ocorrem cefaléia, náusea, vômito, queda de cabelos e redução de glóbulos brancos, que provoca baixa do sistema de imunidade do organismo. Mas a recuperação é possível em algumas semanas.

Doses superiores a 200 rem costumam ser fatais porque destróem as células da medula óssea, onde se produzem os glóbulos brancos e vermelhos e as plaquetas sangüíneas. A solução, no caso, pode ser um transplante de medula.

Acima de 1000 rem, a morte pode sobrevir por lesões no sistema gastrointestinal e, em conseqüência, diarréias incontroláveis, vômitos e náuseas.

Uma pessoa que recebesse doses superiores a 10000 rem apresentaria lesões no Sistema Nervoso Central e morreria em poucas horas.

Fotos da montagem do experimento

domingo, 24 de outubro de 2010

Montagem do experimento

Essa semana começamos a montar efetivamente o experimento. Onde usamos: uma caixa média de papelão encapada com papel contact preto para diminuir a interferência de luz externa no experimento. Fixamos uma lâmpada de 127V em uma das extremidades da caixa, a ventuina logo depois da lâmpada para que o sinal seja pulsado e assim seja medido pelo programa Audacity utilizando o Classmate PC, colocamos o fototransistor na outra extremidade e o suporte que receberá as "barreiras" entre o fototransistor e a ventuinha.

PUC portas abertas 21/10/2010


Fotos dos primeiros testes realizados

sexta-feira, 8 de outubro de 2010

Primeiros passos

Hoje iniciamos os testes com  alguns tipos de materiais para  medir a diferença de intensidade da luz (radiação). Ao qual interceptamos essa incidência com pequenas "barreiras" utilizando papel celofane. Após os testes foi possível verificar que entre as três colorações de papel (rosa, verde e vermelho) o que apresentou ser uma barreira mais significativa  foram três dobras de papel verde, contra cinco do papel rosa e seis do papel vermelho. Sendo assim concluimos que a coloração e o tipo de papel influência na incidencia da luz. Semana que vem apresentaremos mais novidades sobre novos testes.

quinta-feira, 7 de outubro de 2010

Radiação

Radiação
Materiais utilizados:
* Classmate PC
* Fototransistor
* Ventuinha
* Lâmpada
* e Fontes para alimentar a ventuinha e a lâmpada.

Montagem e resultados:-Na primeira etapa do experimento de radiação, onde montamos os equipamentos para o estudo da frequencia do sinal, notamos algumas dificuldades como por exemplo a incidência de luz externa no fototransistor teve influência no sinal recebido.-Observamos que a voltagem da lâmpada deve estar no máximo em 7,5 V. Pois realizando testes com a incidência notamos que no gráfico a voltagem acima de 7,5 V não permitia uma boa leitura a nenhuma distância do fototransistor.