APLICAÇÕES NA AGRICULTURA
Obtenção de variedades de plantas com novas características
A obtenção de variedades é feita irradiando-se sementes ou
plantas, é possível aumentar em cerca de 1000 vezes ou mais a taxa de um largo espectro
de mutações genéticas.
O Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Escola Superior de Agronomia Luiz de
Queirós, realiza pesquisas nessa área
A irradiação das sementes é feita com uma fonte de Cobalto-60.
Conhecimento do metabolismo vegetal e animal.
O estudo do crescimento e metabolismo das plantas é feito com
radioisótopos, utilizando-os como traçadores. Os isótopos mais comumente
empregados são: Carbono-14, Fósforro-32, Enxofre-35, Cálcio-45, Hidrogênio-3,
Potássio-42, etc. O processo da absorção dos nutrientes, água e fertilizantes
é também pesquisado, podendo-se distinguir entre a absorção pelas
raízes e pela folhagem. Com isso, obtém-se também informação
sobre o local mais adequado para a colocação de fertillizantes.
Controle ou eliminação de insetos
(técnica
do macho estéril)
A erradicação de certos insetos já foi feita com sucesso,
irradiando os machos até a esterilização, conseguindo eliminar com sucesso a peste.
Os insetos foram irradiados com Cobalto-60 e soltos de avião, à razão de 400 machos
estéreis por milha quadrada por semana. A total erradicação foi conseguida
após a quarta geração.
Esse método é valido em áreas fechadas como é o caso de
ilhas ou áreas limitadas por desertos, oceanos e montanhas.
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ANÁLISE LABORATORIAL ATRAVÉS DA
ATIVAÇÃO COM NÉUTRONS
É uma técnica na qual a amostra é irradiada com nêutrons
a fim de tornar seus elementos constituintes radioativos. Como cada radioisótopo emite um espectro
de radiação característico, é, possível por esse meio, identificar e
medir os elementos presentes na amostra.
Essa técnica tem sido utilizada até para a análise de minerais na superfície lunar.
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CONSERVAÇÃO DE ALIMENTOS
Na indústria alimentícia a radiação é utilizada para
evitar que raízes ou tubérculos brotem durante o armazenamento (como é
o caso de cebolas e batatas); para eliminar insetos dos grãos antes do armazenamento,
ou ainda para preservar alimentos, inibindo ou destruindo as bactérias e outros microorganismo.
A radiação atuando sobre as substâncias alimentícias,
vai ionizar alguns átomos e alterar a estrutura de moléculas vitais, provocando a morte
de bactérias e microorganismos.
Dependendo do alimento, podem ocorrer certos problemas associados com a esterilização,
como a mudança no sabor, na cor e textura. Em outros casos há a diminuição
do conteúdo da vitamina.
Em setembro de 1976, em Genebra, uma comissão conjunta de três
organizações: a Organização de Fomento e Agricultura (FAO), a Agência
Internacional de Energia Atômica (IAEA) e a Organização Mundial de Saúde (WHO),
recomendou a aceitação incondicional de cinco alimentos irradiados: galinha, mamão,
batata, morango e trigo; e propuseram a aceitação provisória de cebola, bacalhau e
arroz.
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COLORAÇÃO DE CRISTAIS
A radiação provoca danos nos cristais, criando o que se chama de centros
de cor, que podem mudar ou intensificar a cor dos cristais, Cristais sem ou com pouca cor e, portanto,
sem ou com baixo valor gemológico podem adquirir cor, e conseqüentemente valor comercial,
através da irradiação.
Essa técnica tem grande aplicação na gemologia e o grupo de
centros de cor em cristais do instituto de Física da USP vem fazendo pesquisas na área.
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DATAÇÃO
A datação de peças arqueológicas, fósseis e rochas
pode ser feita cientificamente. A seguir relatamos dois métodos, ambos relacionados com a
radiação:
Datação pelo método de Carbono-14
Por este método, pode-se medir idades de centenas e até dezenas de
milhares de anos de materiais orgânicos. Por outro lado, para se determinar a idade das rochas que
têm milhões ou bilhões de anos é empregado o método de Urânio-238.
No ar existe uma pequeníssima fração de carbono-14, em forma de
gás carbônico. Para cada 1012 partes de 12 C há uma
de 14 C. Esses átomos de 14 C são produzidos por colisões de
raios cósmicos incidentes nas camadas mais externas da atmosfera com o nitrogênio do ar.
O Carbono-14 radioativo assim produzido se desintegra e desapareceria por completo,
se não houvesse produção contínua na atmosfera.
Os organismos vivos, plantas e animais absorvem o Carbono do ar diretamente, por
fotossíntese, ou indiretamente por ingestão de plantas ou animais. O Carbono existente nos
seres vivos como caules, folhas, tecidos humanos, ossos, etc, contém, portanto, a mesma fração de 12 C para 14C existentes no ar.
Quando o organismo morre, ele cessa de absorver o carbono do ar. A quantidade de
12 C mantém-se constante. O 14 C, por sua vez, vai-se desintegrando sem ser substituído. Portanto a fração de 14 C no carbono total vai diminuindo, e assim também a radioatividade do material que é medida. A determinação da fração de 12C para 14C e sua comparação com aquela antes da morte do organismo fornecerá informação quanto à idade da peça.
No Brasil há dois laboratórios que fazem datação por
14 C: O Laboratório de Geogronologia da USP e o Laboratório do Instituto de Física da Universidade Federal da Bahia.
Datação por Termoluminescência
Este método baseia-se no fato de que muitos cristais podem armazenar energia
proveniente da radiação. Quando o cristal é aquecido, a energia liberada sob à forma de luz é medida, obtendo-se a quantidade de radiação acumulada.
No caso de rochas ou cerâmicas enterradas contendo quartzo, que é
termoluminenscente, a radiação natural é acumulada desde a idade zero. No caso das
rochas, essa idade é a época de sua formação e, no das cerâmicas, o
momento de sua fabricação, em que são queimadas a temperaturas a 700º C
(eliminando qualquer radiação acumulada no quartzo antes da fabricação da
cerâmica). A datação da peça é feita, portanto, determinado-se a
quantidade total de radiação acumulada nos cristais e conhecendo-se a radiação
de fundo ou natural por ano, através da relação.
Idade = radiação natural acumulada / radiação natural anual
O Laboratório de Dosimetria do Instituto de Física da USP faz
datação pelo método da Termoluminescência.
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DETECÇÃO DE VAZAMENTOS
Radioisótopos empregados como traçadores oferecem um método simples,
seguro e razoavelmente barato para detectar vazamentos de líquidos ou gases.
Uma pequena quantidade de material radioativo é adicionada ao fluxo e assim
qualquer vazamento será detectado, mesmo que já invisível.
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ESTERILIZAÇÃO DE MATERIAIS CIRÚRGICOS
A esterilização é o processo pelo qual as bactérias
são completamente destruídas dentro de um material, e pode também ser obtida
através da irradiação.
Materiais hospitalares como bandagens, gases, suturas, aparelhos cirúrgicos,
drogas, vacinas, seringas, etc., são normalmente fornecidos na forma esterilizada.
A esterilização pode ser feita de várias formas. O método
tradicional é por aquecimento do material entre 150 e 170º C. Radiações com energia
suficiente podem destruir as bactérias e, portanto, são consideradas agentes esterilizantes.
Alguns cuidados devem ser tomados, visto que a esterilização por
radiação pode modificar a estrutura de alguns plásticos, de modo que eles tornem quebradiços, diminuindo assim as chances de reciclagem desses materiais.
Entre as vantagens dessa técnica, pode ser citada: a possibilidade de
esterilizar materiais sem aplicação de calor (o qual pode deteriorar o produto) e a
esterilização do material já embalado.
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ESTUDOS SOBRE POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA
Utiliza-se um método chamada PIXE (Particle Induced X-ray Emission) que consiste
na irradiação da amostra de ar coletado com prótons ou partículas alfa.
Os prótons ou partículas alfa, altamente energéticos, arracam os
elétrons das camadas mais internas dos elementos constituintes da amostra. Quando os
elétrons das camadas mais externas passam a ocupar os lugares vazios deixados pelos elétrons
arrancados, emitem raios-X característicos que têm energia diferente para cada elemento.
A deteção e a análise desses raios-X fornecerão as informações
sobre a qualidade do ar cuja amostra foi coletada. Essa pesquisa está sendo efetuada pelo grupo de
poluição do ar no Instituto de Física da USP, irradiando as amostras do ar com
prótons e partículas alfa aceleradas pelo acelerador Pelletrons.
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FISSÃO NUCLEAR
A partir da compreensão que na natureza um elemento se transforma em outro, podemos entender, por exemplo, o que acontece quando o rádio que madame CURIE estudou, o 226 Ra, se desintegra: emite uma partícula alfa e radiação gama transformando-se no radônio 222. Essa transformação de um átomo em outro é conhecida com o nome científico de transmutação e só foi conseguida artificialmente, isto é, em laboratório, em 1921, por RUTHERFORD. O processo artificial de produzir radioisótopos é muito mais útil ao homem do que o que o natural, pois permite obter grandes quantidades de radiosótopos (carbono, fósforo, enxofre, iodo, etc) indispensáveis em inúmeras atividade. O principal processo artificial se baseia na reação em cadeia, iniciada e mantida pela fissão do átomo de urânio 235.
A fissão do átomo de Urânio - 235 ocorre quando um nêutron lento é capturado por aquele átomo, o que provoca a excitação do núcleo, que termina por ser desdobrar em dois núcleos menores em dois ou três nêutrons, o que libera, também, grande quantidade de energia. O nêutrons liberados podem ser capturados por outros átomos de Urânio prosseguindo em uma série de reações chamadas em cadeia.
Essa reação em cadeia é realizada e controlada no interior dos reatores nucleares.