Apostila Educativa CNEN: Aplicações da Energia Nuclear

Apostila Educativa CNEN - Aplicações da Energia NuclearAutor: Eliezer de Moura Cardoso.

Infelizmente são pouco divulgados os grandes benefícios da energia nuclear.
A cada dia, novas técnicas nucleares são desenvolvidas nos diversos campos da atividade humana, possibilitando a execução de tarefas impossíveis de serem realizadas pelos meios convencionais.
A medicina, a indústria, particularmente a farmacêutica, e a agricultura são as áreas mais beneficiadas.
Os isótopos radioativos ou radioisótopos, devido à propriedade de emitirem radiações, têm vários usos. As radiações podem até atravessar a matéria ou serem absorvidas por ela, o que possibilita múltiplas aplicações. Mesmo em quantidades cuja massa não pode ser determinada pelos métodos químicos, a radiação por eles emitida pode ser detectada. Pela absorção da energia das radiações (em forma de calor) células ou pequenos organismos podem ser destruídos. Essa propriedade, que normalmente é altamente inconveniente para os seres vivos, pode ser usada em seu benefício, quando empregada para destruir células ou microrganismos nocivos.
A propriedade de penetração das radiações possibilita identificar a presença de um radioisótopo em determinado local.

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CARDOSO, Eliezer de Moura. Apostila Educativa CNEN: Aplicações da Energia Nuclear. Rio de Janeiro: Comissão Nacional de Energia Nuclear.
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Física das Radiações

Física das RadiaçõesAutores: Emico Okuno; Elisabeth Mateus Yoshimura.

Desde a descoberta da radioatividade e do raio X no final do século XIX, a radiação tem se tornado cada vez mais importante no dia a dia das pessoas, com aplicações importantes em indústrias e, principalmente, na Medicina. São inúmeros os usos da radiação na detecção e no tratamento de doenças por meio da radiologia, radioterapia e medicina nuclear.
Este livro aborda os principais temas no estudo da Física das Radiações, desde os elementos químicos e os radioisótopos, o decaimento nuclear e a interação da radiação com a matéria, até as aplicações da radiação e seus efeitos biológicos, além da detecção e proteção radiológica.
Física das Radiações apresenta o tema de forma didática, oferecendo exercícios resolvidos, e ainda amplia os horizontes ao leitor com as biografias de cientistas de expressão na área, curiosidades históricas e listas de exercícios. Uma obra fundamental para alunos de graduação e pós-graduação em Física, Física Médica e Engenharia Clínica, assim como referência para todos os profissionais envolvidos em Radiologia.

Para visualizar e baixar uma amostra do livro acesse:

OKUNO, Emico; YOSHIMURA, Elisabeth Mateus. Física das Radiações. São Paulo: Oficina de Textos, 2010.
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Estudo da Dose de Radiação Absorvida em Exames de Radiodiagnóstico – Comparação entre Diferentes Equipamentos de Raios X

Estudo da Dose de Radiação Absorvida em Exames de Radiodiagnóstico - Comparação entre Diferentes Equipamentos de Raios XAutores: Marco A. R. Fernandes; Charlene O. Reis; Paulo L. Garcia; Marcelo A. F. Lima; Fernando L. D. Dalaqua; Vladimir E. Costa.

O trabalho apresenta as medidas da dose de radiação absorvida em exames de radiodiagnóstico realizados em três diferentes equipamentos de raios X, empregando as mesmas técnicas radiográficas de rotina no Serviço de Radiologia do Hospital das Clínicas da UNESP de Botucatu. Os respectivos valores das medidas foram analisados em gráfico correlacionando a dose com a respectiva energia (kVp) do feixe, extraindo assim uma expressão matemática da dose em função do kVp. Esta expressão poderá auxiliar os profissionais das técnicas radiológicas na determinação do kVp mais apropriado que possa minimizar a dose de radiação absorvida pelos pacientes durante os procedimentos de radiografia, e evitar a repetição de exames. Os resultados mostram que a dose de radiação pode variar de até 1,24 mGy de um equipamento de raios x para outro dentro do mesmo serviço e considerando a mesma técnica radiográfica. Observou-se que a dose de radiação absorvida foi sistematicamente maior para o equipamento C, seguido do equipamento B, sendo que o equipamento A proporciona a menor dose. O trabalho reforça que o profissional responsável pela realização dos exames radiológicos deve ter pleno conhecimento da condição de operação dos equipamentos emissor de radiação, e que as técnicas radiológicas (kVp e mAs) devem ser ajustadas para os respectivos equipamentos de raios X utilizados.

Para visualizar e baixar o artigo completo acesse:

FERNANDES, Marco A. R. et. al. Estudo da Dose de Radiação Absorvida em Exames de Radiodiagnóstico – Comparação entre Diferentes Equipamentos de Raios X. Tékhne e Lógos, Botucatu, v. 3, n. 2, jul. 2012.

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Validação de um Modelo Computacional de Exposição para Dosimetria em Tomografia Computadorizada

Validação de um Modelo Computacional de Exposição para Dosimetria em Tomografia Computadorizada

Autores: Cássio C. Ferreira; Laila A. Galvão; J. W. Veira; Ana F. Maia.

Técnicas de simulação computacional por métodos de Monte Carlo foram utilizadas para estudar a dosimetria em tomografia computadorizada (TC). Os espectros de raios X foram calculados através de programas computacionais denominados códigos geradores de espectros de raios X. Os objetos simuladores da cabeça, usados na dosimetria, foram modelados através do programa computacional IDN (2006). Ainda, foram utilizados o MAX06 (2006), para simular um paciente macho adulto, e os códigos de transporte de radiação EGS4 (1985) e o EGSnrc (2006). A avaliação dos códigos geradores de espectros de raios X para uso na dosimetria de TC revelou uma dependência do uso do código gerador de espectros com a filtração do tubo de raios X. Para filtração de aproximadamente 1,90 mm de Al, o código X-rayb&m mostrou-se o mais indicado, para filtração de 4,52 mm  de Al foi o código genspec1 e para filtração de 10,90 mm de Al foi o código X-raytbc. A validação da simulação computacional foi realizada por  meio de comparações com medidas experimentais. O uso do código EGSnrc produziu os resultados mais acurados. Sendo que, no pior dos casos, apresentou uma diferença percentual de 17,15%.

Para visualizar e baixar o artigo completo acesse:

FERREIRA, Cássio C.; et. al. Validação de um Modelo Computacional de Exposição para Dosimetria em Tomografia Computadorizada. Revista Brasileira de Física Médica, Natal, v. 4, n. 1, p. 19-22, 2010.

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Estudos Dosimétricos em Radiodiagnóstico

Estudos Dosimétricos em Radiodiagnóstico

Autor: Mário João Fartaria de Oliveira.

A maior contribuição para a dose no conjunto de exposições, da população a fontes de radiações ionizantes produzidas pelo homem, provem de exames médicos de radiodiagnóstico. A frequência de exames radiológicos e a dose de radiação recebida pelos pacientes, em cada exame, tem merecido a atenção dos profissionais de saúde e das entidades de protecção e segurança radiológica. No sentido de determinar as doses associadas aos vários exames e os respectivos procedimentos, foi recentemente emitido pela Agência Internacional da Energia Atómica um código de práticas (TRS 457), útil em laboratórios de dosimetria e em hospitais. Neste contexto, a dosimetria assume uma importância central. A mensuranda é o kerma no ar, e a sua medição é realizada com recurso a instrumentos adequados tais como câmaras de ionização, entre outros, com calibração rastreável a um padrão primário. Em Portugal, o laboratório responsável pelo controlo metrológico de dosímetros é o Laboratório de Metrologia das Radiações Ionizantes (LMRI) do Instituto Tecnológico e Nuclear (ITN). O objectivo principal deste trabalho foi a realização da dosimetria dos feixes das várias qualidades de radiação do radiodiagnóstico, tais como, as RQR e RQA, aplicadas ao diagnóstico convencional, as RQT, aplicadas à tomografia computadorizada, e as qualidades definidas pelo Bureau International dês Poids et Mesures (BIPM), aplicadas à mamografia. Consequentemente foram estabelecidos os procedimentos mais adequados à calibração dos dosímetros utilizados em meio clínico. Foi estudado em particular, o melhor método para a calibração de câmaras de ionização do tipo lápis, dosímetros utilizados na tomografia computadorizada. Os resultados obtidos sugerem que a irradiação da câmara a 50% do seu comprimento sensível, é a melhor opção para a realização da calibração deste tipo de câmaras. Os resultados obtidos permitem ao LMRI estar em condições de participar numa comparação interlaboratorial das qualidades estudadas.

Para baixar a dissertação completa acesse:

OLIVEIRA, Mário João Fartaria de. Estudos Dosimétricos em Radiodiagnóstico. Lisboa, 2011. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica) – Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade Nova de Lisboa, Lisboa, 2011.
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Notas de Aula: Física das Radiações

Notas de Aula - Física das Radiações

Autor: Luciano Santa Rita Oliveira.

Ótima apresentação disponibilizada pelo professor Luciano Santa Rita Oliveira. Nela são abordados os temas mais relevantes para a Física aplicada à Radiologia. Iniciando com a base do conhecimento, histórico e desenvolvimento do conceito físico, tipos de radiações, interações, dosimetria e radioproteção. Além disso, conta com uma série de exercícios com a finalidade de fixar o conhecimento adquirido.

Para visualizar e baixar a apresentação completa acesse:

OLIVEIRA, Luciano Santa Rita. Notas de Aula: Física das Radiações. [S.l], 2012.

Fonte: Tecnólogo em Radiologia.

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Teste para Avaliação do Efeito Anódico em Aparelhos Radiográficos

Teste para Avaliação do Efeito Anódico em Aparelhos RadiográficosAutores: Flávio Augusto Penna Soares; Nathalia Almeida Costa.

O efeito anódico é um processo inerente da produção da radiação X em aparelhos radiográficos. Este efeito provoca a variação espacial da intensidade do feixe que resulta na variação da densidade óptica da imagem registrada no filme radiográfico. Na falta de um teste ou procedimento para avaliá-lo, desenvolveu-se um instrumento no formato de um kit contendo peças metálicas para realização de um teste simples e eficiente avaliar o efeito  anódico nos aparelhos radiográficos. Estudos teóricos e cálculos a partir do coeficiente de atenuação em massa de diversos materiais foram utilizados para definição do material e tamanho das peças usadas no instrumento. O teste consiste em radiografar todo o conjunto a fim de se avaliar a densidade ótica de pequenos cilindros no filme processado. A partir dos princípios de proteção radiológica, que busca a qualidade da imagem com a minimização da exposição à radiação X, o teste fornece ao  tecnólogo em radiologia mais informações sobre o feixe produzido através da análise do efeito anódico nos aparelhos radiográficos.
O instrumento auxilia na melhoria da qualidade da imagem radiográfica, facilitando o diagnóstico pelo radiologista e, assim, diminui de forma indireta a exposição à radiação X dos profissionais e da população em geral.

Para visualizar e baixar o artigo completo acesse:

SOARES, Flávio Augusto Penna; COSTA, Nathalia Almeida. Teste para Avaliação do Efeito Anódico em Aparelhos Radiográficos. Caderno de Publicações Acadêmicas, Florianópolis, v. 2, n. 2, p. 20-26, 2010.

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Importância do Uso do Espessômetro no Setor de Radiologia e Diagnóstico por Imagem

Importância do Uso do Espessômetro no Setor de Radiologia e Diagnóstico por ImagemAutor: Filipe Giovani Pereira Neves.

O setor de Radiologia e diagnóstico por imagem tem vital importância no  diagnóstico médico e no controle da evolução do quadro clínico de cada paciente, para isso deve-se obter imagens de alta qualidade, proporcionando ao profissional médico que solicitou o exame precisão no diagnóstico de patologias e na emissão de laudos.
Partindo-se de um embasamento teórico a respeito da realização de um exame radiológico (aspectos físicos, procedimentos técnicos, comportamento profissional, formação da imagem radiográfica, normas e regulamentações), complementado com a pesquisa de campo, no setor de Radiologia e diagnóstico por imagem de um hospital público da grande Florianópolis, Estado de Santa Catarina, Brasil, foi analisada a não utilização do espessômetro para medida de espessura nos exames de Tórax, na incidência Póstero-Anterior (PA). No segundo momento da pesquisa de campo foi feita a pesquisa experimental com a utilização do espessômetro, conforme a literatura especializada e a legislação preconizam sobre padronização de procedimentos para a garantia da qualidade.
Com o objetivo de corrigir os pontos falhos, reforçar os aspectos positivos e adaptar setor de Radiologia e diagnóstico por imagem às normas e regulamentações pertinentes à atividade. Legitimando o trabalho, são explanados os resultados obtidos na pesquisa de campo e as recomendações para pesquisas posteriores.

Para visualizar e baixar a monografia completa acesse:

NEVES, Filipe Giovani Pereira. Importância do Uso do Espessômetro no Setor de Radiologia e Diagnóstico por Imagem. Florianópolis, 2007. Monografia (Tecnologia em Radiologia) Núcleo de Tecnologia Clínica, Centro Federal de Educação Tecnológica de Santa Catarina, Florianópolis, 2007.

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Método de Monte Carlo: Princípios e Aplicações em Física Médica

Método de Monte Carlo - Princípios e Aplicações em Física Médica

Autor: Hélio Yoriyaz.

O método de Monte Carlo tem se tornado, ao longo dos anos, uma ferramenta padrão para cálculos de dose absorvida e outras grandezas de interesse nas áreas de terapêutica e diagnóstico da Física Médica. Este artigo faz uma breve revisão das principais aplicações deste método, abrangendo as aplicações nas diversas modalidades de tratamento, acompanhado da descrição do surgimento dos principais códigos computacionais. Com o intuito de introduzir o tema àqueles que desejam conhecer o método, é apresentada uma breve descrição dos conceitos básicos do método e suas potencialidades.

Para visualizar e baixar o artigo completo acesse:

YORIYAZ, Hélio. Método de Monte Carlo: Princípios e Aplicações em Física Médica. Revista Brasileira de Física Médica, Natal, v. 3. n. 1, p. 141-149, out. 2009.

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Radioatividade Natural

Radioatividade NaturalAutor: Thomaz Bitelli.

Após a descoberta dos raios X por Roentgen, os pesquisadores da época principiaram a seleção dos minerais que se tornavam luminescentes durante e após a exposição aos raios X.
Entre eles, Henry Becquerel, ilustre professor francês, estudava minuciosamente a fosforescência e fluorescência de amostras que recebia de várias partes de seu país, quando acabou descobrindo que um minério de urânio (sal duplo de urânio) emitia uma radiação capaz de impressionar uma chapa fotográfica, mesmo sem irradiação prévia.
Suas experiências (1896) levaram-no a afirmar que o urânio gozava da propriedade de emitir uma radiação penetrante, capaz de atravessar até corpos opacos à luz ordinária.
Entre aqueles que se interessaram pelo fenômeno, destacaram-se, na França, o casal Curie (Pierre e Marie), e na Inglaterra, em Manchester, o famoso grupo de “Sir Esnest Rutherford”, do qual fazia parte o pesquisador Soddy.
Dois anos após a descoberta desse fenômeno (em 1898, portanto),  o casal Curie já anunciava mais duas espécies que emitiam também radiações penetrantes: o polônio e o rádio.
Deve-se ao casal Curie a denominação radioatividade, propriedade que a substância apresenta de emitir as tais radiações penetrantes e, mais ainda, a verificação experimental de que a radioatividade independe das condições físico-químicas da substância.
No início do século passado (1903), sem conhecimento da estrutura do átomo, o grupo de Manchester estabeleceu três postulados capazes de justificar a radioatividade e a transmissão espontânea dos elementos. São eles:

  1. os elementos radioativos transmutam-se espontaneamente de uma espécie química para outra diferente;
  2. a transmutação ocorre simultaneamente com a emissão de radiações penetrantes;
  3. a radioatividade é um processo de caráter subatômico, com origem no íntimo do átomo.

Não há necessidade de ressaltar a intuição científica de Rutherford e Soddy; basta lembrar que, em 1903, o homem praticamente desconhecia quase tudo a respeito do átomo e particularmente tudo a respeito do núcleo.
Atualmente, sabemos que a radioatividade é propriedade inerente aos átomos instáveis dos elementos pesados e, como para justificar a regra, a alguns isótopos de elementos leves.
De um modo geral, podemos dividir didaticamente os elementos naturais em dois grupos: leves e pesados. Do hidrogênio ao chumbo seriam leves, e do bismuto ao urânio, os pesados. É óbvio que estamos estabelecendo uma divisão didática por conveniência. Os elementos pesados e todos os seus isótopos são radioativos naturais.
Quanto aos elementos leves, apenas alguns admitem isótopos radioativos (radioisótopos ou radionuclídeos); por exemplo: In, Lu, Sm, C etc.
Rutherford, em uma experiência bastante divulgada, demonstrou a existência de três tipos de radioatividade natural: radiações alfa, beta e gama, que constituem as emissões espontâneas nas transmutações dos elementos instáveis.
A radiação alfa é constituída por corpúsculos denominados partículas alfa que, segundo demonstrou o grupo de Manchester, nada mais são do que núcleos de 24He, ou seja, dois prótons e dois nêutrons intimamente ligados. A massa da partícula alfa é 4,0026 u, e sua carga é igual a +2e, ou seja, aproximadamente 3,2 . 10-19 C.
A radiação beta é também corpuscular, constituída de partículas beta que são elétrons. A massa do elétrons em repouso é 9,1091 . 10-28 g e corresponde a ~ 0,51 MeV, porém como as partículas beta apresentam velocidades próximas à da luz, teremos que representar sua massa por: m = m0 (1 – v2/ c2) - 1/2. A carga da partícula beta é a carga do elétron (1,6 . 10-19 C).
A radiação gama, de origem eletromagnética, decorre da excitação do núcleo após a emissão de uma partícula, e é chamada também de energia da excitação nuclear.

Referência:

BITELLI, Thomaz. Radioatividade Natural. In: Física e Dosimetria das Radiações. 2. ed. São Paulo: Atheneu; São Camilo, 2006. p. 16-18.

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