terça-feira, 30 de agosto de 2011

A Coca-cola e os raios gama

Uma noite dessas eu estava em meu sofá, com o controle remoto na mão, vendo todos os canais ao mesmo tempo nada. Até que me deparei com um programa muito interessante no NatGeo: Megafábricas - a fábrica da Coca-Cola. Pousei o controle remoto em minha barriga e comecei a assisti-lo.

Trinta minutos e cinco comerciais depois, quando meu polegar já se movia em direção ao botão dos canais do controle remoto, algo me chamou a atenção! A fábrica da Coca-Cola, nos Estados Unidos, usa um "scanner" de raios gama para determinar se as latinhas, já fechadas, estão devidamente cheias de coca-cola (veja o "scanner" na figura abaixo). Essa verificação é feita de forma bastante eficiente e as latas que não estiverem cheias são imediamente retiradas da linha de produção.

Scanner de raios gama da Coca-cola.  
Fonte: Ultimate Factories - Coca Cola (National Geographic).


Essa técnica de escaneamento com raios gama também é bastante empregada na detecção do conteúdo de veículos de transporte de mercadorias e de conteiners em portos marítimos. Os radionuclídeos emissores de raios gama utilizados são, geralmente, o Cobalto-60 e o Césio-135 e a imagem gerada por essa técnica é muito parecida com a gerada por raio-x (veja a imagem abaixo).


Imagem gerada pela técnica de escaneamento por raios gama de um container na carroceria de um caminhão. Fonte: Wikipedeia: Cargo Scanning.



Para saber mais:

Ultimate Factories: Coca Cola - National Geographic.
(Parte 2, 3 e 4 no youtube, em inglês).


sexta-feira, 26 de agosto de 2011

Pesos atômicos não são constantes da natureza!

Sabem aqueles números, conhecidos por pesos atômicos, que caracterizam cada um dos elementos químicos da tabela periódica? Bem, pasmem (!), eles não são constantes. Isso porque o peso atômico de um elemento químico deve levar em conta os isótopos deste elemento.

Só para refrescar sua memória, caro leitor, isótopos são aqueles elementos químicos que embora tenham o mesmo número de prótons (e são, portanto, o mesmo elemento), eles apresentam números de nêutrons diferentes (já falei um pouco deles neste post). O Urânio-235 e o Urânio-238, por exemplo, são isótopos. Os dois têm 92 prótons, mas o U-235 tem 143 nêutrons, enquanto que o U-238 tem 146.

De fato, isótopos são bastante comuns e estão naturalmente presentes no nosso dia-a-dia. O ar que respiramos e a água que bebemos contêm isótopos. Perícia criminal, geocronologia, ciências da Terra e do meio ambiente e diagnóstico e tratamento médico são algumas das aplicações dos isótopos. Como exemplos de isótopos estáveis úteis ao Homem temos o Boro-10 utilizado na terapia por captura de nêutrons para o tratamento de tumores cerebrais e o Carbono-13/Carbono-12 ou o Oxigênio-18/Oxigênio-16 para detectar, entre outras coisas, o uso de drogas para doping no esporte, a autenticidade de alimentos e os efeitos da mudança climática. Exemplos de isótopos instáveis ou radioativos (também chamados de radioisótopos) bastante úteis incluem o Tecnécio-99 para geração de imagens dos órgãos internos do corpo humano para diagnóstico médico, o Amerício-241 para ativar o alarme em detectores de fumaça, e o Carbono-14 para responder a perguntas como "quando ocorreu a última Era Glacial?".

Com o objetivo de familiarizar estudantes, professores e a própria socidedade sobre a existência e importância dos isótopos, a IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) lançou, como parte das atividades do Ano Internacional da Química, a tabela periódica dos isótopos.


Essa tabela mostra a abundância isotópica de cada elemento químico em um gráfico tipo "pizza", facilitando a identificação do número de isótopos estáveis (bem como seus números de massa) para cada elemento químico.


Com quatro diferentes cores de fundo, os elementos químicos também são classificados segundo o número de isótopos que possuem e seus pesos atômicos padrão. Elementos que contém dois ou mais isótopos estáveis e têm seus pesos atômicos descritos por um intervalo de valores já reconhecido pela IUPAC são identificados pela cor rosa. Aqueles que ainda não tiveram o intervalo de peso atômico reconhecido pela IUPAC têm a cor amarela como fundo. Os elementos que têm apenas um isótopo estável e seu peso atômico é, portanto, uma constante da natureza são indicados em azul. Por fim, a tabela identifica os elementos que não contém isótopos estáveis com um fundo branco.


A tabela periódica dos isótopos (disponível apenas em inglês) pode ser encontrada no site da Comissão de Abundâncias Isotópicas e Pesos Atômicos (clique aqui para acessar a tabela em .pdf). Uma versão interativa dessa tabela está em desenvolvimento e incluirá as diversas aplicações dos isótopos e a presença destes no nosso dia-a-dia.


Para saber mais:

Site (em inglês) da Comissão de Abundâncias Isotópicas e Pesos Atômicos

Ano Internacional da Química


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Bê-a-bá nuclear: Radioisótopos, Radiação, Atividade, Decaimento Radioativo, Calor de Decaimento.

sexta-feira, 5 de agosto de 2011

Aumento na potência do reator nuclear IEA-R1 ampliará produção radioisótopos e serviços

Fonte: Site do IPEN

O reator nuclear de pesquisa IEA-R1, localizado no Insituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (Ipen), aumentou sua potência para 4,5MW a partir de 1º de agosto. Desde 2009, pesquisadores e técnicos do Centro do Reator de Pesquisa, Radioproteção e de sistema da qualidade do instituto realizaram estudos que comprovaram a viabilidade no aumento da potência com segurança para atender a demanda na prestação de serviços de irradiação de amostras para pesquisa e produção de radiofármacos para diagnóstico e tratamento médico.

Em operação desde 1957, o IEA-R1 tem por finalidade a irradiação de amostras para pesquisas com Física Nuclear, Radiofarmácia, Radioquímica, além de ser importante instrumento para o treinamento e formação de recursos humanos para a área nuclear.

O núcleo do reator IEA-R1 (foto abaixo) fica submerso em uma piscina, a cerca de nove metros de profundidade e possui 144 posições que permitem irradiações de materiais. Um sistema pneumático possibilita irradiações mais breves e 9 tubos de irradiação horizontais (beam holes) são utilizados para pesquisas com feixes de nêutrons em física nuclear, física do estado sólido e pesquisas em terapia de câncer.


No reator IEA-R1 são produzidos radioisótopos para uso em medicina nuclear, como o Samário-153, utilizado para o alívio das dores em metástases ósseas, o Iodo-131 para diganóstico e terapia de disfunções tireoideanas e o Irídio-192, na forma de fios metálicos, para braquiterapia. Os radioisótopos produzidos no reator são processados na Diretoria de Radiofarmácia antes de sua distribuição para os hospitais e clínicas. Os fios de Irídio-192, por sua vez, são processados em instalações no Centro de Tecnologia das Radiações. Outros radioisótopos, utilizados em aplicações industriais, como o Cobalto-60, para gamagrafia industrial também são produzidos no reator.

Durante as primeiras décadas, o reator operou a 2MW, embora seja projetado para atingir 5MW. A partir de 1994, passou a operar em regime contínuo de três dias, em turnos, com potência de 3 a 3,5MW. Ao longo de sua história, várias modernizações foram realizadas para permitir o aumento da potência: reformas no saguão da piscina, na sala de controle, nos sistemas de refrigeração, de aquisição de dados e na instrumentação. Desde 2002, o CRPq possui certificação ISO 9001. O investimento para essas reformas foi da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) e de projetos da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA) em parceria com órgãos de fomento.

Walter Ricci Filho, gerente-adjunto de Operação, Manutenção do Reator IEA-R1, comenta que o projeto é chegar a 5MW em 2012. “Todos ganham com o aumento da potência: a instituição, os pesquisadores e principalmente, a sociedade brasileira. Nosso reator tem muito a oferecer até que o Reator Multitpropósito Brasileiro seja construído e, mesmo depois do início de sua operação”.


Para saber mais:


Reator IEA-R1 - Site do IPEN