ensaios

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imagem meramente ilustrativa
Apenas um átomo? Nada. Um átomo, mesmo que em iminência de decomposição radioativa não resultaria em danos significativos aos tecidos vivos que estão em volta. Uma célula eventualmente morta pela radiação seria rapidamente reposta pelo organismo.

Alias, dependendo da região em que você vive é possível que tenha muitos átomos de urânio no seu corpo neste instante. O urânio está naturalmente presente no solo, e não é perigoso. Mesmo em regiões nas quais existe a mineração do elemento, a radiação natural na superfície não chega a níveis que comprometam a saúde dos habitantes da região.

A Organização Mundial da Saúde (OMS) determinou que a dose diária tolerável de consumo de urânio solúvel é de 0,6 microgramas por quilograma (de peso) por dia. E um estudo feito em 2008 com análises de amostras de água e alimento de diversos países europeus concluiu que mesmo em uma situação muito específica de elevado consumo de água e alimentos nos patamares de contaminação mais altos encontrados não excederia a dose diária tolerável recomendada pela OMS.

E além do urânio, nosso corpo também contém outros elementos naturalmente radioativos, como é o caso do potássio. Veja mais sobre isso no texto ‘Banana radioativa’.

Fonte: https://www.quora.com/What-would-happen-if-there-is-only-a-single-atom-of-Uranium-in-my-body

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.

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Nossas ruas estão cobertas com os metais preciosos: platina, ródio e paládio. Mas antes de sair em busca de tal riqueza é bom lembrar que a quantidade é mínima, e ainda os custos de recuperação superam os possíveis ganhos com a venda do metal; apesar de existirem pesquisas no sentido de aprimorar o resgate desta riqueza.

Como estes metais foram parar nas ruas?
A platina, ródio e paládio estão presentes em pequenas quantidades nos catalisadores usados para minimizar a emissão de poluentes em veículos. E aos poucos vão sendo dispersos junto com a fumaça emitida pelos canos de descarga, formando uma preciosa camada sobre o asfalto, que vai sendo acumulada ano após ano.

detalhe dos favos
Detalhe em close dos ´favos´ de um catalisador utilizado em escapamentos de veículos. (Amostra gentilmente doada pela Canaã Escapamentos, Bagé)

O processo de catálise serve para diminuir a agressividade dos poluentes emitidos durante a combustão. Dentro dos favos o tóxico monóxido de carbono é convertido no menos nocivo dióxido de carbono, ocorrem também reações envolvendo óxidos de nitrogênio e combustível que foi apenas parcialmente queimado, também transformando-os em substâncias não tão agressivas ao meio ambiente e à saúde humana.
É bom lembrar que a eficiência das reações só é máxima quando o catalisador está quente. Ou seja, após alguns minutos de funcionamento. E a presença de chumbo no combustível pode ´matar´ o catalisador, sendo necessário ter cuidado ao abastecer o carro em outros países que ainda não adotaram a total eliminação de aditivos contendo chumbo.

A outra ponta
A cidade de Norilsk, na Rússia, é uma das localidades com a maior mineração de platina. E lamentavelmente também considerada pela revista Time (em 2007) como estando entre as cidades mais poluídas do mundo.

Reciclagem
As reservas de tais metais não são abundantes, e o desperdício acelera a possibilidade de esgotamento dos depósitos economicamente viáveis para extração. Mais um motivo para sempre nos lembrarmos da importância da reciclagem e coleta seletiva. Cuidado que é tomado pelas empresas que trabalham com escapamentos e acessórios, que enviam os catalisadores usados para a reciclagem em instalações especializadas. Mesmo quando a reciclagem não pareça tão economicamente favorável no presente, é a melhor solução, pois o futuro pode cobrar o amargo preço da escassez.

OBS: Este texto foi escrito por Luís Roberto Brudna Holzle, editor do ´TabelaPeriódica.Org´, e publicado no jornal Folha do Sul Gaúcho, de Bagé. A reprodução foi gentilmente autorizada pela equipe do jornal.Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle

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sementes com césio
Sementes para braquiterapia – contendo césio-131

Foi em 1899 que Robert B. Owens e Ernest Rutherford deram início à descoberta do elemento radônio, elemento esse de isótopo 222 Rn, com sua meia-vida de 3,823 dias e emissão de radiação alfa. De origem da desintegração do elemento rádio.

Apesar de ser um elemento altamente radioativo e a inalação ser um dos grandes riscos, por suas partículas alfa serem altamente ionizáveis, ele foi muito utilizado como fonte de radiação em canceroterapia, ou seja, pela qual o paciente passa por uma técnica chamada “Braquiterapia”. Essa técnica utiliza-se de sementes (pequenas cápsulas) contendo uma diminuta quantidade de material radioativo, que em alguns casos era de radônio. Neste procedimento pequenas agulhas de ouro cheias de gás de radônio, eram inseridas na área tecidual do paciente ficando fixa bem próxima ao tumor entre 5 a 7 dias, para que fosse administrada toda a dose de radiação, sendo esta de curta duração podendo a vir a cessar num intervalo de 30 dias.

Atualmente não é mais tão comum o uso do radônio para essas aplicações e sim outros materiais, como por exemplo, o isótopo irídio na forma de fio, semente de ouro e iodo para tratamentos com doses mais baixas e irídio em fonte única de altíssima energia para tratamentos com doses mais altas, entre outros isótopos radioativos.

Os pacientes que se beneficiam com esse tratamento vem tendo uma boa tolerância às radiações e normalmente são submetidos a um tratamento de curto prazo. Fazendo com que a braquiterapia venha ter uma papel incisivo no tratamento de tumores.

Fontes:
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc32_4/09-EQ10909.pdf
http://www.upf.br/seer/index.php/rfo/article/view/597/390

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isotopo 209
Elementos podem ter isótopos com diferentes graus de estabilidade, desde aqueles com meia-vida extremamente curta até tempos de meia-vida absurdamente longos.

O recorde de longevidade para um decaimento alfa, com medida confirmada, fica com o isótopo que ocorre naturalmente – o bismuto-209. Com a marca de 1,9 x 10^19 anos (ou seja, 19 000 000 000 000 000 000 anos; 19 quintilhões de anos). Para se ter uma ideia, vale lembrar que a idade do Universo é estimada em 13,7 bilhões de anos.

O que ocorre neste caso é uma passagem do bismuto-209 para o tálio-205, com a emissão de partículas alfas, compostas de dois prótons e dois nêutrons.

decaimento alfa

As medidas que confirmaram estes valores de meia-vida foram realizadas por pesquisadores franceses, com participação de Noel Coron e colegas do Institut d’Astrophysique Spatiale, localizado em Orsay.

O equipamento utilizado foi um bolômetro cintilador que detectava a emissão de particula alfa, atuando por meio de uma medida simultânea de luz e pulso de calor, que eventualmente venham a ser geradas pela interação de alguma partícula com o cristal cintilador presente dentro do aparelho.

O equipamento usado pela equipe em Orsay era composto por dois detectores, ambos encapsulados em uma cavidade refletora e resfriada até 20 milikelvins. O primeiro detector que continha bismuto-209, germânio e oxigênio apresentava uma leve elevação de temperatura na ocasião de uma absorção de partícula alfa. Tal variação de temperatura era medida por um pulso de tensão proporcional à energia liberada. O segundo detector, feito com um fino disco de germânio, registrava os flashes de luz decorrente das emissões alfa.

A técnica inicialmente fora idealizada para pesquisas envolvendo matéria escura. A percepção da emissão alfa do bismuto ocorreu durante checagens de rotina no bolômetro para verificar a existência de alguma contaminação. Um decaimento alfa não esperado naquela situação, e não presente em nenhuma tabela de referência, chamou a atenção da equipe. Investigada a origem constatou-se que o sinal decorria do próprio bolômetro que continha o bismuto em sua composição.

É preciso lembrar que apesar do tempo de meia-vida ser absurdamente longo, não é necessário esperar uma eternidade para verificar a emissão. Pois mesmo uma pequena quantidade de bismuto-209 possui uma considerável quantidade de átomos, e eventualmente algum deles decairá emitindo o sinal.

Fontes:
Experimental detection of alpha-particles from the radioactive decay of natural bismuth
Nature 422, 876-878 (24 April 2003)

https://dx.doi.org/10.1038/nature01541

http://physicsworld.com/cws/article/news/17319
http://findarticles.com/p/articles/mi_m1200/is_18_163/ai_101941095/

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destaque de uma conserva
O desejo de obter conservas de vegetais com uma agradável cor esverdeada, levava aos fabricantes do produto e donas de casa recorrerem a técnicas nada saudáveis.

No ano de 1852 o jornal londrino de medicina – The London Lancetlançava um alerta sobre a presença de elevadas quantidades de cobre em conservas.

A origem da contaminação por cobre poderia ser da inocente e perigosa dica de um popular livros de receitas da época, que sugeria o uso de uma pequena moeda de cobre durante o cozimento ou então o descanso do produto durante algumas horas em um recipiente de bronze ou latão (ligas que contém cobre). Como também a contaminação poderia ser intencional, com a adição sais de cobre ou cozimento em recipientes deste metal para obter a desejada cor esverdeada nos vegetais em conserva.

Referências da época indicam que os testes para detectar cobre na conserva poderiam utilizar amônia, que revelaria pela cor azulada da solução a presença do cobre em quantidades não adequadas para o consumo; ou então em casos extremos o teste poderia ser feito até com uma agulha metálica (ferro) imersa na conserva, que após algumas horas ficaria recoberta com uma camada de aparência acobreada. Tal camada ocorreria pela redução dos íons cobre presente em solução e consequente depósito do metal sobre a superfície da agulha.

Atualmente a contaminação por cobre nos alimentos ainda é motivo de preocupação, mas os níveis são bem menores e as técnicas de detecção muito mais sensíveis.

Fontes:
A Treatise on Adulterations of Food and Culinary Poisons
Fredrick Accum
Salt: a world history
Mark Kurlansky

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle

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Por que alguém iria querer 12300 toneladas de prata?
Para construir uma bomba atômica!

A prata não faz parte de uma bomba atômica, mas foi necessária durante a Segunda Guerra Mundial, e por um motivo bem específico, para a construção de um gigantesco sistema de calutrons.

Esses calutrons são essencialmente espectrômetros de massa dedicados à separação de isótopos de urânio (separar o U-235 do U-238); estes sim, componentes das primeiras bombas atômicas construídas.

Detalhe de um calutron da planta Y 12
Alpha Calutron

A técnica de separação de isótopos de urânio desenvolvida pelo físico Ernest Orlando Lawrence, durante o Projeto Manhattan, necessitava de uma complicada e gigantesca estrutura, construída na cidade de Oak Ridge, nos EUA, e batizada de planta Y-12.

Só que a construção no complexo em Y-12 enfrentava um problema, a grande quantidade de cobre que seria necessária para manufatura de fiações elétricas. E na época da Segunda Guerra Mundial a possível falta de cobre poderia ser um grave problema estratégico. O que usar então no lugar do cobre? A prata! Um excelente condutor elétrico, mas muito mais caro e de uso restrito que o cobre.

Onde conseguir a enorme quantidade de prata necessária, digamos, as 12300 toneladas para ser mais preciso? Simples, pedir emprestado para quem detém o poder e o dinheiro, o Departamento do Tesouro dos Estados Unidos.

A tarefa de pedir emprestado ficou para o Coronel Kenneth D. Nichols, que no ano de 1943 fez uma visita ao Subsecretário do Tesouro, na época cargo ocupado por Daniel W. Bell. Ficou então acertado o empréstimo do material, mas só após uma curiosa discussão sobre qual unidade de medida seria mais adequada para representar tamanha quantidade do metal; e também a forma de entrega e transporte.

O empréstimo era com dois Vs, de Vai e Volta. E a promessa foi cumprida após o final da Segunda Guerra com o retorno da prata ao Tesouro, restando apenas 67 toneladas em Y-12, que permaneceram no prédio 9731, com o nobre objetivo de separação de isótopos para uso na medicina e pesquisa científica. Que foi completamente devolvida em 1970.

É bom ressaltar que pela mesma discussão ocorrida entre Nichols e Bell, sobre qual unidade de medida utilizar, temos diversas fontes apresentando diversos valores da quantidade de prata que foi utilizada no projeto; ficamos com as quantidades apresentadas no livro ´The making of the atomic bomb´ de Richard Rhodes.

O vídeo abaixo conta mais alguns detalhes desta história.
(OBS: não possui legendas em português, apenas inglês)

Texto escrito por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle.