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Acidente Césio 137 Goiania

Radiação Gama, Césio 137,Beta,lixo atômico

]Radiação Beta (ß)

As partículas Beta são elétrons emitidos pelo núcleo de um átomo instável. Em núcleos instáveis betaemissores, um nêutron pode se decompor em um próton, um elétron e um antineutrino permanece no núcleo, um elétron (partícula Beta) e um antineutrino são emitidos.

Assim, ao emitir uma partícula Beta, o núcleo tem a diminuição de um nêutron e o aumento de um próton. Desse modo, o número de massa permanece constante.

A segunda lei da radioatividade, enunciada por Soddy, Fajjans e Russel, em 1913, diz:

Quando um radionuclídeo emite uma partícula beta, seu número de massa permanece constante e seu número atômico aumenta 1 unidade X -----> beta(1e) + antineutrino + Y(com 1p a mais)

Ao GANHAR 1 próton o radionuclídeo X se transforma no radionuclídeo Y com número atômico igual a (Y = X + 1)

As partículas Beta são capazes de penetrar cerca de um centímetro nos tecidos(veja a figura a seguir), ocasionando danos à pele, mas não aos órgãos internos, a não ser que sejam ingeridas ou aspiradas. Têm alta velocidade, aproximadamente 270 000 km/s.

Radiação Gama (?)

Ao contrário das radiações Alfa e Beta, que são constituídas por partículas, a radiação gama é formada por ondas eletromagnéticas emitidas por núcleos instáveis logo em seguida à emissão de uma partícula Alfa ou Beta.

O Césio-137 ao emitir uma partícula Beta, seus núcleos se transformam em Bário-137. No entanto, pode acontecer de, mesmo com a emissão, o núcleo resultante não eliminar toda a energia de que precisaria para se estabilizar. A emissão de uma onda eletromagnética (radiação gama) ajuda um núcleo instável a se estabilizar.

É importante dizer que, das várias ondas eletromagnéticas (radiação gama, raios-X, microondas, luz visível, etc), apenas os raios gama são emitidos pelos núcleos atômicos.

As radiações Alfa, Beta e Gama possuem diferentes poderes de penetração, isto é, diferentes capacidades para atravessar os materiais.

Assim como os raios-X os raios gama são extremamente penetrantes, sendo detido somente por uma parede de concreto ou metal (veja a figura a seguir). Têm altíssima velocidade que se igual à velocidade da luz (300 000 km/s).

Raios-X

Os raios-X que não vêm do centro dos átomos, como os raios Gama. Para obter-se raios-X, uma máquina acelera elétrons e os faz colidir contra uma placa de chumbo, ou outro material. Na colisão, os elétrons perdem a energia cinética, ocorrendo uma transformação em calor (quase a totalidade) e um pouco de raios-X.

Estes raios interessantes atravessam corpos que, para a luz habitual, são opacos. O expoente de absorção deles é proporcional à densidade da substância. Por isso, com o auxílio dos raios X é possível obter uma fotografia dos órgãos internos do homem. Nestas fotografias, distinguem-se bem os ossos do esqueleto e detectam-se diferentes deformações dos tecidos brandos.

A grande capacidade de penetração dos raios X e as suas outras particularidades estão ligadas ao fato de eles terem um comprimento de onda muito pequeno.

Aplicações

A radiação ionizante tornou-se há muitos anos parte integrante da vida do homem. Sua aplicação se dá na área da medicina até às armas bélicas, contudo, sua utilidade é indiscutível. Atualmente, por exemplo a sua utilização em alguns exames de diagnóstico médico, através da aplicação controlada da radiação ionizante (a radiografia é mais comum), é uma metodologia de extremo auxílio. Porém os efeitos da radiação não podem ser considerados inócuos, a sua interação com os seres vivos pode levar a teratogenias e até a morte. Os riscos e os benefícios devem ser ponderados. A radiação é um risco e deve ser usada de acordo com os seus benefícios.

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]a)Saúde

Radioterapia

Consiste na utilização da radiação gama, raios X ou feixes de eléctrons para o tratamento de tumores, eliminando células cancerígenas e impedindo o seu crescimento. O tratamento consiste na aplicação programada de doses elevadas de radiação, com a finalidade de atingir as células cancerígenas, causando o menor dano possível aos tecidos sãos intermediários ou adjacentes.

Braquiterapia

Trata-se de radioterapia localizada para tipos específicos de tumores e em locais específicos do corpo humano. Para isso são utilizadas fontes radioativas emissoras de radiação gama de baixa e média energia, encapsuladas em aço inox ou em platina, com atividade da ordem das dezenas de Curies. A principal vantagem é devido à proximidade da fonte radioativa afeta mais precisamente as células cancerígenas e danifica menos os tecidos e órgãos próximos.

Aplicadores

São fontes radioativas de emissão beta distribuídas numa superfície , cuja geometria depende do objetivo do aplicador. Muito usado em aplicadores dermatológicos e oftalmológicos. O princípio de operação é a aceleração do processo de cicatrização de tecidos submetidos a cirurgias, evitando sangramentos e quelóides, de modo semelhante a uma cauterização superficial. A atividade das fontes radioativas é baixa e não oferece risco de acidente significativo sob o ponto de vista radiológico. O importante é o controle do tempo de aplicação no tratamento, a manutenção da sua integridade física e armazenamento adequado dos aplicadores.

Radioisótopos

Existem terapias medicamentosas que contêm radiosiótopos que são administrados ao paciente por meio de ingestão ou injeção, com a garantia da sua deposição preferencial em determinado órgão ou tecido do corpo humano. Por exemplo, isótopos de iodo para o tratamento do cancro na tiróide.

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Obs:

Césio 137: um drama antigo que serve de exemplo

Valter Gomes Tardio Neto

Graduado em tecnologia de prevenção de riscos ambientais (Cefet-RJ), licenciando em Química (Cederj/UFRJ)

Any Bernstein

Mestre em Bioquímica, doutora em Biotecnologia (UFRJ), professora da Fundação Cecierj

Este é o quinto dos artigos selecionados entre os estudos de casos apresentados na disciplina Sustentabilidade no Contexto das Ciências, oferecida pela Diretoria de Extensão da Fundação Cecierj; ele trata do acidente de Goiânia causado por uma fonte radioativa de um aparelho de radioterapia abandonada em um terreno baldio e encontrada por sucateiros. O acidente foi resultante da desinformação da população sobre riscos causados pelo contato direto com a radioatividade. Certamente o professor pode abordar esse assunto nas aulas de disciplinas como Biologia, Ciências, Química e Educação Ambiental, entre outras.

O inicio de um drama que serve de exemplo

Nem sempre a curiosidade é exemplo de avanço! A falta de informação da população quanto ao risco de exposição a substâncias radioativas fez com que o 137césio provocasse o maior acidente radioativo do Brasil – talvez o maior do mundo ocorrido fora das usinas nucleares. O acidente com o isótopo radioativo do Césio teve início no dia 13 de setembro de 1987, em Goiânia-GO, quando a curiosidade de dois catadores de lixo deu espaço para o ocorrido. Ao vasculhar as antigas instalações do Instituto Goiano de Radioterapia, no centro de Goiânia, os homens se depararam com um aparelho de radioterapia abandonado: um bloco metálico pesando uns 100kg. O interesse dos catadores era a venda das partes de aço e chumbo do aparelho (invólucro e fonte) para ferros-velhos da cidade. Leigos no assunto, sem noção do que era aquela máquina e o que havia realmente em seu interior, tiveram a infeliz ideia de levar o equipamento, com a ajuda de um carrinho de mão, até a casa de um deles para retirada dos metais.

Figura 1: Cápsula de césio 137 – o início de tudo

Dias depois venderam o que restou ao proprietário de um ferro-velho, Devair, que, ao desmontar a máquina, encontrou uma cápsula contendo cloreto de 137césio (CsCl), um pó branco parecido com o sal de cozinha que, no escuro, brilhava com uma coloração azul.

Na verdade o material da fonte, na sua fabricação, em 1971, compunha-se de cloreto de 137césio (± 28g) e uma atividade de 2.000 Ci. Dezesseis anos depois, ainda tinha atividade de 1.375 Ci, massa de CsCl de 19,26g.

Ele se encantou com o brilho azul emitido pela substância no escuro e resolveu exibir o achado a seus familiares, amigos e parte da vizinhança. Adultos e crianças manipularam o material acreditando estarem diante de algo sobrenatural, e alguns até levaram amostras para casa. Parte do equipamento de radioterapia foi também para outro ferro-velho; com isso, a área de risco foi aumentando, espalhando ainda mais o material radioativo.

Desvendando a charada

Algumas horas após o contato com a substância, vítimas apareceram com os primeiros sintomas da contaminação (vômitos, náuseas, diarreia e tonturas). Grande número de pessoas procurou hospitais e farmácias reclamando dos mesmos sintomas. Os médicos, após várias tentativas de diagnóstico e sem informação do que estava ocorrendo, medicavam os enfermos como portadores de uma doença contagiosa. Somente quando, duas semanas depois, a esposa do dono do ferro-velho levou parte do equipamento de radioterapia até a sede da Vigilância Sanitária é que foi possível relacionar os sintomas com a contaminação radioativa e foi solicitada a presença de um físico nuclear para avaliar essa possibilidade.

O físico constatou evidências, avaliou o perigo que elas representavam e acionou imediatamente a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) e o chefe do Departamento de Instalações Nucleares. No dia seguinte, a equipe foi reforçada pela presença de médicos da Nuclebrás (atualmente, Indústrias Nucleares do Brasil) e da CNEN. Foi quando a Secretaria de Saúde do Estado começou a realizar a triagem dos suspeitos de contaminação em um estádio de futebol da capital.

Figura 2: Técnico da CNEN avaliando nível de contaminação na população para triagem

A primeira medida tomada foi separar todas as roupas das pessoas expostas ao material radioativo e lavá-las com água e sabão para a descontaminação externa. Após esse procedimento, as pessoas tomaram um quelante denominado azul da Prússia. Tal substância elimina os efeitos da radiação, fazendo com que as partículas de césio saiam do organismo pela urina e pelas fezes.

Figura 3: Sacrifício de animais domésticos contaminados

Figura 4: Policiais militares fazem cordão de isolamento para conter moradores de Goiânia que tentavam impedir o enterro de uma das vítimas do césio 137

No ano de 1996, a Justiça julgou e condenou por homicídio culposo (quando não há intenção de matar) três sócios e funcionários do antigo Instituto Goiano de Radioterapia a três anos e dois meses de prisão, pena que foi substituída por prestação de serviços.

Efeitos da radiação ionizante

Em grandes doses, existe uma relação direta entre a quantidade de radiação recebida e a patologia induzida. Dependendo da dosagem e do tempo de exposição, o impacto da radiação nuclear é devastador: pode provocar hemorragia, problemas digestivos, infecções ou doenças autoimunes e câncer. As contaminações brutais, como aquelas provocadas pelas bombas atômicas de Hiroshima e Nagasaki, podem perdurar décadas.

Os efeitos biológicos variam também segundo a natureza da radiação (α, β, g), os órgãos atingidos e a via de absorção (oral ou cutânea). Ovários ou testículos são considerados 20 vezes mais sensíveis ao câncer do que a pele. Para a população exposta a uma contaminação por tais dejetos radioativos, o principal perigo é desenvolver câncer (leucemia, pulmonar, de colo) com "um risco proporcional à dose recebida". O organismo leva cerca de dois anos para eliminar o césio 137 inalado, mas ele persiste por décadas no meio ambiente.

Há também a suscetibilidade individual (capacidade de reparar o DNA), que, além dos fatores genéticos, diminui com a idade.

  

Figuras 5, 6 e 7: Queimaduras radioativas (radiodermites)

Tomando esse evento como exemplo, é importante esclarecer a diferença entre contaminação radioativa e irradiação neste acidente, pois nem tudo e todos foram contaminados pela radiação: a irradiação ocorre quando o indivíduo recebe dose de radiação enquanto permanece em um campo de radiação. A fonte de radiação é externa e quando sai desse campo a radiação cessa. Quando um indivíduo é irradiado, por exemplo, por uma bomba de cobalto para tratamento de um tumor, não fica radioativo. Alimentos irradiados e produtos esterilizados por radiação também não ficam radioativos. Ela é também classificada como externa quando o material se deposita sobre a pele e passa a irradiar o indivíduo.

Por outro lado, a irradiação é classificada como interna quando o material entra no corpo via pulmão, intestino ou poros, ou mesmo por via intravenosa, como é o caso do iodo radiativo para tratamento de tumores na tireoide. Nesse caso, enquanto houver material radioativo no indivíduo, ele está sendo irradiado.

Na contaminação como aconteceu em Goiânia, o material radioativo ficou em contato com os indivíduos e se espalhou pelo entorno. O grau de contato com o elemento definiu a gravidade da contaminação: alguns tiveram contaminação interna porque manipularam alimentos com as mãos contaminadas ou panelas e acabaram ingerindo CsCl. Nisso tudo, 112.800 pessoas foram expostas aos efeitos do césio, muitas com contaminação corporal externa revertida a tempo. Destas, 129 pessoas apresentaram contaminação corporal interna e externa concreta, vindo a desenvolver sintomas, e foram apenas medicadas. Porém, 49 foram internadas; 21 precisaram sofrer tratamento intensivo; destas, quatro não resistiram e morreram.

Informações interessantes sobre o césio 137

O césio (do latim caesium, que significa "céu azul") é o elemento químico de símbolo Cs, encontrado em minerais como a polucita (silicato hidratado de alumínio e césio).

Figura 8: Polucita, mineral contendo césio

O césio é um metal alcalino localizado no grupo 1 (IA) da classificação periódica dos elementos. O césio é o menos abundante dos cinco metais alcalinos radioativos, apesar de, tecnicamente, o frâncio ser o metal alcalino menos comum (menos de 30g na Terra inteira), mas, sendo altamente radioativo, sua abundância pode ser considerada como zero em termos práticos. É o mais eletropositivo, o mais alcalino e o de menor potencial de ionização entre todos os elementos, à exceção do frâncio. Este metal é macio,dúctil, de coloração ouro prateado, muito reativo.

Junto com o gálio e o mercúrio, o césio é um dos poucos metais que é encontrado no estado líquido em temperatura ambiente (líquido acima de 28,5°C)3. O césio reageexplosivamente com a água fria (pirofórico) e com o gelo em temperaturas acima de -116°C. O hidróxido de césio obtido (CsOH) é a base mais forte de que se tem conhecimento: ataca até o vidro.

Figura 9: Ampola contendo césio em estado líquido

O césio, descoberto em 1860 por Robert Bunsen e Gustav Kirchhoff, foi o primeiro elemento identificado por análise espectral. O espectro eletromagnético tem duas linhas brilhantes na região azul do espectro junto com diversas outras linhas no vermelho,amarelo, e no verde.

Na natureza há césio com massa atômica 133, com 78 nêutrons e 55 prótons em seu núcleo. Além deste, são conhecidos outros 34 isótopos, todos instáveis ou radioativos, que sofreram desintegrações nucleares por emissão de partículas betas (positivas ou negativas) com meia-vida que varia de menos de um segundo até vários anos. Entre os isótopos radioativos, o de meia-vida mais longa é o 137césio, com 30 anos; ele é uma espécie nuclearmente definida, que possui 55 prótons e 82 nêutrons e massa atômica de 137 u.m.a.

Um radioisótopo ou isótopo radioativo caracteriza-se por apresentar um núcleo atômico instável que emite energia quando se transforma num isótopo mais estável. A energia liberada na transformação pode ser chamada de partícula alfa, beta ou radiação gama. São detectáveis por um contador Geiger, por uma película fotográfica ou em uma câmara de ionização. A desintegração nucelar do 137césio (também chamada de decaimento radioativo) ocorre por dois caminhos; ambos resultam no estado fundamental do elemento bário (número atômico 56) com massa de 136,9058 u.m.a. Nesse processo, a maioria da desintegração (94,6%) dá-se com a emissão de partículas beta (β1-), formando o estado excitado do 137bário. O restante (5,4%) ocorre por emissão de partículas (β2-) e produz diretamente o estado fundamental do 137bário.

Os impactos sociais e ambientais

O trabalho de descontaminação dos locais atingidos não foi fácil. A retirada de todo o material contaminado com o 137césio rendeu cerca de 6.000 toneladas de lixo (roupas, utensílios, materiais de construção etc.). Tal lixo radioativo encontra-se confinado em 1.200 caixas, 2.900 tambores e 14 contêineres (revestidos com concreto e aço), em um depósito construído na cidade de Abadia de Goiás, onde deve ficar por aproximadamente 180 anos (estimativa de desintegração nuclear pelo decaimento radioativo até atingirem níveis seguros).

Figura 10: Processo de descontaminação do local atingido pelo Cs137

O desastre fez centenas de vítimas, todas contaminadas por radiações emitidas por uma única cápsula que continha 137césio. Atualmente, as vítimas reclamam da omissão do governo para a assistência da qual necessitam, tanto médica como de medicamentos. Fundaram a Associação de Vítimas Contaminadas do 137Césio e lutam contra o preconceito ainda existente.

O gerenciamento dos resíduos gerados no acidente

O processo de limpeza produziu 13.500 toneladas de lixo atômico, que necessitou ser acondicionado em 14 contêineres que foram totalmente lacrados. Dentro deles estão 1.200 caixas e 2.900 tambores, que permanecerão perigosos para o meio ambiente por 180 anos.

Figura 11: Depósitos temporários de resíduos do acidente em Goiânia

Para armazenar esse lixo atômico e atendendo às recomendações do Ibama, da CNEN e da Cemam, os resíduos recolhidos na área foram enviados para uma área isolada, oParque Estadual Telma Ortegal, com pouco potencial de contaminação no ecossistema, numa área a cerca de 20km do acidente, hoje pertencente ao município de Abadia de Goiás. O material recolhido foi armazenado em tambores, contêineres marítimos e caixas e separados por classe de contaminação; esse material permaneceu ali armazenado provisoriamente por cerca de 12 anos.

Figura 12: Depósitos temporários de resíduos do acidente em Goiânia

Figura 13: Contentores definitivos preparados para cobertura

Figura 14: Depósitos I e II já aterrados em situação definitiva de armazenamento

Uma montanha artificial abriga uma parede de aproximadamente 1m de espessura de concreto, revestida de chumbo.

Seguindo o ditado “antes tarde do que nunca”, em junho de 1997 a Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) inaugurou uma nova unidade especializada, denominada Centro Regional de Ciências Nucleares do Centro-Oeste (CRCN-CO) em Abadia de Goiás. Lá estão situados dois depósitos definitivos, que abrigam os rejeitos oriundos do acidente radiológico com o Césio 137 de 1987. Um deles abriga 40% do volume total do material recolhido, rejeitos cuja concentração radioativa é tão baixa que poderiam ser definidos como lixo comum. No segundo depósito estão os rejeitos efetivamente radioativos, dentre eles os restos da fonte principal que originou o acidente.

O CRCN-CO tem como objetivo primordial abrigar e monitorar os depósitos definitivos de rejeitos oriundos do acidente radiológico de Goiânia, mantendo ainda um acerto histórico das ações e soluções tecnológicas adotadas. O CRCN-CO é parte integrante do Sistema de Atendimento a Emergências Radiológicas e Acidentes Nucleares (ERAN) da CNEN.

Figura 15: Sede do CRCN-CO

A tarefa de segregação deverá ser realizada sempre nas instalações radiativas (IR) ou nucleares (IN) onde foram produzidas. Quando não forem possíveis o tratamento, a reciclagem e a eliminação, os rejeitos deverão ser armazenados em seus depósitos iniciais (Di) podendo ou não ser armazenados em depósitos intermediários (DI) e posteriormente em depósitos definitivos (DD). Em caso de acidentes, os rejeitos são armazenados em depósitos.

Figura 16: Localização do depósito de armazenamento de resíduos radioativos envolvendo césio 137

Figura 17: Preparação para armazenamento definitivo – encapsulamento de tambores em contentores definitivos

Após o acidente de Goiânia, a CNEN, em conjunto com centros de pesquisa de algumas empresas estatais, como Nuclep e Eletrobrás, puderam normatizar, projetar e construir no município de Abadia de Goiás um depósito provisório (DP) e, logo após, o primeiro depósito final (DF) de rejeito radioativo da América Latina.

Esta estrutura e “momento” trouxeram ao País capacitação técnica, além de garantia de segurança à população e ao meio ambiente: recebem monitoramento e acompanhamento dos técnicos da CNEN local; é responsável pelo recolhimento interno (rejeitos devido às atividades realizadas no centro), pelo recolhimento externo (recolhimento de materiais devido ao atendimento à emergência) e recebimento externo (recebimento devido à solicitação de pessoas físicas e jurídicas).

Figura 18: Construção em concreto do depósito para resíduos mais contaminados e com armazenamento contínuo

Figura 19: Exemplo de depósito intermediário do CRCN-CO

Figura 20: Depósitos definitivos no CRCN-CO. Este é um exemplo de depósito superficial de baixo e médio nível

Os resultados finais do acidente em Goiânia

O descaso do poder publico quanto ao descarte de materiais perigosos, aliado ao desconhecimento científico e à necessidade não só para quem procura o sustento, mas para pessoas ao entorno, leva a situações de alto risco para a população. Se hoje ainda temos muito que avançar, no acidente envolvendo o 137césio, a postura do governo no controle de substâncias perigosas e sua preocupação com a população e o meio ambiente eram inexistentes na prática.

Após o acidente, os imóveis em volta do acidente radiológico tiveram os seus valores reduzidos a preços insignificantes, pois quem morava na região queria sair daquele lugar, mas o medo da população da existência de radiação no ar impedia a COMPRAe a construção de novas habitações.

Além da desvalorização dos imóveis, por muito tempo a população local passou por certa discriminação devido ao medo de passar a radiação para outras pessoas, dificultando o acesso aos serviços, à educação e a viagens. Muitas lojas e o comércio que existiam antes do acidente acabaram fechando ou mudando de endereço, sobrando alguns poucos comerciantes que ainda resistiam em continuar na região.