UNIVERSIDADE FEDERAL DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO – UNIRIOINSTITUTO BIOMÉDICO

DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS FISIOLÓGICASDISCIPLINA DE RADIOBIOLOGIA

Biomedicina e Ciências Biológicas

ROTEIRO DE ESTUDO DIRIGIDO 2: - Emissões Radioativas- Decaimento de amostras radioativas

1. Descreva os processos de emissão radioativa alfa, beta e gama. Cite exemplos de radionuclídeos que decaem por estes processos.

EMISSÃO ALFAX (A,Z) -> Y (A-4, Z-2 ) +Alfa Radiação corpuscular Alfa( apresenta massa 4 e carga elétrica 2 equivalendo a um átomo de hélio) e um novo elemento, com massa A-4 e carga elétrica Z-2).(esquema utilizando o Ra(A=226 ; Z=88), decai por emissão alfa à Rn(A=222 ; Z=86).Características da emissão Alfa: - Corpuscular- Alta TLE- Baixa penetrância- Altamente Ionizante- Trajetória Retlínea- Aplicação : (Uso para tratamento de câncer- Metástases)- Isototerapia (Co 60, Cs137) - Ação carcinogênica, teratogênica (feto)

EMISSÃO BETAOcorre por desequilíbrio no arranjo eletrônico nuclear: relação N/PN/P > 1 _Emissão Beta negativa: Onde um nêutron converte-se a próton (alteração nos mésons) liberando radiação beta negativa e um anti-neutrino (v~)n -> p + Beta(-) ; X(A,Z) -> Y(A,Z+1) + Beta(-) + (v~)*Onde v~= anti-neutrino N/P< 1_Emissão Beta positiva( Pósitron): Onde um próton converte-se a nêutron (alteraçãonos mésons),liberando radiação beta positiva e um neutrino(v).P -> n + Beta (+) ; X(A,Z) -> Y(A,Z-1) + Beta(+) + v*Onde v= neutrinoCaracterísticas da emissão Beta:- Corpuscular- Média TLE- Média penetrância- Ionizante (menos que a Alfa e mais que a Gama)- Aplicação:Uso para tratamento de câncer de Tireóide : I131; Dor óssea :Sm153; Beta Positiva (Imagem PET) : F18, C11, O15, N13- Ação carcinogênica e teratogênica

EMISSÃO GAMA(Onda eletromagnética)Consiste de pacotes de energia (quanta) transmitidos em forma de movimento ondulatório.Não há alteração de massa nem carga após sua emissão, só há VARIAÇÃO do ESTADO ENERGÉTICO NUCLEAR.Em geral, ocorre em seguida à Emissão Alfa ou Beta.X(A,Z ) -> Y(A,Z) + gamaCaracterísticas da Emissão Gama:- Eletromagnética

- Sem carga elétrica- Alta penetrância- Baixa TLE- Ionizante - Aplicação: Radioterapia: Co60, Cs137- Imagem Cintilográfica: Tc99m, I131,I125; SPECT (Tc99m, I111)- Ação carcinogênica e teratogênica

ATENÇÃO: EM TERMOS DE PODER DE IONIZAÇÃO : ALFA > BETA > RADIAÇÃO GAMA = RADIAÇÃO X

2. Descreva as principais características do decaimento por captura eletrônica e cite exemplos de radionuclídeos que decaem por este processo e que são utilizados em Saúde.

Ocorre porque o núcleo, geralmente muito grande, atrai um elétron da camada K ou L (as mais próximas) criando uma vacância nessa camada. Essa vacância será preenchida por um elétron de uma camada mais externa (esse elétron sofrerá regressão) que deverá liberar seu excesso de energia ( quanto mais distante do núcleo, maior a energia dos elétrons). Esse excesso de energia é liberado sob a forma de emissão de Raio X característico. Ocorre em átomos com excesso de prótons. Representa uma alternativa à emissão de Radiação Beta positiva (F18, Ga68, C11).Utilização: Cintilografia, formação de imagens

3. Descreva o processo de decaimento do tecnécio-99m. Por que este radionuclídeo é o mais utilizado em Medicina Nuclear?

Ocorre quando o núcleo apresenta excesso de energia. Após emissão de Beta negativa, Beta positiva ou Captura Eletrônica. O tc99m decai por Transição Isomérica, praticamente não havendo emissão de radiações corpusculares. (EXCELENTE PARA OBTENÇÃO DE IMAGENS)Tc99m -> Tc99 + Radiação GamaCaracterísticas interessantes para sua aplicação na Medicina Nuclear:- Tempo de meia-vida curto (6horas); - Obtenção artificial (Gerador Mo99 – Tc99m);- Decaimento possibilita obtenção de imagens cintilográficas de Cérebro, Tireóide, Fígado, etc.- Usado em Radiofármacos (administração ao paciente, o radionuclídeo se acumula no tecido ou órgão alvo e pela detecção de radiação Gama, imagens podem ser adquiridas).

4. Por que pode ocorrer a emissão de raio X característico por um radionuclídeo que decai por conversão interna? Cite exemplos.

A conversão interna é uma alternativa (opção) à emissão Gama, ou seja, o núcleo emitiria um fóton de radiação Gama ,mas ao invés disso, transfere seu excesso de energia para um elétron orbital, geralmente da camada K,que é emitido. A radiação X emitida é do tipo característica, quem vem do rearranjo eletrônico, ou seja, como um elétron da camada K foi emitido (o elétron que recebeu o excesso de energia do núcleo), um elétron do nível superior ocupará a vacância deixada pelo elétron emitido, para tal, deverá perder energia para ocupar um nível de energia inferior. Então, há emissão de um Raio X caracterísitco. Assim, na Convesão Interna há emissão de um elétron (chamado de elétron de Conversão Interna) e um fóton de Raio X característico (emitido em virtude do rearranjo eletrônico nuclear).Exemplos: Sm113m, Tc99m

5. Justifique a possível utilização de emissores de elétrons Auger e de partículas alfa em isotopoterapia.

Tanto a emissão de elétrons Auer quanto a emissão de partículas Alf são radiações de alta Transferência Linear de Energia (TLE). Ambas são altamente ionizantes, úteis na Isotopoterapia do tipo sítio-dirigida contra câncer.Apresentam Alta RBE (Eficiência Biológica Relativa) e baixo alcance devido à alta TLE.Exemplos: I125, Tc99m, I123

6. Mostre que = 0,693/T1/2 e = 1,44T1/2

Questão demonstrada em aula. Sinto muito, galera, mas não tive como anotar a resolução e passar para cá. Se não tiverem com vocês as respostas, me procurem que eu arrumo um jeito de conseguir.

7. Defina meia-vida de uma amostra radioativa. Justifique a importância deste conceito na prática do uso de radionuclídeos em Medicina Nuclear e na pesquisa básica.

A meia vida de uma amostra radioativa corresponde ao tempo para que sua atividade se reduza à metade. É importante como parâmetro farmacocinético, pois diz o tempo em que um radiofármaco será eliminado do organismo por vias normais. Além disso, permite o controle fácil do tempo para descarte de lixo radioativo.

8. Se uma amostra radioativa tem atividade de 100 MBq, qual será sua atividade após 30 horas, sabendo que o radionuclídeo apresenta meia-vida de 10 horas. Expresse este resultado em Ci.

100 MBq (10h) 50 MBq (10h) 25MBq (10h) 12,5 MBqComo 1Ci = 3,7 x 1010 Bq, pela regra de três temos que:12,5 x 106 Bq = 3,37 x 10-4

9. Defina as unidades de atividade de uma amostra radioativa:

a) Becquerel: Quantidade de material no qual um núcleo decai por segundo.

b) Curie: Atividade aproximada de 1g do isótopo de Ra226, sendo 1 Ci = 3,7 x 1010

desintegrações por segundo (Bq)