Fausto Maretti Júnior RESUMO

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1 MELHORIAS NA QUALIDADE DE VIDA ATRAVÉS DO USO DE UM REATOR NUCLEAR DE PESQUISA Fausto Maretti Júnior Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, CNEN Caixa Postal , Belo Horizonte, Minas Gerais, Brasil RESUMO Quando falamos em energia nuclear, logo nos vem ao pensamento o aproveitamento dessa energia em geração elétrica e, ao leigo que nunca estudou ou trabalhou na área, a produção de armamentos nucleares. O uso da energia nuclear como ferramenta de trabalho ou mesmo como utilização secundária nos diversos campos da ciência e tecnologia é bastante amplo e representa certamente uma melhor forma de trabalho, muitas vezes mais fácil, rápida, e mais simples que muitos métodos utilizados no mercado. Algumas medidas jamais poderiam ser realizadas sem o uso de isótopos pelo simples fato de não existir métodos alternativos. Os isótopos radioativos são a ferramenta ideal para uso em análises, pois permite que um simples átomo possa ser detectado. As fontes de isótopos são relativamente baratas, a instrumentação é facilmente disponível no mercado e as aplicações bastante simples, podem ser em praticamente todos os campos de pesquisa. O uso dessa ferramenta e a utilização de reatores nucleares de pesquisa tem crescido muito não somente em países desenvolvidos bem como naqueles em desenvolvimento. Esse trabalho apresenta uma descrição dos principais utilizações de isótopos produzidos em reatores nucleares e um panorama geral da contribuição dada pelo Reator TRIGA MARK I IPR-R1 do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN) na últimas três décadas. Palavras-chave: Reator de Pesquisa, Análise por ativação, Radioisótopos, Meio Ambiente I. INTRODUÇÃO Quando falamos em energia nuclear, logo nos vem ao pensamento o aproveitamento dessa energia em geração elétrica e, ao leigo que nunca estudou ou trabalhou na área, a produção de armamentos nucleares. O uso da energia nuclear como ferramenta de trabalho ou mesmo como utilização secundária nos diversos campos da ciência e tecnologia é bastante amplo e representa certamente uma melhor forma de trabalho, muitas vezes mais fácil, rápida, e mais simples que muitos métodos competitivos utilizados no mercado. Como as fontes de isótopos são relativamente baratas e a instrumentação é facilmente disponível e encontrada, podemos encontrar aplicações em praticamente todos os campos da ciência e indústria, como utilização na Agronomia, Biologia, Medicina. Geologia, Física, Veterinária e na Indústria. Com a popularização dos reatores nucleares de pesquisa, a contribuição dos mesmos para a ciência em geral, quer através de testes ou mesmo através da utilização de isótopos produzidos aumentou considerávelmente nos últimos 30 anos. Ver Figura 1 Figura 1. O Reator TRIGA MARK I IPR-R1 A Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA) tem desenvolvido programas contínuos de

2 cooperação entre os países associados para que a utilização pacífica da energia nuclear seja a mais abrangente possível. Essa cooperação tem possibilitado que todos os países, incluindo também aqueles em desenvolvimento tenham acesso a técnicas que permitam a todos uma melhor qualidade de vida [1,2,3]. II. APLICAÇÕES EM ALIMENTOS E AGRICULTURA Na pesquisa em agricultura, a radiação e os isótopos são utilizados de diferentes maneiras, razão pela qual fica difícil obter um quadro preciso de sua real importância. Em laboratórios de países desenvolvidos, os isótopos são continuamente utilizados como ferramenta de trabalho nas mais modernas linhas de pesquisa. A emergente biotecnologia, intensamente utilizada pelos cientistas da área de agricultura, tem utilizado de radioisótopos como ferramenta básica e sem eles a pesquisa no campo da biologia molecular jamais poderia ser iniciada. Os principais problemas na agricultura, que a radiação e os radioisótopos podem solucionar, são: 1. Condições ideais para a otimização da fertilização e uso eficiente da água, bem como a fixação biológica do nitrogênio; 2. Aumento do desempenho em colheitas através de agricultura melhor adaptada e resistente à pestes e produção de novas variedades de sementes usando mutações induzidas pela radiação; 3. Erradicação e controle de pestes usando insetos esterilizados ou geneticamente alterados através do uso de radiação; 4. Aumento do desempenho nutricional e da saúde de animais usando radioimunoensaios; 5. Redução de perdas após colheitas pela supressão da germinação e contaminação através de tratamento com radiação; 6. Redução de poluição proveniente de pesticidas e agroquímicos. Um bom plantio necessita de solo com uma composição de nutrientes adequada. As técnicas nucleares são ferramentas ideais para medir essa eficiência de fertilização usada no solo e também para o controle da composição. Resultados de muitas pesquisas no setor, têm sido incorporados nas práticas de agricultura de cereais e aumentado as colheitas, com a respectiva redução de utilização de fertilizantes, através do simples controle do solo. Por outro lado, a água é o mais importante limitante para a produção de uma boa colheita em muitas áreas do mundo. A eficiência do uso da água em sistemas de irrigação requer monitoração contínua da composição do solo. O uso de técnicas nucleares permite que os geólogos e agrônomos possam otimizar a irrigação tradicional, diminuindo a quantidade de água que pode ser utilizada. A produção agrícola se apoia fortemente em duas técnicas químicas: fertilizantes para aumentar a produção e pesticidas para controlar pragas e insetos. O uso excessivo desses produtos ataca o meio ambiente e os produtos comestíveis. Ver Fig.2. Os isótopos são ferramentas eficientes para estudar o comportamento, deposição e resíduos agroquímicos no solo, água, plantas, animais e seus produtos, permitindo uma otimização na aplicação de agroquímicos e melhor controle do crescimento de pestes, diminuindo assim os prejuízos à saúde e a agricultura. O homem tem tentado aumentar a qualidade e quantidade de suas colheitas. A evolução natural de uma espécie resulta através de mutação espontânea e de seleção dos indivíduos mais adequados. A taxa de mutação pode ser multiplicada através do tratamento com radiação, o que permite a aceleração da evolução e a obtenção de colheitas melhores. Figura 2. Controle de Deposição de Pesticidas Nos últimos cinqüenta anos, os programas de sementes para plantio têm incluído a mutação induzida com radiação para produzir colheitas mais eficientes. Dentre as propriedades mais importantes que podem ser modificadas, podemos citar: o aumento da resistência da planta, a mudança do tempo de maturação, o crescimento da resistência à doenças, o aumento da produção, a melhora nos caracteres agronômicos e a melhoria na qualidade de sementes. III. UTILIZAÇÃO NA PRODUÇÃO ANIMAL E CONTROLE DE INSETOS Muitos animais que produzem carne e leite, também fornecem lã e couro para calçados, roupas e outros produtos. Em muitos lugares fornecem ainda combustível para cozinhar e energia para cultivar a terra e fazer a colheita. Em alguns países, a economia e o bem estar dos indivíduos depende disto e os radioisótopos são de grande valia na obtenção de resultados.

3 Esses resultados podem ser obtidos através de : 1. Aumento do peso dos animais e da quantidade de leite através de melhores alimentos; 2. Determinação do estágio correto do ciclo reprodutório através de controle hormonal feito com métodos isotópicos; e 3. Eliminação de doenças pela produção de vacinas de baixo custo e mais seguras através de irrradiação com Raios X. Nos últimos quinze anos os métodos isotópicos têm sido a causa de muitos dos maiores avanços na área tais como melhor alimentação animal para o aumento dos produtos derivados do mesmo. Os insetos competem com o homem pelo alimento e pelas fibras têxteis e são uma constante ameaça aos animais e a raça humana. O controle de insetos com produtos químicos, tem muitas vezes criado terríveis problemas de poluição ambiental e resíduos tóxicos em nossa alimentação. Por outro lado muitos insetos têm desenvolvido resistência aos inseticidas, freqüentemente resultando na utilização de mais inseticidas e causando problemas com a poluição. Um dos meios de controlar ou erradicar completamente os insetos, sem o uso de pesticidas, é a técnica de esterilização ( Sterile Insect Technique - SIT ). Nesse caso insetos são produzidos em larga escala, sexualmente esterilizados através de radiação gama, e colocados juntos com sua população nativa. Quando os insetos esterilizados cruzam com os originais da mesma espécie nenhuma linhagem é produzida. Esta técnica, além de ambientalmente correta, é freqüentemente a única solução para erradicação total da praga. IV. UTILIZAÇÃO NA PRESERVAÇÃO DE ALIMENTOS E PRODUTOS MÉDICOS Uma das primeira prioridades do mundo é providenciar comida saudável e suficiente para todos. Entre os grandes problemas estão a fertilização do solo, o desenvolvimento de sementes mutantes mais desejáveis para o plantio, uma infra-estrutura adaptada a cada país, e geralmente a criação de condições certas para uma boa colheita. Ver Fig. 3. Após a colheita é necessária a preservação e proteção do produto obtido livrando-o de pestes e de contaminação. Há milhares de anos esse problema tem estado presente e os métodos de preservação evoluíram desde secagem ao sol, defumação, salgamento, enlatamento, congelamento e aquecimento até adição de produtos químicos. A ultima das técnicas utilizadas tem sido a irradiação, isto é a exposição de alimentos a uma cuidadosa e controlada irradiação ionizante. Mais de 40 anos de pesquisa têm mostrado conclusivamente que não há efeitos colaterais quando se consome alimentos irradiados, embora haja uma certa relutância por parte dos consumidores em aceitar tal técnica. Figura 3. Controle de Colheitas e Produção de Grãos No futuro a irradiação de alimentos certamente desenvolverá tanto que será um dos maiores benefícios para a espécie humana e a preservação de alimentos será um dos mais importantes fatores para o crescimento da produção de alimentos em países emergentes. Entre os muitos benefícios do uso da irradiação de alimentos como alternativa ou mesmo como o único método para melhoria da qualidade podemos destacar: 1. Eliminação de muitos riscos à saúde; 2. Aumento da qualidade de produtos frescos; 3. Aumento da economia na produção e distribuição de alimentos; 4. Redução de perdas durante estocagem ou transporte; e 5. Desinfeção de produtos em estoque como grãos, frutas secas, legumes e peixe salgado. Economicamente, o mais importante resultado da aplicação resulta na extensão da vida do alimento na prateleira, o que é de extrema valia para países tropicais como o Brasil. V. APLICAÇÕES NA SAÚDE HUMANA As aplicações de radiação e radionuclídeos na saúde humana começaram a acorrer rapidamente após a descoberta dos Raios X, por Röentgen. Hoje, dificilmente um grande hospital, em um grande centro, não possui um departamento de radiologia, ou um departamento de medicina nuclear, ou ainda não utiliza métodos de radioquímica para diagnóstico e pesquisa em uma grande variedade de doenças. Na medicina nuclear, um radionuclídeo, numa forma química cuidadosamente selecionada, é administrado ao paciente, para traçar um fenômeno fisiológico específico por meio de um detector especial, freqüentemente de radiação gama localizado fora do corpo. A importância da medicina nuclear, agora uma especialidade médica reconhecida por si mesma, pode ser vista como um fato e um em cada três pacientes de um

4 hospital geral, de um país desenvolvido, se beneficia de algum tipo de procedimento da medicina nuclear. Na medicina nuclear, a imagem obtida permite a medida de atividade de alguma função específica do corpo, quer seja ela fisiológica ou bioquímica. VI. UTILIZAÇÃO NA PRODUÇÃO DE RADIOFÁRMACOS Embora muitos procedimentos nucleares sejam usados para diagnosticar alguma doença, em alguns casos, os radionuclídeos administrados ao paciente são verdadeiras ferramentas terapêuticas. No caso de ser possível traçar um específico processo biológico no corpo, ou investigar o funcionamento de um órgão do mesmo corpo, torna-se necessário uma escolha cuidadosa de ambos, a forma química e o radionuclídeo que são administrados ao paciente. Esses radionuclídeos preparados são chamados de radiofármacos e cerca de 300 desses são utilizados rotineiramente para diagnóstico. Muitos desses radiofármacos são encontrados comercialmente. Para minimizar a pequena dose de radiação no paciente, através do uso de diagnóstico por radiofármacos, cada dia mais estão sendo usados os de meias vidas curtas ou extremamente curtas, que decaem ao estado natural em minutos ou mesmo horas. Esses radiofármacos, têm que ser preparados no hospital onde são utilizados. Eles são obtidos na maioria das vezes de um outro isótopo de meia vida longa e o procedimento de obtenção é bastante simples, necessitando apenas algum processo químico rápido para obtenção do mesmo após irradiação. Esta técnica é utilizada rotineiramente em hospitais para diagnóstico de funcionamento de fígado, cérebro, pâncreas, coração e rins. Pode ser utilizada rotineiramente com 111 In, 67 Ga, 68 Ga, 201 Ta sendo mais comumente utilizado o 99m Tc. Embora sejam técnicas bem difundidas, sempre é bom lembrar que, procedimentos de medicina nuclear in vivo, envolvem sempre uma pequena dose de radiação ao paciente. Esse não é o caso de procedimentos in vitro, como os radioimunoensaios, onde os produtos ministrados são extraídos para medida e detecção de componentes químicos dos fluidos emanados do corpo. Os radionuclídeos tem um importante papel no diagnóstico cardiológico. Quando o médico examina o pulso de um paciente, ele tenta aferir a corrente do sangue, julgar as condições dos vasos e indiretamente avaliar a força do ação de bombeamento do coração. Com a ajuda de um computador, tais informações são obtidas quantitativamente e seqüencialmente em relação ao tempo Esse processo é o coração da moderna cardiologia nuclear, uma das mais usadas aplicações da moderna medicina nuclear. As imagens nucleares cada dia são mais usadas, como por exemplo no diagnóstico de tumores cerebrais. Muitos tumores utilizam um processo similar, através da simples aplicação de radiofármacos ou até complexos de radionuclídeos que permitem, a cada dia, diagnósticos mais precisos. Os radionuclídeos são largamente utilizados no tratamento de diversas doenças, podendo tais métodos serem divididos em três campos: a Medicina Terapêutica Nuclear, a Teleterapia e a Braquiterapia. Existem poucas situações na Medicina Nuclear Terapêutica em que a administração de um radiofármaco pode ser ministrado ao paciente para o tratamento de uma doença. A mais antiga e mais conhecida aplicação é o tratamento da hiperatividade da glândula tireóide e alguns tipos de câncer tiroidal, quando são administradas ao paciente pequenas doses de 131 I para tomar. A Teleterapia é o tratamento de radiação onde a fonte de radiação não é mantida em contato direto com o tumor a ser tratado. A radiação usada para o tratamento pode ser de diferentes tipos e energias e originárias de diferentes fontes. As fontes radioativas emissoras de gama tais como o 60 Co são usadas, pois são bastante convenientes, não necessitam de grande manutenção e são emissores gama quase ideais, sendo muito usadas em tratamento de câncer. A Braquiterapia é o tratamento onde a fonte de radiação está em contato direto com o tumor. Este método é usado para casos médicos muito especiais. Um dos tratamentos que pode ser realizado é o do câncer na coluna cervical, podendo ser aplicado entretanto, quando o tumor ainda não se espalhou mais que poucos centímetros, o que ocorre na maioria dos casos. VII. UTILIZAÇÃO NO CAMPO DA BIOLOGIA Produtos médicos, tais como roupas cirúrgicas, suturas, cateteres e seringas são usualmente esterilizadas pelo fabricante. Muitos desses produtos, incorporam materiais sensíveis ao calor, tais como bases plásticas que não podem ser esterilizados através de calor, por ebulição ou vapor seco. A esterilização por 60 Co é altamente efetiva e o custo envolvido é baixo. Implantes biológicos tais como de ossos, nervos, tendões, e outros, também, são esterilizados com sucesso por radiação gama e novas utilizações têm sido encontradas por países na área de saúde. As técnicas nucleares encontraram, nas últimas décadas, um número expressivo de aplicações na pesquisa de nutrição humana. Através de traçadores isotópicos estáveis como hidrogênio, carbono, nitrogênio e oxigênio, podemos estudar o consumo de energia para adaptação metabólica, em regiões de baixo consumo protéico, a dieta terápica usando alimentos locais para tratamento de doenças como diarréias crônicas em crianças e mesmo infecções como a Hepatite B. Técnicas nucleares analíticas, também, têm sido utilizadas para prover informações do complemento dietético de diferentes elementos, através da dieta normal humana, em vários países do mundo. Os estudos realizados apresentaram dados importantes hoje utilizados

5 em guias de dieta. VIII. APLICAÇÕES EM HIDROLOGIA Embora a quantidade total de água na terra seja virtualmente constante, a distribuição não se mostra da mesma maneira. A manutenção da qualidade, suprimento e renovação das fontes é um bem conhecido problema, mas está ganhando maiores proporções com o crescimento da população e das fontes de poluição no mundo. Antes do uso de isótopos e do desenvolvimento da instrumentação para medidas acuradas dos núcleos radioativos e estáveis, era muito difícil e algumas vezes impossível, solucionar certos problemas de hidrologia, essenciais para o planejamento agrícola, industrial e habitacional. Muitos problemas da hidrologia são fundamentais, mas as técnicas com isótopos são uma importante ferramenta para os hidrologistas, podendo desempenhar em muitos casos, a solução ideal para uma determinada atividade. Os isótopos artificiais são usados, primariamente, para solucionar problemas hidrológicos locais tais como vazamentos em barragens ou definir zonas de proteção de reservatórios subterrâneos. Muitas vezes mais dados serão obtidos, através de sofisticados modelos matemáticos que, permitem obter ainda mais informações da aplicação dos traçadores, como os utilizados em um sistema de água subterrânea. Ver Fig. 4 Os isótopos desempenham uma importante função no estudo de: Água Subterrânea. Origem, idade, distribuição, qualidade da água, ocorrências e recarga, mecanismos e interconexão entre bacias subterrâneas. Água de Superfície. Dinâmicas de lagos e reservatórios, vazamentos em barragens, estudo de transporte subterrâneos, medidas de descarga de rios, transporte de materiais em suspensão, taxa de sedimentação. Os métodos isotópicos são, normalmente, utilizados juntos com aqueles hidrológicos convencionalmente estabelecidos, providenciando nesses casos, uma ferramenta adicional na solução de muitos problemas da hidrologia. A utilização de isótopos pode ainda ser usada no estudo de : 1. Determinação da idade de depósitos subterrâneos de água, em locais áridos e semi-áridos, na localização de áreas de desenvolvimento industrial, para certificar que não haverá contato entre as águas do lençol e ás águas industriais. 2. Estabelecimento de métodos isotópicos para estudos de poluição de água ou de alta salinidade e suas causas. 3. Estudo de transferência subterrânea de bacias aqüíferas, através de falhas e movimentação interna 4. Medição da dinâmica sedimentológica e determinação da erosão causada por poluição, infiltrações e por movimentação de terras. 5. Estudos de interações entre água subterrânea e a matriz aqüífera através de isótopos ambientais e artificiais Figura 4. Controle de vazão em barragens e represas A vantagem dos métodos nucleares é que eles fornecem, dentro de um espaço de tempo muito curto, uma resposta definitiva com um custo reduzido das medidas realizadas. IX. APLICAÇÕES NO MEIO AMBIENTE A poluição ambiental é hoje um problema mundial, que necessita de uma ação imediata. Na tomada de ações contra a poluição deve-se levar em conta a quantidade exata e os lugares de ocorrência dos poluentes, as causas da poluição e como extinguir essa poluição, sem a criação de outros efeitos indesejáveis. O fato de que os isótopos podem ser detectados em quantidades muito pequenas, e, talvez mais importante ainda, que o seu caminho pode ser seguido ou traçado, fazem deles uma ferramenta ideal para o estudo de poluentes, quer seja no ar, no solo ou no mar. Métodos para esta detecção tem sido incrementados ao longo dos anos. O aquecimento global, também chamado de efeito estufa, com o contínuo aquecimento de nossa atmosfera, tem sido causado pelas grandes quantidades de dióxido de carbono através da queima de carvão e de matérias orgânicas como o petróleo, madeira e lixo. Os isótopos são bastante usados nas medidas e no estabelecimento da trajetória desses poluentes e métodos nucleares, tais como a radiação por feixe de elétrons, também podem ser empregados com sucesso para remover poluentes gasosos, incluindo gases como o sulfídrico ou o óxido de nitrogênio, emitidos principalmente pelas centrais térmicas a carvão.

6 Como a poluição do ar e da água são mais visíveis e por isso mais precocemente anunciada, a poluição do solo só agora começa a se tornar um problema de mesma importância que as outras. O problema tem sido negligenciado por um longo tempo e os poluentes a cada dia se tornam mais presentes na cadeia alimentar do homem e dos animais através do uso constante desses pesticidas. Do mesmo modo, muitos dos fertilizante utilizados na agricultura se decompõem na forma de produtos da oxidação do nitrogênio e podem se tornar um sério problema. Os métodos nucleares são ideais para determinar acuradamente essa poluição, assim como apontar soluções para diminuição da mesma. X. APLICAÇÕES NA GEOLOGIA, GEOQUÍMICA, GEOFÍSICA E DATAÇÃO Os métodos nucleares têm um importante e decisivo papel na geologia. São usados, por exemplo, para determinar as propriedades físicas e químicas do solo. Os métodos utilizados com o propósito de exploração são espectrometria gama, espalhamento gama, emissão de nêutrons, nêutrons pulsados, radônio natural. Esses métodos são bastante utilizados na pesquisa de rochas, solos, biologia e água. Os minerais radioativos são uma parte importante da geologia. São cerca de 19 elementos, os quais tem cerca de 45 ocorrências naturais de isótopos radioativos, os quais se encontram na forma mineral, podendo ser analisados quanto a sua forma física ou mesmo quanto às suas propriedades. Dos 19 elementos os mais representativos são o urânio, o tório e o potássio. Na prospecção de muitos minerais e petróleo, os métodos nucleares são procedimentos de rotina têm sido otimizados nos últimos dez anos com a utilização de instrumentação avançada e de métodos e processos computadorizados. Os métodos de datação de isótopos, através do 14 C, obtido pela interação da radiação cósmica com o nitrogênio contido no ar ganham importância na medida em que os métodos de medidas ficam mais refinados. Nos últimos anos, o renascer dos métodos utilizando isótopos ambientais em geoquímica como ferramenta de datação tem aumentado e a enorme quantidade de dados isotópicos de vários tipos, acumulados através do planeta, permite pesquisar o clima e suas variações como também melhorar a previsão meteorológica no inicio do século XXI XI. APLICAÇÕES NA INDÚSTRIA Inúmeras nações do chamado primeiro mundo desenvolveram método e aplicações benéficas utilizando a radiação e os radioisótopos na indústria. O uso dos mesmos na indústria moderna é de grande importância para desenvolvimento e melhoria de processos, medidas, automação e controle de qualidade. O crescimento desse campo de aplicação na área industrial começou muito cedo e desenvolveu-se muito rapidamente, permitindo que sejam utilizados de alguma forma nos diversos setores do ramo industrial. Ver Fig. 5. O uso dos mesmos na indústria de placas de aço e papel, é um dos requisitos primordiais, para uma automação completa da alta velocidade das linhas de produção. O fato de que pequenas quantidades de substâncias radioativas possam ser medidas com precisão e prontidão, tornam os radioisótopos importantes ferramentas para pesquisas, nas quais o transporte do material é envolvido, proporcionando uma informação exata, tanto espacial como temporal, do material examinado. As indústrias que utilizam técnicas de traçadores, são : 1. aço, ferro, carvão, e petroquímica, 2. cimento, vidro, materiais de construção, 3. processamento mineral, polpa e papel, 4. metais não ferrosos e indústria automotiva. Os traçadores são usados nas áreas de : 1. Desenvolvimento de Processos: tempo de residência, taxa de fluxo, velocidade, modelagem, 2. Controle de Misturadores/Homogeneização: tempo e otimização de misturas e desempenho de misturadores. 3. Manutenção Preventiva e Corretiva: detecção de fraturas, pesquisas de mau funcionamento, transporte de materiais. 4. Controle de Desgaste e Corrosão: desgaste de turbinas, processos de corrosão em equipamentos, estudos de lubrificação. Figura 5. Controle de Bacias de Rejeitos Nos processos industriais, uma das maiores aplicações do traçadores radioativos é o tempo de residência nos quais importantes parâmetros utilizados na remodelação, otimização e automação da planta podem ser obtidos através do uso dos mesmos.

7 Em geral esses traçadores são utilizados nas indústrias para aumentar a eficiência de processos, economizar energia e matéria prima, reduzir tempo de paralisação de equipamentos e facilitar o desenvolvimento do trabalho. A radiografia utilizando os raios gama já está bem estabelecida e é uma técnica rotineira do controle de qualidade não destrutivo. Ela é aplicada para verificação de soldas, encapsulamentos, turbinas, equipamentos e componentes selados, e também materiais cerâmicos. Os radioisótopos como fonte de radiação, têm a vantagem de não necessitarem de energia elétrica como os raios-x, sendo por esta razão, usados com muita facilidade em qualquer campo de aplicação onde sejam necessários. São utilizadas diferentes fontes de radiação que vão de baixa até alta energia e um dos mais freqüentes usos da gamagrafia é a verificação de soldas em gasodutos e oleodutos, permitindo que a cada dia menos acidentes com vazamentos possam ocorrer. A chamada autoradiografia utiliza a radiação emitida pelos radioisótopos presentes num determinado elemento para criar uma imagem fotográfica de sua distribuição. Os aperfeiçoamentos na técnica permitiram que nos últimos anos o método tenha melhores resoluções e utilização de quantidades menores de substâncias radioativas. A neutrongrafia é baseada na atenuação de um feixe de nêutrons pela interação com os átomos. Uma aplicação típica de neutrongrafia são os testes com os elementos combustíveis nucleares e a detecção de materiais hidrogenados, a detecção de fendas em lâminas de turbinas a gás, corrosão nos componentes de aeronaves, controle a qualidade de cerâmicas e na detecção de cargas explosivas. Os modernos detetores de fumaça são instrumentos altamente sensíveis e de confiança inigualável e estão instalados em um grande número de indústrias, shopping centers, escritórios e hotéis. São baseados na radiação emitida por uma pequena fonte radioativa produzindo uma corrente constante numa célula que representa uma câmara de ionização. As partículas de fumaça, entrando na célula pela convecção do ar ambiente capturam os elétrons e reduz a corrente iônica, fazendo com que essa troca acione o sinal de alarme. Ver Fig. 6. A radiação começa a ser utilizada também na decomposição séptica de rejeitos tóxicos, sendo que algumas cidades começam a irradiar os produtos derivados de esgoto sanitário, permitindo assim a não utilização de muitos compostos químicos nessa decomposição, os quais contribuem também para a poluição ambiental. Uma nova área conhecida como imobilização de materiais bioativos por radiação, como drogas, enzimas, antígenos, e anticorpos em materiais polimerizados, tem sido o mais recente campo de aplicação da radiação. XII. O PAPEL DO REATOR NUCLEAR DO CDTN NA MELHORIA DA QUALIDADE DE VIDA Desde sua instalação em novembro de 1960, o reator TRIGA MARK I IPR-R1, do Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear em Belo Horizonte, tem irradiado inúmeros alvos quer para produção de isótopos ou para análises que utilizam técnicas nucleares. Dentre esses trabalhos podemos destacar: Análise por Ativação. Mais que 95% das amostras irradiadas no reator foram destinadas à análise por meio de ativação neutrônica. Na maioria destas análises foi efetuada dosagem de urânio em minérios pela contagem dos nêutrons atrasados de fissão. Destacam-se também análises como contaminações de arsênio em rios, Mercúrio em garimpos, indivíduos e alimentos, análises de minérios os mais variados. Entre outros isótopos gerados para o mesmo fim podemos destacar 20 F, 28 Al, 56 Mn, 64 Cu, 99 Mo 101 Mo, 108 Ag, 122 Sb, 125 Sn, 128 I-, 198 Au, 233 Th e outros nuclídeos do grupo das terras raras [4,5,6]. Figura 6. Controle da Poluição Atmosférica Aplicações Industriais. Os isótopos produzidos para serem utilizados como traçadores radioativos ( 56 Mn, 59 Fe, 60 Co, 82 Br, 198 Au, 41 Ar), foram aplicados em estudos tais como: condições de escoamento de oleoduto, medidas de vazão em bombas e turbinas hidráulicas, estudos de desgastes provocados em minerodutos, controle de desgaste em altos fornos, determinação do tempo de permanência de clínquer em moinhos de bola de fábricas de cimento, controle de lingotamento em aciarias, inspeção de torres de craqueamento de refino de petróleo. Engenharia Ambiental. Foram realizados diversos estudos de sedimentologia de fundo (transporte por arraste) e de suspensão em diversos portos do Brasil utilizando os isótopos -51 Cr, 56 Mn, 82 Br, 198 Au e 192 Ir. Foram feitas, também, medidas de poluição oceânica por efluentes líquidos e rejeitos sólidos e medidas de vazão de rios, canais e ribeirões. Ver Fig. 7. Biologia e Medicina. Além da produção de 131 I para fins de diagnóstico na glândula tireóide de indivíduos, foram

8 fabricados outros radioisótopos para realização de pesquisas com Schistosoma Mansoni, incorporação de 24 Na em tumores de coelhos albinos, efeitos terapêuticos do 198 Au em infiltrações intra-articulares e razão de eliminação de ferro na triotomidas com 59 Fe. Dosimetria da radiação. Dosimetria gama no reator IPR- R1, monitoração da potência do reator com 16 N, utilização de turmalina como dosímetro de nêutrons, etc. Física do Estado Sólido e Nuclear. Efeito Mössbauer em LiFeO 2 e LiF, geração de defeitos com cromatos de potássio e fosfato de amônia, formação de centros de cor e dosagem de cristais como KCl, LiF, kunzita e turmalina. Física de Reatores. Medidas de fluxo e distribuição de nêutrons, medidas de reatividade no núcleo, espectrometria de nêutrons com detectores de limiar,, medidas de seções de choque para nêutrons de materiais. Radioquímica. Estudos de radiólise em complexos de Co e Cr, produção de 45 Ca e 51 Cr, determinação de Cu e Au em cristais de KCl, dosagem de Au e Pt em rochas ultra básicas, estudos sobre reação 108 Cd (n, p) 108 Ag, determinação de diversos elementos em amostras diversas, análise de urânio e tório em minérios, determinação de contaminantes em tintas utilizadas em componentes de reatores nucleares, determinação de metais pesados em cabelo de pacientes acometidos de leucopenia e em soro sangüíneo de empregados de siderurgia, estudos de contaminantes em água de minas e rios, contaminação de alimentos e cigarros, estudo de componentes químicos em chás caseiros, entre outros [7,8]. Técnicas Nucleares. Implantação do método de transmissão de nêutrons através de amostras no espectro "maxwelliano", implementação das técnicas de autoradiografia e neutrongrafia para controle de qualidade de aços especiais e outros materiais Vienna: IAEA [3] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Nuclear Strategies in food and agriculture - 25 year of progress /1989. Vienna: IAEA [4] SABINO, CVS, MANSUR, N., Aplicação da técnica analítica por ativação neutrônica no reator de pesquisa IPR-R1. In : CONGRESSO GERAL DE ENERGIA NUCLEAR, 1, 1986, Rio de Janeiro, Anais... Associação Brasileira de Energia Nuclear. [5] MENEZES, M.A.B.C.. SABINO, C.V.S., Tório : uma das aplicações analíticas da ativação neutrônica esctrometria alfa no CDTN nas últimas três décadas. In: CONGRESSO GERAL DE ENERGIA NUCLEAR, 3, 1990, Rio de Janeiro, Anais. ABEN [6] MELO, M.Â.M.O. Determinação de 90 Sr. em água. In: ENCONTRO NACIONAL DE ANALISTAS DE ALIMENTOS, 2, 1990, São Paulo, Anais. Instituto Adolfo Lutz. [7] SABINO, C.V.S., MANSUR, N., KASTNER, S.M., Determinação de 228 Ra e 232 Th em alimentos, In : ENCONTRO NACIONAL DE ANALISTAS DE ALIMENTOS, 2, 1990, São Paulo, Anais. Instituto Adolfo Lutz [8] SABINO, C.V.S., ROSSI, E.H.M., OLIVEIRA, R. ko application in the study of average mineral composition of a sample of the hair of healthy Brazilian children In: 2nd International ko user workshop, 1996, Lublyenia, Slovenia, Proceedings... ABSTRACT Figura 7. Controle de Rochas e Material Arqueológico REFERÊNCIAS [1] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Isotopes in Everyday Life. Vienna: IAEA When we talk about nuclear energy, come to our mind just the uses of this energy in electrical power plants and, to the person that never had studyed or worked in the area, the production of nuclear weapons. The use of nuclear energy in all fields of science and technology has been spreading worldwide. Many times more quickly, fast and simple than other usual methods some measurements can never be realized without the use of isotopes because the alternative ways may not exist. This paper presents the main uses of isotopes produced in nuclear research reactors and a little vision of the contribution of the TRIGA MARK I IPR-R1 nuclear reactor of the CDTN in the past three decades Key Words: Research Reactor, Activation Analysis, Radioisotopes, Environment, Reactor uses [2] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Regional co-operative arrangements for the promotion of nuclear science and technology in Latin America.