O que é a fonte interna de radiação – Definição

Além das fontes cósmicas e terrestres , todas as pessoas também têm alguns isótopos radioativos dentro de seus corpos desde o nascimento . Esses isótopos são especialmente potássio-40 , carbono-14 e também os isótopos de urânio e tório. A variação na dose de radiação de uma pessoa para outra não é tão grande quanto a variação na dose de fontes cósmicas e terrestres. A dose média anual de radiação para uma pessoa de materiais radioativos internos que não o rádon é de cerca de 0,3 mSv / ano, dos quais:

• 0,2 mSv / ano vem de potássio-40,
• 0,12 mSv / ano provém das séries de urânio e tório,
• 12 μSv / ano vem do carbono-40.

O isótopo mais importante em relação à dose é o potássio-40. O componente dominante da exposição por inalação são os produtos de decaimento de curta duração do rádon. Mas esse problema é tão importante que foi tratado separadamente na seção anterior ( Radon – Efeitos na saúde ).

Excluindo a contaminação interna por material radioativo externo (rádon, urânio etc.), o potássio-40 e o carbono-40 são os maiores componentes da exposição interna à radiação de componentes biologicamente funcionais do corpo humano.

Potássio-40

O potássio é um elemento químico de ocorrência natural com número atômico 19, o que significa que existem 19 prótons e 19 elétrons na estrutura atômica . O símbolo químico do potássio é K (do neo-latino kalium).

O potássio natural consiste principalmente no isótopo K-39 (93,26%); portanto, a massa atômica do elemento potássio está próxima da massa atômica do isótopo K-39 (39,098 u). O potássio natural também consiste em dois outros isótopos: K-41 (6,73%) e K-40 (0,012%). O potássio-40 é um isótopo instável (radioativo) de ocorrência natural de potássio. Tem uma meia-vida muito longa de 1.251 × 10 ⁹ anos. Portanto, esse isótopo pertence a nuclídeos primordiais , porque sua meia-vida é comparável à idade da Terra.

Traços de K-40 são encontrados em todo o potássio, e é o radioisótopo mais comum no corpo humano . O K-40 é um isótopo radioativo de potássio que tem uma meia-vida muito longa de 1.251 × 10 ⁹ anos e sofre os dois tipos de decaimento beta . Deste ponto de vista, também um corpo humano pode ser considerado uma fonte de antimatéria.

• Cerca de 89,28% do tempo (10,72% é por captura de elétrons), decai para o cálcio-40 com a emissão de uma partícula beta (β−, um elétron) com uma energia máxima de 1,33 MeV e um antineutrino , que é uma antipartícula para o neutrino .
• Muito raramente (0,001% do tempo) decairá para o Ar-40 emitindo um pósitron (β +) e um neutrino.

Potassium-40 inside Body – Dose de radiação

A concentração de potássio no corpo humano é estritamente baseada no princípio homeostático. O potássio é mais ou menos distribuído no corpo (especialmente nos tecidos moles) após a ingestão de alimentos. Um homem de 70 kg contém cerca de 126 g de potássio (0,18%), a maior parte localizada nos músculos. O consumo diário de potássio é de aproximadamente 2,5 gramas. Portanto, a concentração de potássio-40 é quase estável em todas as pessoas a um nível de cerca de 55 Bq / kg (3850 Bq no total), o que corresponde à dose efetiva anual de 0,2 mSv .

Dose equivalente de banana – CAMA

A dose equivalente de banana, BED, é uma quantidade informal de dose de exposição a radiação ionizante. A dose equivalente de banana é um exemplo educacional geral para comparar uma dose de radioatividade com a dose à qual é exposta ao comer uma banana de tamanho médio. Um CAMA é frequentemente correlacionado a 10 ^-7 Sievert ( 0,1 µSv ).

As bananas contêm concentrações significativamente altas de potássio, o que é vital para o funcionamento de todas as células vivas. A transferência de íons potássio através das membranas das células nervosas é necessária para a transmissão normal do nervo. Mas o potássio natural também contém um isótopo radioativo potássio-40 (0,012%). O potássio-40 é um isótopo radioativo do potássio, com uma meia-vida muito longa de 1.251 × 10 ⁹ anos e sofre os dois tipos de decaimento beta .

Um CAMA é frequentemente correlacionado a 10 ^-7 Sievert (0,1 µSv). A exposição à radiação do consumo de uma banana é aproximadamente 1% da exposição diária média à radiação, que é de 100 doses equivalentes de banana (BED). Uma tomografia computadorizada do tórax fornece 58.000 BED (5,8 mSv). Uma dose letal, a dose que mata um ser humano com um risco de 50% dentro de 30 dias (LD50 / 30) de radiação, é de aproximadamente 50.000.000 BED (5000 mSv). No entanto, na prática, esta dose não é cumulativa, pois o principal componente radioativo é excretado para manter o equilíbrio metabólico. Além disso, também há um problema com a dose coletiva .

O TCAP destina-se apenas a informar o público sobre a existência de níveis muito baixos de radioatividade natural em um alimento natural e não é uma medida de dose formalmente adotada.

Dose interna de urânio e tório

Como foi escrito, todas as pessoas também têm alguns isótopos radioativos dentro de seus corpos desde o nascimento . Esses isótopos são especialmente potássio-40, carbono-14 e isótopos das séries de urânio e tório. A variação na dose de radiação de uma pessoa para outra não é tão grande quanto a variação na dose de fontes cósmicas e terrestres. A dose média anual de radiação para uma pessoa de materiais radioativos internos que não o rádon é de cerca de 0,3 mSv / ano, dos quais:

• 0,2 mSv / ano vem de potássio-40,
• 0,12 mSv / ano provém das séries de urânio e tório ,
• 12 μSv / ano vem do carbono-14.

O UNSCEAR, com base em um grande número de investigações, apresentou valores sobre a ingestão anual por seres humanos dos diferentes isótopos. Podemos mencionar o seguinte:

• Ra-226 (22 Bq / ano),
• Pb-210 (30 Bq / ano),
• Po-210 (58 Bq / ano) e
• Ra-228 (15 Bq / ano).

Observe que o componente dominante da exposição natural ao fundo, proveniente dos produtos de decaimento de curta duração do rádon, não está envolvido aqui. Esse problema é tão importante que foi tratado separadamente na seção anterior ( Radiação Terrestre ).

Como resultado, o relatório UNSCEAR 2000 estima uma dose efetiva anual de 0,12 mSv , proveniente da exposição interna de isótopos das séries de urânio e tório. O principal contribuinte para esta dose é o Po-210 . Observe que o polônio-210, o produto de decomposição do chumbo-210, emite uma partícula alfa de 5,3 MeV , que fornece a maior parte da dose equivalente. O fator de ponderação da radiação alfa é igual a 20. Uma dose absorvida de 1 mGy pelas partículas alfa levará a uma dose equivalente a 20 mSv.

As doses internas de carbono-14 e trítio são descritas no seguinte artigo: Radionuclídeos cosmogênicos

Radiação interna – é perigoso?

Devemos enfatizar que comer bananas, trabalhar como tripulação de voo de uma companhia aérea ou morar em locais com isso aumenta sua taxa de dose anual. Mas isso não significa que deve ser perigoso.  Em cada caso, a intensidade da radiação também é importante. É muito semelhante ao calor de um incêndio (menos radiação energética). Se você estiver muito próximo, a intensidade da radiação de calor é alta e você pode se queimar. Se você estiver na distância certa, você pode suportar sem problemas e, além disso, é confortável. Se você estiver muito longe da fonte de calor, a insuficiência de calor também poderá prejudicá-lo. Essa analogia, em certo sentido, pode ser aplicada à radiação também de fontes de radiação.

No caso de  radiação interna  , estamos falando geralmente das chamadas  “doses baixas” . Dose baixa aqui significa doses pequenas adicionais comparáveis ​​à radiação normal de  fundo  ( 10 µSv  = dose diária média recebida de fundo natural). As doses são muito baixas e, portanto, a probabilidade de indução de câncer pode ser quase insignificante. Em segundo lugar, e isso é crucial, a verdade sobre os efeitos na saúde de baixa dose de radiação ainda precisa ser encontrada. Não se sabe exatamente se essas baixas doses de radiação são prejudiciais ou benéficas (e onde está o limiar). Órgãos governamentais e reguladores assumem um  modelo LNT em  vez de um limite ou  hormesis não porque é a mais cientificamente convincente, mas porque é a  estimativa mais conservadora . O problema desse modelo é que ele negligencia uma série de processos biológicos de  defesa  que podem ser cruciais  em baixas doses . A pesquisa nas últimas duas décadas é muito interessante e mostra que pequenas doses de radiação administradas em uma taxa de dose baixa  estimulam os mecanismos de defesa . Portanto, o modelo LNT não é universalmente aceito, com alguns propondo uma relação dose-resposta adaptativa, em que baixas doses são protetoras e altas são prejudiciais. Muitos estudos contradizem o modelo LNT e muitos deles mostraram resposta adaptativa a baixas doses de radiação, resultando em mutações e cânceres reduzidos. Esse fenômeno é conhecido como hormesis de radiação .