Análise de osso comprova dose mortal de radiação em explosão nuclear

Técnica inovadora mediu dose de radiação na mandíbula de vítima da bomba atômica lançada na cidade japonesa de Hiroshima

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Dose de radiação é compatível com valor encontrado em amostras não biológicas, como fragmentos de tijolos e telhas – Foto: National Nuclear Security Administration / Domínio Público via Wikimedia Commons

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Pesquisa com a participação da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da USP mediu a exposição à radiação das explosões nucleares no Japão, durante a Segunda Guerra Mundial, a partir do osso da mandíbula de uma vítima dos bombardeios. Por meio de técnicas inovadoras de medição, o estudo comprova a exposição a uma quantidade mortal de radiação no momento da explosão. Os resultados são compatíveis com as doses de radiação encontradas em fragmentos de tijolos e telhas nos locais atingidos pelas bombas.

As explosões em Hiroshima e Nagasaki, acontecidas em 6 e 9 de agosto de 1945, são o único momento da história em que as bombas atômicas foram usadas contra civis. Este evento levou a um grande número de estudos sobre os efeitos e a dosimetria das radiações ionizantes. Porém, as pesquisas não utilizaram os ossos das vítimas como dosímetro.

“Um dosímetro é um dispositivo utilizado para medir a dose de radiação, ou seja, a quantidade de energia que é depositada na matéria por unidade de massa”, explica o professor Oswaldo Baffa, do Departamento de Física da FFCLRP, um dos autores do artigo. “Há diversos tipos de dosímetros, como as câmeras de ionização existentes em hospitais, os dosímetros termoluminescentes e os opticamente estimulados. Mesmo um filme fotográfico ou de raio-x, conforme a dose de radiação, muda a tonalidade de cinza e pode ser calibrado como um dosímetro.”
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Análise de mandíbula comprova exposição a quantidade mortal de radiação com a explosão das bombas atômicas – Foto: Angela Kinoshita / Oswaldo Baffa / Sérgio Mascarenhas via PLOS ONE

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Exposição à radiação

A pesquisa avaliou amostras de ossos de vítimas fatais da explosão por Ressonância de Spin Eletrônica (ESR). “Nesse caso, em que houve uma exposição incidental à radiação, ossos e principalmente dentes serviram como dosímetro”, relata o professor. “Os ossos possuem uma parte orgânica e outra mineral, e a parte mineral possui um componente chamado hidroxiapatita. Ela possui propriedades paramagnéticas, ou seja, é capaz de registrar a interferência de campos magnéticos externos, como o produzido pela explosão, funcionando como um tipo de ‘memória magnética’ da exposição à radiação. Por meio dela é possível inferir a dose no momento da explosão.”

Em 1973, Sérgio Mascarenhas, professor do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) e um dos autores da pesquisa, viajou para o Japão e realizou um experimento preliminar sobre as amostras de ossos das vítimas. “Havia um problema na amostra, que era um sinal de fundo de origem desconhecida, que atrapalhava as medições do dosímetro”, conta Baffa. “Foram necessários avanços nos estudos sobre propriedades paramagnéticas e a tecnologia de processamento de sinais para separar o sinal de fundo e permitir a medição da dose.”

O estudo utilizou um fragmento da mandíbula de uma vítima da explosão de Hiroshima, da qual foi isolada da parte mineral uma amostra de hidroxiapatita. “Por meio de equipamentos de ressonância, a ‘memória magnética’ é lida para se obter o espectro paramagnético da hidroxiapatita”, diz o professor. “Em seguida, é adicionada uma dose adicional de radiação à amostra. Quando são medidas as diferenças no espectro, é possível obter um marcador que estima a dose à qual o osso foi submetido na explosão das bombas.”
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Explosões em Hiroshima e Nagasaki aconteceram em 6 e 9 de agosto de 1945 – Foto: U.S. National Archives and Records Administration / Domínio Público via Wikimedia Commons

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Dose fatal

A análise obteve da mandíbula uma dose reconstituída de 9,46 ± 3,4 Gray (Gy), que indica a dose de radiação. “Esse valor é compatível com a dose obtida por meio de outras técnicas, em amostras não biológicas como, por exemplo, na medição da luminescência de grãos de quartzo presentes nos fragmentos de tijolos e telhas encontrados no local das explosões”, conta o professor. “Também está próxima do resultado de técnicas biológicas de medição, aplicadas em estudos de longo prazo que utilizam como parâmetro as alterações no DNA de sobreviventes do ataque nuclear.”

Baffa ressalta que a dose encontrada na amostra é considerada alta. “Uma dose de 5 Gy exposta pelo corpo todo, cerca de metade do valor obtido, já é fatal”, observa. “Numa sessão de radioterapia, o paciente é submetido a uma dose menor, de 2 Gy, aplicada em um local específico do corpo. Para eliminar um tumor, utiliza-se 30 Gy, direcionados para áreas menores, de alguns milímetros quadrados.”

O artigo Electron spin resonance (ESR) dose measurement in bone of Hiroshima A-bomb victim é assinado por Ângela Kinoshita, da FFCLRP e da Universidade Sagrado Coração, em Bauru (SP), Oswaldo Baffa e Sérgio Mascarenhas, do Instituto de Física de São Carlos (IFSC) da USP. O texto na íntegra, publicado pela Plos One em 6 de fevereiro, pode ser lido neste link.

Mais informações: e-mail baffa@usp.br, com o professor Oswaldo Baffa

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