’Levantamento escolar do radão’: Medidas de radioactividade em casa

A simples palavra ‘radioactividade’ evoca mistério e receio, e poucas pessoas têm presente que, na maioria das situações, a radioactividade é um fenómeno natural com que temos de viver. O radão é um gás radioactivo que existe na natureza e é a causa mais frequente de cancro de pulmão depois do tabaco, representando a forma de radioactividade com maior impacto social.

Sendo um gás, o radão escapa-se das rochas e, mistura-se com o ar que respiramos. Quanto maior for a sua concentração, maior a radioactividade a que estamos expostos. A concentração de radão é bastante aleatória: uma casa pode ter muito radão enquanto as casas vizinhas não têm níveis de radão detectáveis. Uma vez que o radão vem essencialmente das rochas, a sua concentração está relacionada com a composição do solo, a existência de água e, em geral, com a geologia. Saber quanto radão respiramos em casa é pois importante para a nossa saúde^w1. O projecto de ‘Levantamento Escolar do Radão’ (RSS)^w2, ^w3 envolve alunos do ensino secundário na medição da concentração de radão nas suas casas.

Em condições normais, as medições de radão requerem equipamento bem para além do orçamento da escola; como alternativa usamos um método simples, seguro e fiável para obter resultados significativos através da detecção da radioactividade a do radão. O núcleo do átomo de radão-222 decai para polónio-218, emitindo uma ‘pesada’ partícula-a (um núcleo de hélio-4). Quando a partícula-a atinge um objecto sólido, provoca uma alteração local, tal como uma bala faria numa parede: deixa um pequeno buraco ou traço nuclear. A nossa ‘parede’ foi um fino alvo de plástico; podemos facilmente contar o número de buracos deixados pelas partículas-a, e com esta informação, calcular a concentração média de radão durante o tempo de exposição.

O plástico usado, CR39, (também conhecido por PADC – poly allyl diglycol carbonate), foi desenvolvido para a construção das cabinas dos aviões na 2ª Guerra Mundial e é agora utilizado em lentes ópticas inquebráveis, e também, em física nuclear para detectar partículas-a e neutrões.

Materiais

• Para cada aluno, um dosímetro de radão CR39 no topo da caixa de plástico com tampa aparafusável (ver Figura 3). (Para mais informação ver a lista de fornecedores)
• Hidróxido de sódio (NaOH)
• Água destilada
• Banho maria (ou uma frigideira barata com termostato)
• Um microscópio com microcâmara (ver ‘Fornecedores’)

Método

1. Para medir quantitativamente o nível de radão, colocar o dosímetro de um a seis meses num dado lugar. Um quarto é uma boa escolha para reflectir a nossa exposição ao radão, porque é um local onde estamos bastante tempo. A seguir, o detector está pronto para ser analisado.Para visualizar os traços nucleares deixados pelas partículas-a usando um microscópio vulgar, devemos primeiro ampliá-los com um decapante químico.
2. Colocar o dosímetro numa proveta e cobri-lo com uma solução de 240g de hidróxido de sódio por litro de água destilada. Aquecer a 80ºC pelo menos durante 4h. ( Se usarem uma frigideira com termostato, testar primeiro a temperatura da água). Se estiverem a preparar vários dosímetros, devem usar uma nova solução de hidróxido de sódio para cada um.

Nota de segurança:o hidróxido de sódio é corrosivo e tem de ser manuseado com cuidado.

3. Deixar o dosímetro com decapante durante 4h, a seguir passar bem por água. Os traços têm agora um diâmetro de cerca de 10mm e podem ser vistos com um microscópio.

A concentração do radão é calculada pela fórmula:

Rn = D fc / Δt

onde

Rn é a concentração de radão (Bq/m³)

D é a densidade de traços (número de traços/m²)

fc é o factor de calibração (densidade de traços correspondente a uma exposição de 1 dia a uma concentração de 1 Bq/m³; esta informação é dada pelo fornecedor)

Δt é o tempo de exposição.

Amostragem de resultados

A concentração de radão nas nossas casas pode variar quatro ordens de grandeza ao longo do dia, e depende de vários factores incluindo o tempo, a circulação e a pressão do ar, e ainda outros efeitos sazonais. Contudo, o que é importante do ponto de vista da saúde, é a concentração média de radão. Devido a este facto, as medições de radão são realizadas durante longos períodos.

Desde que o projecto começou em 2003, estiveram envolvidos cerca de 2000 estudantes de escolas secundárias do Friuli Venezia-Giulia (nordeste de Itália). Usando dosímetros CR39 calibrados fizeram-se quatro observações de longa duração, algumas medições de curta duração e umas tantas verificações de lugares com elevados níveis de radão. O projecto ainda continua, e as escolas que fazem medidas são bem vindas ao projecto fornecendo os valores obtidos.

No verão de 2005, 89% das 897 medições de radão feitas pelos alunos estavam abaixo dos 200Bq/m³, i.e. abaixo do limite recomendado pela Comissão Europeia (A Comissão da Comunidade Europeia, 1990). Só 2% (22 medições) excediam o limite de 400Bq/m3 recomendado para as construções antes de 1990. Destas, 0.4% (4 medições) excediam 1000 Bq/m³, sendo o valor mais elevado de 5699 Bq/m³ (ver gráfico).

No inverno de 2007, as 860 medidas efectuadas eram em geral ligeiramente mais elevadas: 70% abaixo de 200 Bq/m³ e mais de 20% entre 200 e 400 Bq/m³. Nesta observação, 10% (88 medidas) excediam o limite de 400 Bq/m³. Contudo, a medida mais elevada era menor do que a do verão de 2005: apenas 3227 Bq/m³ (ver gráfico).

Nos casos em que os níveis de radão detectados estavam acima do limite, a medida foi repetida, e se o nível era ainda demasiado elevado, recomendávamos aos alunos um contacto com a agência regional de protecção ambiental, que podia aconselhar como conseguir que o radão não se acumulasse em casa. Um exemplo de uma remoção fácil do radão é ventilar os compartimentos. Métodos mais trabalhosos incluem isolar a casa do terreno.

Fornecedores

O CR39 pode ser comprado aos fabricantes de lentes ou aos fornecedores de detectores de radão^w4 (ver Figura 1 e 2). Os fabricantes de lentes ópticas vendem o material de plástico (CR39) cortado com qualquer forma (cerca de 1€), enquanto os fornecedores de detectores vendem dosímetros de radão CR39 calibrados e prontos a ser usados (cerca de 7€). Sugerimos usar a opção mais barata para medições do tipo sim/não, reservando os detectores mais dispendiosos para os locais onde o radão já foi detectado.

Nós usamos um microscópio Academy Konus^w5 (modelos 5304 & 5829) com uma micro-câmara e um programa de imagem associado (ver Figura 4).

Agradecimentos

Gostaríamos de agradecer a todos os alunos, professores, pessoal escolar e famílias envolvidos no projecto bem como aos nossos parceiros, a agência regional de protecção ambiental, ARPAF-VG^w6.

Agradecemos o apoio dos patrocinadores^w3, Progetto Lauree Scientifiche, INFN e Departamento de Física da Universidade de Trieste.