Detecção do Radônio - Experimento

O experimento foi feito com o objetivo de detectar radônio em certos lugares, para isso algumas placas, contendo detectores, foram expostas por um certo período de tempo em vários lugares diferentes.

Os detectores presentes nas placas foram retirados e submetidos a um ataque químico feito com uma solução de soda cáustica e água para revelar os traços presentes. 

Cada placa teve seu número de traços contado através de um microscópio. 

O radônio é um gás radioativo que se origina do solo, rochas e água. Ele é invisível, inodoro e insípido, o que dificulta sua detecção sem o uso de equipamentos especiais. O radônio é responsável por cerca de metade da radiação natural a que estamos expostos. Por isso, é crucial medir seus níveis em nossas casas e em outros ambientes fechados.

O radônio-222 tem uma meia-vida de aproximadamente 3,8 dias e origina-se do urânio-238, que existe em pequenas quantidades em diversos materiais, inclusive nos de construção. A razão é que a série radioativa que começa no U-238 – a sequência de elementos em que ele vai se transformando por emissão de radiação alfa e beta – passa pelo radônio. Acontece que o radônio é um gás nobre, isto é, ele praticamente não reage quimicamente com nenhuma outra substância. Por isso, o radônio formado no solo, no cimento e tijolos das paredes das casas e prédios, por causa do decaimento do urânio, acaba  difundindo-se para o interior de ambientes de convívio humano.

Na atmosfera, o decaimento do radônio produz outras espécies radioativas que são os chamados “filhos do radônio” – os elementos que se seguem a ele na série radioativa. Estes, ao contrário do radônio, têm muita facilidade de se ligarem a aerossóis. Ao respirarmos, aerossóis se fixam no pulmão e filhos do radônio presos a eles continuam a série radioativa – os filhos vão emitindo radiação até chegar no chumbo, o produto final dessa série.

O CR-39 é um polímero plástico transparente, conhecido tecnicamente como carbonato de polialildiglicol. É amplamente utilizado em detectores de partículas nucleares devido à sua alta sensibilidade e capacidade de registrar traços de partículas ionizantes, como as emitidas pelo radônio. Possui boa uniformidade de resposta, alta sensibilidade, além de ótima qualidade ótica. Também utilizado na proteção radiológica, o CR-39 ainda tem outras aplicações importantes como na fabricação de lentes de óculos e visores de EPI. 

Os detectores de radônio de CR-39 operam através de um processo chamado "traço de fissão". Quando átomos de radônio e seus produtos de decaimento radioativo emitem partículas alfa, essas partículas interagem com o material CR-39, causando pequenos danos ou traços.

O detector de CR-39 é colocado no ambiente onde o nível de radônio será medido. Ele permanece lá por um alguns meses para podermos obter melhores resultados 

Após o período de exposição, o detector é submetido a um processo de ataque químico. Este processo envolve a imersão do CR-39 em uma solução feita com Soda Cáustica (NaOH) e água. Esta etapa corrói o material e revela os traços deixados pelas partículas alfa, tornando-os visíveis e mensuráveis ao microscópio. O objetivo do ataque químico é aumentar o diâmetro para melhor visualização dos traços e obter parâmetros como dimensão, formato e opacidade para mensuração. Os traços resultantes adquirem uma forma similar a um círculo ou uma elipse, dependendo da incidência da partícula ter sido em ângulo reto ou oblíqua à superfície do detector.  

Os traços revelados são então contados utilizando microscopia óptica. O número de traços é proporcional à concentração de radônio no ambiente durante o período de exposição. A contagem de um grande número de campos é importante para que o resultado apresente uma estimativa de incerteza bem dimensionada. 

A concentração de radônio é medida em becquerels por metro cúbico (Bq/m³). Em ambientes fechados, o radônio pode se acumular a níveis perigosos. A Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) recomenda que a concentração de radônio em casas não ultrapasse 140 Bq/m³.

Pershagen et al. (2019) observaram um risco maior de câncer de pulmão para pessoas expostas a níveis de radônio entre 140-400 Bq/m³ e mais de 400 Bq/m³, em comparação com aquelas expostas a menos de 50 Bq/m³. Na Alemanha, Kreienbrock et al. (2019) estudaram quase 4.000 pessoas e encontraram riscos maiores para concentrações de radônio entre 50-80, 81-140 e mais de 140 Bq/m³, comparadas com menos de 50 Bq/m³.