#051 - Radioatividade da Castanha do Pará #2

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O objetivo deste ensaio e detectar radioatividade na Castanha do Pará (1). 

 Escrito e desenvolvido por Léo Corradini

Neste novo ensaio usei uma técnica diferente que consistiu em envolver a válvula Geiger com a castanha triturada.
Dessa forma, praticamente toda a área da válvula foi exposta à eventual radiação emitida pela massa da castanha.
Essa técnica aumenta muito a sensibilidade do ensaio, mas exige que a válvula esteja fora do aparelho.

Outro ponto importante é a forma como a radiação foi quantificada.
Geralmente, os contadores comuns mostram o valor instantâneo da radiação percebida pela válvula.
Assim, o valor é mostrado analogicamente, com um galvanômetro, ou digitalmente em um display usando unidades como; µSv/h, CPM e a antiga mR/h.
Alguns aparelhos também mostram um gráfico com os valores sendo atualizados de tempos em tempos.

Essas formas de medidas são boas quando se necessita de resultados imediatos para controlar contaminações em ambientes e materiais.
Mas, para fazer medições de baixos valores de radiação prefiro totalizar os pulsos gerados pela válvula num longo período de tempo (2). 

A título de comparação, além da radiação de fundo (3), também medi a radiação da castanha de caju triturada e de uma mistura de amido de milho e cloreto de potássio (4).

O objetivo da mistura de amido de milho e cloreto de potássio foi simular uma massa com volume aproximadamente igual aos da castanha do Pará e da castanha de caju usados no teste.
Com uma quantidade de potássio parecida com as encontradas nessas castanhas (~650mg/100g).

Para fazer a mistura usei 3,2 gramas de cloreto de potássio bem triturado com uma pitada de vermelho de fenol (~50mg).
O indicador de pH serviu como corante para obter uma mistura bem homogênea com 160 gramas de amido de milho que corresponde aproximadamente ao mesmo volume das amostras de castanha do Pará e castanha de caju, 240 gramas cada.

Com esse artifício, podemos estabelecer a interferência que a radioatividade do potássio está causando nos valores obtidos.

Para esses ensaios usei a válvula Geiger-Müller modelo LND-712, ela é mais sensível que a russa modelo SI-3BG.

Coloquei uma capa de plástico para proteger a janela de mica da válvula Geiger porque, neste ensaio, não estou interessado na detecção de partículas Alfa.

Placa eletrônica geradora da polarização de 500V e condicionadora dos pulsos.

Componentes do conjunto detector

Totalizador de pulsos

Veja também:

https://potassio-40.blogspot.com.br/2017/11/contador-geiger-muller.html

Ensaio da amostra de 240g de castanha do Pará moída que envolveu a válvula durante o teste.

Teste da radiação de fundo, onde nenhum material em especial foi colocado em contato com a válvula Geiger.

Ensaio da mistura de 160g de amido de milho com 3,2g de cloreto de potássio tingido.

Ensaio da radiação da amostra de 240g de castanha de caju moída.

Resultados das amostragens em CPM (Contagens Por Minuto):

- Radiação da Castanha do Pará resultou 30399 contagens em 1440 minutos -> 21,11 CPM 

- Radiação da mistura de amido com KCl resultou 27647 contagens em 1440 minutos -> 19,20 CPM

- Radiação de fundo resultou 28081 contagens em 1440 minutos -> 19,50 CPM

- Radiação da Castanha de Caju resultou 27303 contagens em 1440 minutos -> 18,96 CPM

Conclusões:

Os resultados mostram que a radiação medida com a castanha do Pará é maior que a radiação de fundo.

O ensaio com a mistura de amido e cloreto de potássio foi uma surpresa, o resultado menor que a radiação fundo demonstrou que ocorreu o fenômeno que costumo chamar de efeito blindagem.
O efeito blindagem ocorre quando colocamos um material pouco radioativo sobre ou próximo da válvula Geiger. 
Esse material, nesse caso a mistura com amido, serviu de blindagem para a radiação de fundo.

Portanto, é provável que a radioatividade do potássio interferiu pouco no valor encontrado no ensaio da castanha do Pará, demonstrando que temos outro material radioativo presente nela.

O ensaio com a castanha de caju também produziu o efeito blindagem, mostrando que ela tem muito pouca radioatividade.  

Essa nova forma de medir a radioatividade, mostrou ser mais sensível e evidenciou que a castanha do Pará realmente é particularmente radioativa, porém acredito que a radiação é muito baixa para considerá-la perigosa.

Veja o ensaio anterior, menos sensível:

https://potassio-40.blogspot.com.br/2017/11/radioatividade-na-castanha-do-para.html

(1) É comum encontrarmos em paginas da internet alegações de que a Bertholletia excelsa ou Castanha do Pará (conhecida lá fora como Castanha do Brasil ou Brazil Nuts) tem uma radioatividade muito grande se comparada a de outros alimentos. 

Um texto muito comum encontrado na net:

"As Bertholletia excelsa podem conter pequenas quantidades de rádio, um material radioativo. Embora a quantidade seja muito pequena, cerca de 1–7 pCi/g (40–260 Bq/kg), e a maior parte não fique retida no corpo, ela é mil vezes mais alta do que em outros alimentos. De acordo com as Universidades Associadas de Oak Ridge, isto não se deve a níveis elevados de rádio no solo, mas sim ao extremamente extenso sistema de raízes da árvore." 

http://pt.wikipedia.org/wiki/Bertholletia_excelsa

(2) Cada ensaio teve duração de ~24 horas, a unidade usada é CPM (Contagens Por Minuto).
Para calcular os resultados em CPM basta dividir o valor totalizado no display pelo tempo de ensaio em minutos.
O caráter aleatório do fenômeno da emissão radioativa torna medidas de curta duração um tanto erráticas.
Em função desse comportamento, médias produzidas por totalizações de longa duração dão valores mais consistentes.
Isso é particularmente importante para a medição de níveis baixos de radiação.
Assim, podemos dizer que os resultados dos ensaios são médias de ~1440 leituras.

(3) A radiação de fundo é o resultado da radioatividade natural do ambiente, ela é composta basicamente pela radiação do radônio e carbono-14 presentes na atmosfera, também por múons produzidos na alta atmosfera e outros elementos radioativos que contaminam todos os materiais a nossa volta.

(4) O potássio é composto por três isótopos, um deles radioativo:

Potássio-39 - 93,26 % - estável
Potássio-40 - 0,0117 % - radioativo
Potássio-41 - 6,73 % - estável

A meia vida do Potássio-40 é 1,26 bilhões de anos.
Um grama de Potássio produz 30,65 desintegrações por segundo.
Sendo 88,8 % emissão de partículas Beta resultando em Cálcio-40 e 11,2 % de emissão de radiação Gama resultando em Argônio-40.

O Potássio-40 é mais radioativo que o Urânio e o Tório.

Atividade específica:

K-40 = 262000 Bq/g
U-238 = 12348 Bq/g
Th-232 = 4057 Bq/g

No entanto, a quantidade do isótopo radioativo no Potássio é pequena e seus filhos, diferentemente do Urânio e do Tório, não são radioativos.
Assim, esse sal não é perigoso por conta da radioatividade gerada pelo potássio-40 presente.
Mas, imagino que se nós vivêssemos, por absurdo, imersos em cloreto de potássio, a radiação seria perigosa.

Radiação de fundo com a LND 712:

https://www.youtube.com/watch?v=IT9uTQaMsy4