#087 - Radioatividade da Banana Prata

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         O objetivo deste ensaio é detectar radioatividade na banana.

    Escrito e desenvolvido por Léo Corradini

A banana é famosa por conter uma quantidade relativamente grande de potássio (1).
Portanto, é lógico pensar que ela é particularmente radioativa.

A banana testada neste ensaio (prata) contém, segundo a Taco (2), 358mg/100g de Potássio.

Envolvi a válvula Geiger com 200 gramas de banana prata sem a casca e em fatias.

Dessa forma, praticamente toda a superfície da válvula foi exposta à eventual radiação emitida pela massa da banana.
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 (3). 

A título de comparação, além da radiação de fundo (4), também medi a radiação de 1,4g de cloreto de potássio (5) diluído em 200mL de água destilada.



Para esses ensaios usei a válvula Geiger-Müller modelo LND-712 (6).

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.

Mesmo porque a maior parte da radiação vai atingir a carcaça de metal da válvula, e isso é bom. 
O gás usado nas válvulas Geiger-Müller é pouco sensível à radiação Gama, porém quando essa radiação atinge o invólucro metálico da válvula desprende elétrons que por sua vez ioniza o gás dentro da válvula causando a avalanche e consequente contagem pela eletrônica.

Assim, as radiações Alfa, Beta e Múons podem ionizar o gás atravessando a janela de mica e as radiações Beta, Gama e Múons pela carcaça metálica.

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

                            Componentes do conjunto detector.

                                       Totalizador de pulsos

Ensaio da amostra de 200g de banana prata 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 solução de cloreto de potássio em água destilada.

Resultados das amostragens em CPM (Contagens Por Minuto):

- Radiação da banana resultou 26545 contagens em 1440 minutos -> 18,43 CPM 

- Radiação de fundo resultou 27952 contagens em 1440 minutos -> 19,41 CPM

- Radiação da solução de KCl resultou 27112 contagens em 1440 minutos -> 18,83 CPM

                        Conclusões:

Os resultados mostram que a radiação medida na banana é menor que a radiação de fundo, costumo chamar esse fenômeno de efeito blindagem.
O efeito blindagem ocorre quando colocamos um material pouco radioativo sobre ou próximo da válvula Geiger. 
Esse material, no caso, as fatias de banana, serviram de blindagem para a radiação de fundo.

Assim, se você necessitar se proteção contra a radiação de fundo e tiver grande disponibilidade de bananas poderá usá-las para se proteger.

O mesmo aconteceu com a solução de cloreto de potássio, a fraca radioatividade do potássio foi mascarada pelo efeito blindagem.


(1) O potássio é composto por três isótopos, um deles é 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 bilhão 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.

(2) Tabela Brasileira de Composição dos Alimentos (Taco) 2011.

http://www.cfn.org.br/wp-content/uploads/2017/03/taco_4_edicao_ampliada_e_revisada.pdf

(3) 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.

(4) 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.

(5) Corresponde a 720mg de potássio que é a quantidade presente na amostra da banana, segundo a Taco.

(6) Para a válvula LND-712 um nível de 100 CPM corresponde a 1 µSv/h. 
Para se ter uma ideia, a bionerd23, que faz pesquisas em Chernobyl, mediu a radioatividade do solo com três aparelhos diferentes e obteve 16,5 µSv/h, 19,69 µSv/h e 19,86 µSv/h. 
Neste ensaio, a radiação de fundo foi de ~ 0,19 µSv/h.