O bombardeio das cidades japonesas de Hiroshima e Nagasaki pelos Estados Unidos em 1945 foi o primeiro e único uso de armas nucleares contra alvos civis. Os pesquisadores realizaram uma série de estudos em suas conseqüências para medir o impacto da precipitação radioativa, tanto em termos da dose de radiação a que as vítimas foram expostas, como dos efeitos dessa exposição no DNA e na saúde em geral.

A continuidade da pesquisa iniciada na década de 1980 sob a liderança do físico Sérgio Mascarenhas na Universidade de São Paulo (USP) resultou em artigo na revista PLOS ONE descrevendo um método de medição precisa da dose de radiação absorvida pelos ossos das vítimas das bombas nucleares lançadas no Japão.

“Usamos uma técnica conhecida como espectroscopia de ressonância de spin eletrônico para realizar dosimetria retrospectiva. há um interesse renovado por esse tipo de metodologia devido ao risco de ataques terroristas em países como os Estados Unidos, "disse o professor Oswaldo Baffa, da Universidade de São Paulo.

"Imagine alguém em Nova York plantando uma bomba comum com uma pequena quantidade de material radioativo preso ao explosivo. Técnicas como essa podem ajudar a identificar quem foi exposto à precipitação radioativa e precisa de tratamento."

Angela Kinoshita, professor da Universidade do Sagrado Coração em Bauru, Estado de São Paulo, explicou que o estudo é único na medida em que utilizou amostras de tecido humano de vítimas da bomba lançada em Hiroshima.

“Havia sérias dúvidas sobre a viabilidade do uso dessa metodologia para determinar a dose de radiação depositada nessas amostras, por causa dos processos envolvidos no episódio, "Ela disse." Os resultados confirmam sua viabilidade e abrem várias possibilidades para pesquisas futuras que podem esclarecer detalhes do ataque nuclear. "

Na década de 1970, quando lecionava no Instituto de Física de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC-USP), Mascarenhas descobriu que a irradiação de raios-X e raios gama tornava os ossos humanos fracamente magnéticos. O fenomeno, conhecido como paramagnetismo, ocorre porque a hidroxiapatita (fosfato de cálcio cristalino) na porção mineral do tecido ósseo absorve íons de dióxido de carbono, e quando a amostra é irradiada, o CO ₂ perde elétrons e se torna CO ₂ -. Esse radical livre serve como marcador da dose de radiação recebida pelo material.

“Descobri que poderíamos usar essa propriedade para fazer dosimetria de radiação e comecei a usar o método em datações arqueológicas, "Lembrou Mascarenhas.

Seu objetivo na época era calcular a idade dos ossos encontrados nos sambaquis (montículos criados pelos habitantes originais do Brasil como montes de restos de marisco, esqueletos de animais pré-históricos, ossos humanos, utensílios de pedra ou osso, e outros resíduos) com base na radiação natural absorvida ao longo dos séculos por meio do contato com elementos como o tório, que estão presentes na areia da costa.

Com base nesta pesquisa, ele foi convidado a lecionar na Harvard University, nos Estados Unidos. Antes de partir para os EUA, Contudo, ele decidiu ir ao Japão para tentar obter amostras de ossos de vítimas das bombas nucleares e testar seu método nelas.

"Eles me deram uma mandíbula, e decidi medir a radiação ali mesmo, na Universidade de Hiroshima, "ele disse." Eu precisava provar experimentalmente que minha descoberta era genuína. "

Mascarenhas conseguiu demonstrar que um sinal dosimétrico poderia ser obtido da amostra, embora a tecnologia ainda fosse rudimentar e não houvesse computadores para auxiliar no processamento dos resultados. A pesquisa foi apresentada no encontro anual de março da American Physical Society, onde causou uma forte impressão. Mascarenhas trouxe as amostras para o Brasil, onde eles permanecem.

"Houve grandes melhorias na instrumentação para torná-la mais sensível nos últimos 40 anos, "Baffa disse." Agora, você vê os dados processados ​​digitalmente em tabelas e gráficos na tela do computador. A física básica também evoluiu na medida em que você pode simular e manipular o sinal da amostra usando técnicas computacionais. "

Graças a esses avanços, ele adicionou, no novo estudo, foi possível separar o sinal correspondente à dose de radiação absorvida durante o ataque nuclear do chamado sinal de fundo, um tipo de ruído que os cientistas suspeitam pode ter resultado do superaquecimento do material durante a explosão.

"O sinal de fundo é uma linha ampla que pode ser produzida por várias coisas diferentes e carece de uma assinatura específica, "Baffa disse." O sinal dosimétrico é espectral. Cada radical livre ressoa em um determinado ponto do espectro quando exposto a um campo magnético. "

Metodologia

Para fazer as medições, os pesquisadores removeram pedaços em escala milimétrica da mandíbula usados ​​no estudo anterior. As amostras foram novamente irradiadas em laboratório por meio de uma técnica chamada método de dosagem de aditivo.

“Adicionamos radiação ao material e medimos o aumento do sinal dosimétrico, "Baffa explicou." Em seguida, construímos uma curva e extrapolamos a partir dessa dose inicial, quando o sinal era provavelmente zero. Este método de calibração nos permitiu medir diferentes amostras, como cada osso e cada parte do mesmo osso tem uma sensibilidade diferente à radiação, dependendo de sua composição. "

Graças a esta combinação de técnicas, eles foram capazes de medir uma dose de aproximadamente 9,46 cinzas (Gy), que é alto na visão de Baffa. "Cerca de metade dessa dose, ou 5 Gy, é fatal se todo o corpo for exposto a ele, " ele disse.

O valor foi comparável com as doses obtidas por outras técnicas aplicadas a amostras não biológicas, como a medição da luminescência de grãos de quartzo presentes em fragmentos de tijolos e telhas encontrados nos locais das bombas. De acordo com os autores, também se aproximou dos resultados de técnicas de medição biológica aplicadas em estudos de longo prazo usando como parâmetro alterações no DNA de sobreviventes.

"A medição que obtivemos neste último estudo é mais confiável e atualizada do que a descoberta preliminar, mas atualmente estou avaliando uma metodologia que é cerca de mil vezes mais sensível do que a ressonância de spin. Teremos novidades em alguns meses, "Mascarenhas previu.