apostila prot radiologica

8/9/2019 Apostila Prot Radiologica

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Noes Bsicas de Proteo Radiolgica

Instituto de Pesquisas Energticase Nucleares

2002


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Diretoria de Segurana Nuclear

Diviso de Desenvolvimento de Recursos Humanos Autores:

Barbara P. Mazzilli

Christovam R. Romero Filho

Yasko Kodama

Fbio Fumio Suzuki

Jos Claudio Dellamano

Julio T. Marumo

Matias Puga Sanches

Roberto Vicente

Sandra A. Bellintani

Coordenao geral: MSc. Sandra A. Bellintani

Ftima das Neves Gili

agosto de 2002


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ndice Pgina 1 Radioproteo e evoluo da tecnologia nuclear 2

2 Radiaes e radioatividade 32.1 Elementos e tomos 32.2 Conceito de radioatividade 62.3 Conceito de atividade 82.4 Decaimento radioativo 92.5 Mecanismos de transferncia de energia 9

3 Fontes naturais e artificiais de radiao 10

4 Aplicaes das radiaes ionizantes 124.1 Aplicaes na medicina 124.2 Aplicaes na indstria 134.3 Aplicaes na agricultura 144.4 Gerao de energia 15

5 Efeitos biolgicos das radiaes ionizantes 155.1 Noes de biologia 165.2 Mecanismo de ao das radiaes ionizantes 165.3 Caractersticas gerais dos efeitos biolgicos 165.4 Classificao dos efeitos biolgicos 17

6 Grandezas e unidades para uso em radioproteo 19

6.1 Atividade 196.2 Avaliao de dose 20

7 Princpios de proteo radiolgica 237.1 Justificao 237.2 Limites de dose 237.3 Otimizao 25

8 Modos de exposio e princpios de proteo 258.1 Tipos de fontes 258.2 Modos de exposio 26

8.3 Fatores de proteo radiolgica 278.4 Controle de acesso em reas restritas 30

9 Deteco e medida das radiaes 309.1 Detectores 319.2 Dosmetros 319.3 Calibrao de detectores 32


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10 Programas e procedimentos de monitorao 32

10.1 Monitorao individual 3310.2 Monitorao de rea 3410.3 Sinais e avisos de radiao 35

10.3 Classificao das reas de trabalho 3511 Contaminao radioativa e procedimentos de descontaminao 36

11.1 Preveno e controle da contaminao radioativa 3611.2 Descontaminao de superfcie 371.3 Procedimentos de descontaminao 38

12 Transporte de materiais radioativos 3912.1 Aplicao das exigncias legais 4012.2 Embalados 4012.3 Informaes exigidas no transporte de materiais radioativos 4012.4 Documentos de expedio 42

13 Gerncia de rejeitos radioativos 4213.1 Origem dos rejeitos radioativos 4213.2 Gerncia dos rejeitos radioativos 4313.3 Tratamento dos rejeitos radioativos 4513.4 Confinamento 4713.4 Panorama dos rejeitos radioativos mo Brasil 48

14 Controle radiolgico ambiental 4814.1 Programa de monitorao ambiental 4914.2 Comportamento dos radionucldeos no ecossistema 51

15 Emergncias Radiolgicas 5115.1 Plano de emergncia radiolgica 5115.2 Procedimentos de emergncia 5215.3 Procedimentos bsicos de emergncia 54


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1 RADIOPROTEO E EVOLUO DA TECNOLOGIA NUCLEARA radioatividade e as radiaes ionizantes no so percebidas naturalmente pelos rgos dos sentidos do serhumano, diferindo-se da luz e do calor. Talvez seja por isso que a humanidade no conhecia sua existncia enem seu poder de dano at os ltimos anos do sculo XIX, embora fizessem parte do meio ambiente.

Em 1895, o pesquisador alemo Wilhelm Conrad Roentgen descobriu os raios X, cujas propriedadesdespertaram o interesse da classe mdica. Os raios X atravessavam o corpo humano, provocavamfluorescncia em determinadas substncias e impressionavam chapas fotogrficas. Eles permitiam obterimagens do interior do corpo. Sua aplicao foi rpida, pois em 1896 foi instalada a primeira unidade deradiografia diagnstica nos Estados Unidos.

Naquele mesmo ano, em 1896, Antoine HenriBecquerel anunciou que um sal de urnio comque ele fazia seus experimentos emitiaradiaes espontaneamente. Mais tarde,mostrou que essas radiaes apresentavamcaractersticas semelhantes s dos raios X, isto, atravessavam materiais opacos, causavam

fluorescncia e impressionavam chapasfotogrficas.As pesquisas e as descobertas sucederam-se.O casal Pierre e Marie Curie foi responsvelpela descoberta e isolamento dos elementosqumicos naturalmente radioativos - o polnio eo rdio.

As idias a respeito da constituio da matria e dos tomos foram sendo elucidadas pelos estudos eexperimentos que se seguiram s descobertas da radioatividade e das interaes das radiaes com amatria. Os conhecimentos obtidos por muitos pesquisadores e cientistas contriburam para odesenvolvimento da fsica atmica e nuclear, mecnica quntica e ondulatria.

Podem ser citados Ernest Rutherford, Niels Bohr, Max Planck, Louis de Broglie,Albert Einstein, Enrico Fermi entre outros.Em 1939 j se sabia que o tomo podia ser rompido e que uma grande quantidadede energia era liberada na ruptura, ou seja, na fisso do tomo. Essa energia foidesignada como "energia atmica" e mais tarde como "energia nuclear". Essesconhecimentos cientficos possibilitaram a construo de reatores nucleares eexplosivos nucleares.Lamentavelmente, ao final dos anos 30 e incio dos anos 40, em vista da situaomundial, muitos pases estavam envolvidos na 2 Guerra Mundial. A busca dahegemonia nuclear levou construo da bomba atmica.Em 1945, a humanidade tomou conhecimento do poder destruidor das bombasatmicas lanadas nas cidades de Hiroshima e Nagasaki. O efeito das bombasno se restringiu exploso propri amente dita e ao calor gerado por ela, mas

tambm muitas pessoas atingidas morreram posteriormente pelos efeitos causados pelas radiaesionizantes.Com o trmino da 2a Guerra Mundial, houve uma preocupao em se aplicar a energia proveniente do ncleodo tomo em benefcio da humanidade. As alternativas eram a construo de usinas eltricas e a aplicao demateriais radioativos para melhorar as condies de vida da populao, principalmente, na rea da sade.Atualmente, nos anos que prenunciam o sculo XXI, a sociedade continua utilizando os materiais radioativos ea energia nuclear nas mais diversas reas do conhecimento.A histria do desenvolvimento da energia nuclear foi acompanhada tambm por outros acontecimentosdesagradveis, alm das exploses de Hiroshima e Nagasaki. Esses acontecimentos ocorreram quando nose tinha ainda o entendimento adequado sobre os efeitos biolgicos das radiaes ionizantes. Muitosradiologistas morreram ao redor de 1922 em conseqncia dos danos causados pelas radiaes.


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Operrias que trabalhavam pintando painis e ponteiros luminosos de relgio em New Jersey, entre 1917 e1924, apresentaram leses nos ossos e muitas delas morreram. Essas leses foram provocadas pelasradiaes emitidas pelos sais de rdio, ingeridos pelas operrias, durante o seu trabalho.

Estes fatos despertaram a ateno da comunidade cientfica e fizeram com que fosse criado um novo ramo dacincia, a proteo radiolgica, com a finalidade de proteger os indivduos, regulamentando e limitando o usodas radiaes em condies aceitveis.Em 1928, foi estabelecida uma comisso de peritos em proteo radiolgica para sugerir limites de dose eoutros procedimentos de trabalho seguro com radiaes ionizantes. Esta comisso, a ICRP - InternationalCommission on Radiological Protection, ainda continua como um rgo cientfico que elabora recomendaessobre a utilizao segura de materiais radioativos e de radiaes ionizantes.Posteriormente, outros grupos foram criados, com o objetivo de aprofundar os estudos neste campo. Comoexemplos tm-se o UNSCEAR - United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation -criado em Assemblia Geral da ONU em 1955 e a IAEA - International Atomic Energy Agency - fundada em1957 como rgo oficial da ONU, com sede em Viena. A IAEA promove a utilizao pacfica da energia nuclearpelos pases membros e tem publicado padres de segurana e normas para manuseio seguro de materiaisradioativos, transporte e monitorao ambiental.No Brasil, a utilizao das radiaes ionizantes e dos materiais radioativos e nucleares regulamentada pelaComisso Nacional de Energia Nuclear (CNEN).Para trabalhar com radiaes ionizantes e com materiais radioativos, so necessrios conhecimento eresponsabilidade.

2 RADIAES E RADIOATIVIDADE2.1 Elementos e tomos Os qumicos descobriram, h muito tempo atrs, que todos os tipos de substncias encontradas na natureza

eram combinaes de um nmero relativamente pequeno de matria qumica bsica, denominada elemento.O sal de cozinha, por exemplo, formado por uma combinao dos elementos sdio e cloro; a gua quebebemos formada por uma combinao dos elementos hidrognio e oxignio.Esses elementos, por sua vez, so constitudos por tomos. Os tomos formam a menor parte dos elementose por muito tempo foram considerados indivisveis, mas sabe-se agora que os tomos possuem uma estrutura,e que variaes nesta estrutura do origem radioatividade.

Embora existam pelo menos 106 elementos conhecidos, 98% do planeta constitudo basicamente por seiselementos principais: ferro, oxignio, magnsio, silcio, enxofre e nquel. Pode-se verificar na tabela peridicados elementos qumicos (tabela 1) que os 92 primeiros so elementos de ocorrncia natural, os demais soproduzidos pelo homem e so radioativos.

A menor unidade de um elemento o tomo.O tomo possui todas as propriedades fsicase qumicas necessrias para se identificarcomo um elemento particular. Os tomos socompostos de pequenas partculas as quaisincluem os prtons, os nutrons e os eltrons.Os prtons e os nutrons so partculaspesadas que so encontradas no ncleo dotomo. A diferena bsica entre um prton enutron a carga eltrica associada. Osprtons possuem uma carga positiva e osnutrons no possuem carga. Os eltrons so

bem menores, possuindo carga negativa.


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Tabela 1 - Tabela peridica dos elementos qumicos


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Os eltrons encontram-se em rbita ao redor do ncleo, de maneira similar rbita dos planetas ao redor dosol, produzindo o que frequentemente descrito como uma nvem ao redor do ncleo. A extenso das rbitasdos eltrons determina o tamanho de um tomo. Se um tomo pudesse ser ampliado de tal maneira que oncleo pudesse ter o tamanho de uma bola de bilhar, o eltron mais externo seria um pequeno ponto quase1,5 km distante. Os prtons e nutrons so muito mais pesados que os eltrons, sendo que o nmero deprtons mais nutrons no ncleo determina quo pesado cada tomo e corresponde a aproximadamente99,98% do peso total do tomo. Cada tomo possui um nmero diferente de eltrons nos orbitais ao redor doncleo e este fato que resulta em seu diferente comportamento qumico.

2.1.1 Nmero de massa e nmero atmico Todos os elementos qumicos so representados por um smbolo; por exemplo, o alumnio tem como smboloAl, o smbolo do ouro Au e o do urnio U. Alm disso, todo tomo de um elemento qumico possui doisnmeros associados que o identificam. Esses nmeros so chamados de nmero atmico e nmero demassa.O nmero atmico, cujo smbolo Z, corresponde ao nmero de prtons presentes no ncleo do tomo; por

exemplo o alumnio (Al) possui em seu ncleo 13 prtons portanto seu nmero atmico (Z) 13. O urniopossui 92 prtons e seu nmero atmico 92.Uma vez que a massa de um tomo encontra-se praticamente concentrada no ncleo e sabendo-se que osprtons e os nutrons encontram-se no ncleo, o nmero de massa definido pela soma destas partculas.Portanto, o nmero de massa, cujo smbolo A, definido como sendo a soma do nmero de prtons enutrons presentes no ncleo.O nmero de massa de um tomo indica quo pesado ele em relao a um outro tomo. Por exemplo, pode-se afirmar que um tomo de alumnio mais leve que um tomo de ouro porque a soma do nmero de prtonse nutrons do tomo de alumnio 27 (13 prtons e 14 nutrons) e a soma do nmero de prtons e nutronsdo tomo de ouro 197 ( 79 prtons e 116 nutrons).Para que um tomo seja eletricamente neutro, o nmero de prtons no ncleo tem que ser igual ao nmero de

eltrons nos orbitais ao redor do ncleo. O nmero de eltrons caracteriza o comportamento qumico doselementos. A representao genrica de qualquer tomo dada por:

XA

Z ondeX o smbolo qumico do elementoZ o nmero atmicoA o nmero de massa.

Portanto, para alumnio, ouro e urnio, tem-se, respectivamente:

Al, Au, U27131 9 7

79

2 3 8

92

2.1.2 Conceito de istopos Supondo a adio de um nutron extra no ncleo de alumnio, de maneira que se tenha 15 nutrons e 13prtons no ncleo do tomo, o novo nmero de massa passa a ser 28 enquanto que o nmero atmico que igual ao nmero de eltrons nos orbitais ao redor do ncleo permanece inalterado, igual a 13, e o tomo, comoum todo, comporta-se quimicamente como o alumnio. As duas espcies diferentes do tomo do alumnio sodenominadas istopos do alumnio. Pode-se dizer ento que istopos so tomos que possuem o mesmo

nmero atmico (tomos de um mesmo elemento qumico), mas que possuem nmeros de massa diferentes.Esses tomos possuem o mesmo comportamento qumico, porm um mais pesado que o outro.


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2.2 Conceito de radioatividade Pode-se encontrar tomos com o mesmo nmero de massa (A) e com diferentes nmeros de prtons (Z) e denutrons (n), ou seja, tomos com mesmo nmero de massa (A) mas com uma razo entre o nmero de

prtons (Z) e nutrons (n), razo Z / n, diferentes.Por exemplo, pode-se citar o silcio (28Si ), o alumnio (28Al ), e o fsforo (28P ), todos com mesmo nmero demassa (A = 28), porm o silcio (28Si ), contm em seu ncleo 14 nutrons e 14 prtons (Z / n = 14/14),enquanto o alumnio, (28Al ), contm em seu ncleo 15 nutrons e 13 prtons (Z / n = 13/15) e o fsforo, (28P ),contm em seu ncleo 15 prtons e 13 nutrons (Z / n = 15/13).Para cada nmero de massa existe somente uma razo Z / n para a qual o ncleo estvel, ou seja, noradioativo. Todos os outros tomos com mesmo nmero de massa, porm com razo Z / n diferentes soinstveis, ou seja, radioativos, e buscam a estabilidade emitindo radiao e transformando-se em outro tomo.No exemplo citado, o silcio (28Si ), o tomo estvel, enquanto o alumnio (28Al ) e o fsforo ( 28P ) soradioativos e buscam a estabilidade, transformando-se (decaindo) em silcio (28Si ).Tudo que existe na natureza tende a permanecer num estado estvel. Os tomos instveis passam por umprocesso que os tornam mais estveis. Este processo envolve a emisso do excesso de energia do ncleo e denominado radioatividade ou decaimento radioativo. Portanto, a radioatividade a alterao espontnea de umtipo de tomo em outro com a emisso de radiao para atingir a estabilidade.A energia liberada pelos tomos instveis, radioativos, denominada radiao ionizante. Os termosradiao e radioativo frequentemente so confundidos. Deve-se ter sempre em mente que estes dois termos so distintos:tomos radioativos so aqueles que emitem radiao.Existem trs tipos principais de radiao ionizante emitida pelos tomos radioativos:

Alfa - Beta - Gama -

As radiaes alfa e beta so partculas que possuem massa e so eletricamente carregadas, enquanto osraios gama so ondas eletromagnticas.2.2.1 Radiao alfaDentre as radiaes ionizantes, aspartculas alfa so as mais pesadase de maior carga e por isso elas somenos penetrantes que aspartculas beta e a radiao gama.As partculas alfa so ncleos dotomo do gs hlio e socompletamente barradas por umafolha comum de papel e seualcance no ar no ultrapassa maisque 10 a 18 cm. Mesmo a partcula alfa com maioralcance (com maior energia) noconsegue atravessar a camadamorta da pele do corpo humano.Portanto, a partcula alfa originada fora do corpo do indivduo no oferece perigo sa de humana. Por outrolado, se o material radioativo emissor de partcula alfa estiver dentro do corpo ele ser uma das fontes mais

danosas de exposio radiao. A partcula alfa quando emitida internamente ao corpo do indivduodepositar sua energia em uma pequena rea, produzindo grandes danos nesta rea.


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2.2.2 Radiao beta

As partculas beta possuem a mesmamassa e a mesma carga do eltron,

portanto, so menores e mais leves queas partculas alfa, movimentam-semuito mais rpido, e apresentam maiorpoder de penetrao em qualquermaterial.As partculas beta podem penetrarvrios milmetros na pele, mas nopenetram uma distncia suficiente paraalcanar os rgos mais internos docorpo humano.As partculas beta apresentam umrisco maior quando emitidas por

materiais radioativos depositados internamente ao corpo ou quando irradiam diretamente a pele e o cristalinodos olhos.

2.2.3 Radiao gamaOs raios gama no possuem nem massa nem carga e por isso tm um poder de penetrao infinito, podendoatingir grandes distncias no ar e atravessar vrios tipos de materiais.A radiao gama ou raios gama soradiaes eletromagnticas, taiscomo a luz, ondas de rdio emicroondas. As caractersticas

fsicas da radiao eletromagnticaincluem o comprimento e afrequncia de onda. Cada tipo deradiao eletromagntica possuicomprimento e frequncia de ondacaractersticos. Pela medida destascaractersticas, pode ser identificadoo tipo de radiao.

As principais diferenas entre a radiao gama e estas formas mais familiares de radiao eletromagntica que a radiao gama originada no ncleo do tomo, possue pequeno comprimento de onda e alta frequncia,conforme figura a seguir.


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As radiaes ionizantes possuempoder de penetrao diferentes namatria, como ilustrado na figura aolado. Pode-se verificar que as

radiaes eletromagnticas ( e X)possuem um poder de penetraomuito maior do que das partculas alfae beta. A partcula alfa no consegueultrapassar uma folha de papel,enquanto a partcula beta atravessa opapel, mas pode ser barradacompletamente por uma folha fina dealumnio.

2.2.4 Radiao XNos itens anteriores foram citados os trs tipos principais de radiao ionizante. Alm desses trs tipos, serainda citado o raio X , por sua ampla utilizao, principalmente na medicina.Os raios X so semelhantes aos raios quanto as suas propriedades, ou seja, so ondas eletromagnticas dealta frequncia e pequeno comprimento de onda. A principal diferena entre eles que os raios soproduzidos no ncleo do tomo enquanto os raios X podem ter origem na eletrosfera (raio X caracterstico) oupor meio do freamento de eltrons (raio X artificial). Todos os equipamentos utilizados para fins mdicos eindustriais produzem raios X artificiais.Os raios X artificiais so gerados a partirda coliso de um feixe de eltrons contra

um alvo metlico. Quando esses eltronsse chocam contra o alvo, sofrem umprocesso de desacelerao e liberam suaenergia na forma de calor e raio X.As mquinas geradoras de radiao Xartificial so equipamentos eltricos dealta tenso que podem ser desligadas,deixando de produzir os raios X. Estacaracterstica distingue o raio X dasfontes radioativas como por exemplo asfontes emissoras de radiao gama queemitem radiao espontnea econstantemente.Todo material que emite radiao ionizante deve vir sinalizado com o smbolo universal de radiaoapresentado no captulo 10.

2.3 Conceito de atividadeAtividade a grandeza utilizada para expressar a quantidade de um material radioativo e representa o nmerode tomos que se desintegram, por unidade de tempo. A unidade empregada o becquerel (Bq). Uma taxa dedesintegrao de 1 desintegrao por segundo, 1dps, definida como sendo igual a 1 Bq.Antigamente era utilizada uma unidade de atividade chamada de curie (Ci), que equivale a 37 bilhes de dps ou3,7 x 1010 Bq.


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2.4 Decaimento radioativo

A atividade de uma amostra radioativa diminuiou decai com uma taxa fixa que uma

caracterstica de cada radionucldeo. O temponecessrio para que esta atividade diminuapara a metade do seu valor inicial denominado de meia-vida fsica (T1/2). Porexemplo, o 131I tem uma meia-vida fsica deaproximadamente 8 dias. Uma atividade de1000 Bq de 131I ter decado para 500 Bq aps8 dias, para 250 Bq aps 16 dias, para 125Bq aps 24 dias e assim sucessivamente. Afigura ao lado ilustra a quantidade de materialradioativo aps cada perodo de uma meia-vida.

2.5 Mecanismos de transferncia de energiaAo atravessar um material (gs, lquido ou slido), as partculas alfa ou beta e as radiaes eletromagnticas,raios X e raios gama, cedem parte ou toda sua energia para os tomos do material. Essa transferncia deenergia das radiaes para os materiais ocorre principalmente por excitao ou ionizao, processos essesque sero explicados mais adiante.O mecanismo de absoro da energia das radiaes de importncia fundamental no campo de radioproteodevido s seguintes razes:

A absoro pelos tecidos do corpo pode dar origem a danos biolgicos A absoro pelos materiais o princpio empregado na deteco da radiao O grau de absoro e o tipo de interao da radiao nos materiais so os fatores principais na escolha

de blindagens.

2.5.1 IonizaoIonizao o processo que resulta daremoo de um eltron de um tomo oumolcula, deixando-o com uma carga positiva.O resultado deste processo a criao de umpar de ons composto de um eltron negativo eum tomo ou molcula com carga positiva.Uma molcula pode permanecer intacta ou serrompida, dependendo se o eltron retirado ouno fundamental para a ligao molecular.A figura ao lado apresenta esquematicamenteuma partcula ionizante liberando um eltronda camada L.


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2.5.2 ExcitaoO processo de excitao pode se dar pela interao da radiao com um eltron ou com o ncleo de umtomo.

A excitao de um eltron se d quando aradiao promove este eltron para um nvel deenergia mais elevado, ou seja, transfere o eltronde uma camada eletrnica mais interna parauma camada eletrnica mais externa. O eltronpermanece ligado ao tomo e no soproduzidos ons.A figura ao lado mostra esquematicamente umapartcula alfa interagindo com um eltron de umacamada mais interna e transferindo-o para umacamada mais externa de um tomo, deixandoeste tomo em um estado excitado.

A excitao nuclear qualquer processo queadiciona energia a uma partcula do ncleo deum tomo, de modo que esta ocupe umestado energtico superior. O ncleo continuaa possuir o mesmo nmero de partculasnucleares e pode continuar com o mesmocomportamento qumico.

A figura ao lado mostra o efeito da interao deuma partcula beta com um ncleo pesado.

3 FONTES NATURAIS E ARTIFICIAIS DE RADIAOOs seres humanos e seu ambiente tm sido expostos radiao proveniente de fontes naturais e artifici ais.Essas radiaes no so diferentes entre si, seja na sua forma, ou nos seus efeitos.

A radiao natural inevitvel e tem sido recebida pelo homem e seu ambiente, ao longo de toda a suaexistncia. Essa radiao provm do cosmo (radiao csmica), do solo, da gua e do ar (origem terrestres).As tabelas 2 e 3 apresentam alguns radionucldeos de origem csmica e terrestre. Alm disso, existemtambm algumas fontes de radiao internas ao corpo humano.

Tabela 2- Radionucldeos provenientes do cosmo

Nucldeo Smbolo Meia-vida Fonte Atividade naturalCarbono-14 14C 5730 anos Interaes entre raios csmicos,14N(n,p)14C 0,22 Bq / g

Trtio 3H 12,3 anos Interaes dos raios csmicos com N e O;fragmentao dos raios csmicos,6Li(n,)3H 1,2x10-3 Bq / kg

Berlio-77

Be 53,28 dias Interaes dos raios csmicos com N e O 0,01Bq / kg


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Tabela 3 - Radionucldeos naturais de origem terrestreNucldeo Smbolo Meia-vida Atividade naturalUrnio-235 235U 7,04 x 108 anos 48.000 Bq / tonelada de rochaUrnio-238 238U 4,47 x 109 anos 2.300 Bq / tonelada de rochaTrio-232 232Th 1,41 x 1010 anos 6.500 a 80.000 Bq / tonelada de rocha

Rdio-226 226Ra 1,60 x 103 anos16 Bq / kg em pedras calcrias e48 Bq / kg em rochas gneas ou magmticas.

Radnio-222 222Rn 3,82 dias Gs nobre cuja concentrao mdia anual no ar varia,dependendo do local, de 0,6 Bq/m3 a 28 Bq/m3

Potssio-40 40K 1,28 x 109 anos 0,037 a 1,1 Bq / g de solo

Atualmente sabe-se que aproximadamente metade da radiao a qual o homem est exposto, provm daradiao csmica. H certos lugares que recebem mais radiao csmica do que outros, como por exemploas regies polares. Verifica-se tambm que a intensidade dessa radiao aumenta com o aumento da altitude.As fontes terrestres (solo, gua) de radiao so responsveis por uma outra parte da radiao natural a qual ohomem est exposto. A radiaocausada pelas fontes terrestresprovm dos materiais radioativosque se encontram distribudos nosolo e nas rochas. Os nveis deradiao terrestre diferem de lugarpara lugar, j que asconcentraes destes materiais nacrosta terrestre podem variar.

O maior nvel de radiao naturalconhecido no mundo verificadoem Kerala, na ndia, nveis comparveis de radiao ocorrem no Brasil, Ir e Sudo. Nenhum efeito adverso sade, decorrente de doses de radiao natural, tem sido observado.

A partir da descoberta dos raios X em 1895, uma srie de avanos cientficos ocorreram no

campo da energia nuclear, o que levou o homem a produzir artificialmente vrios materiaisradioativos e a aprender a utilizar a energia do tomo para os mais variados propsitos: medicina,indstria, agricultura, pesquisas, gerao de energia eltrica e para fins blicos. Atualmente, a medicina responsvel pela maior parte da exposio humana s fontes artificiais de radiao.A tabela 4 mostra alguns exemplos destes materiais radioativos.


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Tabela 4 - Materiais radioativos produzidos artificialmente

Nucldeo Smbolo Meia-vidaIodo-131 131I 8,04 dias

Cobalto-60 60Co 5,27 anosCsio-137 137Cs 30,17 anos

Estrncio-90 90Sr 28,78 anosTecncio-99 99Tc 2,11 x 105 anosPlutnio-239 239Pu 2,41 x 104 anos

A radiao natural contribui comaproximadamente 81% da dose anualrecebida pela populao e os 19% restantesadvm das fontes artificiais de radiao. Nafigura ao lado pode-se observar que a maiorparte (55%) da dose anual por fontes naturaisde radiao proveniente do radnio que estpresente, principalmente, nos materiais deconstruo. No caso das doses provenientesde fontes artificiais (19%) a maior contribuio devida a exposio ao raio X para finsmdicos. Pode-se verificar tambm que asdoses decorrentes do ciclo do combustvelnuclear para obteno de energia eltrica somuito pequenas, quando comparadas com asdemais.4 APLICAES DAS RADIAESIONIZANTESNo incio da era nuclear, houve um incentivo muito grande para o desenvolvimento de aplicaes dos materiaisradioativos. O objetivo era encontrar usos benficos que proporcionassem retorno econmico, conhecimentocientfico avanado e, principalmente, melhorasse a qualidade de vida da sociedade. Nos dias de hoje, aenergia nuclear utilizada para gerao de energia eltrica, sendo uma forte concorrente com os demaisrecursos energticos; os materiais radioativos, por ela produzidos, so largamente utilizados na medicina,indstria e agricultura. Algumas dessas aplicaes sero descritas a seguir.

4.1 Aplicaes na medicinaO uso de materiais radioativos na medicina engloba tanto o diagnstico como a terapia, sendo elesferramentas essenciais na rea de oncologia.

4.1.1 DiagnsticoOs ensaios realizados para diagnstico podem ser in vivoou in vitro.Nos ensaios in vivo, o radioistopo administradodiretamente no paciente. O material a ser administrado,contendo uma pequena concentrao do radioistopo, deveter afinidade com o tecido ou o rgo que se quer observar.A radiao emitida produz uma imagem que revela otamanho, a forma, as condies do rgo e, principalmente,sua dinmica de funcionamento.


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Pode-se dizer que este tipo de ensaio utilizado para todos os rgos e sistemas do corpo humano,destacando-se, entre muitos, os estudos do miocrdio, da funo renal e tireoidiana e a deteco deneuroblastomas. A figura ao lado apresenta uma imagem de radiodiagnstico mostrando o aumento do fluxosangneo cerebral, utilizando15O.Os ensaios in vitro consistem na retirada de material orgnico do paciente, em geral plasma sangneo(sangue), e na reao de substncias marcadas com material radioativo com algumas substncias presentesno plasma, e posteriormente, medidas em detectores de radiao. A atividade detectada indica a presena e aconcentrao das substncias que esto sendo analisadas.

4.1.2 TerapiaNesta prtica, a irradiao do paciente, a fim dedestruir as clulas cancergenas de um rgo, podeser feita de trs formas distintas:a) A fonte radioativa posicionada a certa distnciado paciente e a irradiao se d por feixe colimado(teleterapia).b) A fonte radioativa posicionada em contatodireto com o tumor ou inserida no mesmo(braquiterapia).c) A substncia radioativa injetada no paciente, aqual se instala no rgo de interesse porcompatibilidade bioqumica.A figura ao lado apresenta uma ilustrao de umasesso de teleterapia.

Recentemente, os materiais radioativos tm sido utilizados tambm para o tratamento da dor. o caso do usode 153Sm em pacientes portadores de metstases sseas de cncer, nos quais o uso de analgsicos potentesno surtem efeitos.

4.2 Aplicaes na indstriaNa indstria, os materiais radioativos tm uma grande variedade de usos, destacando-se, principalmente, ocontrole de processos e produtos, o controle de qualidade de soldas e a esterilizao.

Medidores de nvel, espessura, densidade edetectores de fumaa utilizam princpiossemelhantes. Uma fonte radioativa colocadaem posio oposta a um detector e o material aser controlado, que passa entre a fonte e odetector, age como blindagem da radiao,fazendo com que o fluxo detectado varie.Na gamagrafia, o controle de qualidade de

soldas baseia-se na impresso de chapasfotogrficas por raios gama, mostrando aestrutura interna da solda e eventuais defeitos.Fontes radioativas de alta atividade soutilizadas, principalmente, para esterilizao demateriais cirrgicos, tais como suturas, luvas,seringas, esterilizao de alimentos e produode polmeros.


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Radioistopos so usados em hidrologia para medio de vrias grandezas, como vazo de rios, direo decorrentes marinhas, direo e vazo do fluxo subterrneo de guas, taxa de infiltrao de gua no solo.Na figura acima mostrado o controle de espessura de chapas metlicas, o controle de qualidade de soldas, a

medio de vazo e a conservao de peas de artes, nos quadros a, b, c, d respectivamente.

4.3 Aplicaes na agriculturaNa agricultura, os materiais radioativos so utilizados para controle de pragas e pestes, hibridao desementes, preservao de alimentos, estudos para aumento de produo etc.A conservao de alimentos por perodos prolongados conseguida por meio de esterilizao dessesalimentos com altas doses de radiao, e o controle de pragas e pestes pode ser efetuado por meio daesterilizao por raios . Na figura ao lado apresenta-se algumas ilustraes sobre os usos de fontesradioativas na agricultura, sendo o quadro a referente ao controle de pragas e pestes, o quadro b referente esterilizao de alimentos e o quadro c referente hibridao de sementes.


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4.4 Gerao de energiaAlguns tipos de reatores so utilizados na gerao de energia nucleoeltrica, variando basicamente o tipo decombustvel e o refrigerante do ncleo. O princpio de gerao de energia o mesmo em todos eles, ou seja, a

energia liberada pelo ncleo utilizada para gerar vapor, o qual movimenta uma turbina. Na figura a seguir,apresenta-se um esquema simplificado de um reator nuclear.

1. Ncleo do reator 2. Circuito primrio 3. Gerador de vapor4. Pressurizador 5. Vaso de conteno 6. Circuito secundrio

7. Turbinas 8. Gerador eltrico 9. Alternador e Transformador10. Circuito tercirio 11. Estao de captao de gua

Dentre as inmeras contribuies que o uso de materiais radioativos traz para o dia-a-dia de nossa sociedade,resultando na melhoria da qualidade de vida, pode-se citar, alm dos usos j descritos, a datao de amostrasarqueolgicas, a esterilizao de esgotos urbanos, a identificao e quantificao de metais pesados noorganismo humano, as baterias de marca-passos, as fontes luminosas para avisos de emergncia etc.

5 EFEITOS BIOLGICOS DAS RADIAES IONIZANTESH muitos anos verificou-se que as radiaes ionizantes produziam danos biolgicos nos seres vivos. Osprimeiros casos de dano ao homem (dermatites, perda de cabelo, anemia) foram relatados na literatura logoaps a descoberta dos raios X.Ao longo dos anos foram relatados casos de dano em consequncia da exposio radiao, entre os quaisse incluem os danos que afetaram os primeiros pesquisadores no campo da energia nuclear, como MarieCurie.Foi somente aps a segunda Guerra Mundial, em virtude das exploses nucleares nas cidades japonesas deHiroshima e Nagazaki e do uso cada vez maior de radionucldeos nos mais variados setores de atividades, quese estudou com mais detalhes os efeitos produzidos por doses repetidas de radiao a longo prazo.


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5.1 Noes de biologiaO organismo humano uma estrutura complexa cuja menor unidade com funes prprias a clula. Asclulas so constitudas de molculas e estas por sua vez de tomos.

As clulas so compostas por vrios tipos de molculas como: aminocidos, protenas, gua e eletrlitoscomo o potssio, cloro, sdio, clcio, magnsio, fosfatos.Podemos dividir as clulas do organismo humano em dois grandes grupos, as clulas somticas e as clulasgerminativas.As clulas somticas compem a maior parte do organismo, sendo elas responsveis pela formao daestrutura corprea (ossos, msculos).As clulas germinativas esto presentes nas gnadas (ovrios e testculos) e se dividem produzindo osgametas (vulos e espermatozides) necessrios na reproduo. Essas clulas so muito importantes poisso as responsveis pela transmisso das caractersticas hereditrias do indivduo.

5.2 Mecanismo de ao das radiaes ionizantesOs efeitos biolgicos produzidos pela ao das radiaes ionizantes no organismo humano so resultantes dainterao dessas radiaes com os tomos e as molculas do corpo. Nessa interao, o primeiro fenmenoque ocorre fsico e consiste na ionizao e na excitao dos tomos, resultante da troca de energia entre aradiao e a matria. Seguindo-se a este, ocorre o fenmeno qumico que consiste de rupturas de ligaesqumicas nas molculas. A seguir aparecem os fenmenos bioqumicos e fisiolgicos. Aps um intervalo detempo varivel aparecem as leses observveis, que podem ser no nvel celular ou no nvel do organismo comoum todo. Na maioria das vezes, devido recuperao do organismo, os efeitos no chegam a tornar -se visveisou detectveis.Um dos processos mais importantes de interao da radiao no organismo humano com as molculas degua. Esta importncia consequncia da quantidade de gua presente no organismo humano(aproximadamente 70 % do corpo humano).Quando a radiao interage com as molculas de gua do organismo humano, essas molculas se quebramformando uma srie de produtos danosos ao organismo, como os radicais livres e a gua oxigenada. Esseprocesso chamado de radilise da gua.

5.3 Caractersticas gerais dos efeitos biolgicos das radiaes ionizantes EspecificidadeOs efeitos biolgicos das radiaes ionizantes podem ser provocados por outras causas que no asradiaes, isto , no so caractersticos ou especficos das radiaes ionizante. Outros agentes fsicos,qumicos ou biolgicos podem causar os mesmos efeitos. Exemplo: O cncer um tipo de efeito que podeser causado tanto pelas radiaes ionizantes como por outros agentes. Tempo de latncia o tempo que decorre entre o momento da irradiao e o aparecimento de um dano biolgico visvel. Nocaso da dose de radiao ser alta, esse tempo muito curto. Os danos decorrentes da exposio crnica,doses baixas com tempo de exposio longo, podem apresentar tempos de latncia da ordem de dezenasde anos. O tempo de latncia inversamente proporcional dose. ReversibilidadeOs efeitos biolgicos causados pelas radiaes ionizantes podem ser reversveis. A reversibilidade de umefeito depender do tipo de clula afetada e da possibilidade de restaurao desta clula. Existem, porm,os danos irreversveis como o cncer e as necroses.


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TransmissibilidadeA maior parte das alteraes causadas pelas radiaes ionizantes que afetam uma clula ou um organismono so transmitidos a outras clulas ou outros organismos. Devemos, porm, citar os danos causados ao

material gentico das clulas dos ovrios e dos testculos. Esses danos podem ser transmitidoshereditariamente por meio da reproduo. Dose LimiarCertos efeitos biolgicos necessitam, para se manifestar, que a dose de radiao seja superior a um valormnimo , chamada de dose limiar. Temos tambm os efeitos que no necessitam de uma dose mnimapara se manifestar. Como exemplo podemos citar a anemia cuja dose limiar de 1 Sv e todas as formas decncer que teoricamente no necessitam de uma dose limiar. RadiosensibilidadeNem todas as clulas, os tecidos, os rgos e os organismos respondem igualmente mesma dose deradiao. As diferenas de sensibilidade observadas seguem a lei de Bergonie e Tribondeau a qual diz: aradiosensibilidade das clulas diretamente proporcional a sua capacidade de reproduo e inversamenteproporcional ao seu grau de especializao. Por exemplo a pele e as clulas produtoras de sangue.

5.4 Classificao dos efeitos biolgicos das radiaes ionizantesOs efeitos biolgicos das radiaes ionizantes so classificados em estocsticos e determinsticos.

Os efeitos estocsticos so aqueles para os quais aprobabilidade de ocorrncia funo da dose, noapresentando dose limiar. Como exemplo podemoscitar o cncer e os efeitos hereditrios. A curvacaracterstica deste tipo de efeito mostrada nafigura ao lado.

Os efeitos determinsticos so aqueles cuja gravidadeaumenta com o aumento da dose e para os quaisexiste um limiar de dose, como exemplo podemos citara anemia, a catarata, as radiodermites etc. A curvacaracterstica deste tipo de efeito mostrada na figuraao lado.


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Podemos tambm apresentar os efeitos biolgicos em somticos e hereditrios.Os efeitos somticos so alteraes que ocorrem nas clulas somticas e se manifestam no indivduoirradiado, no sendo transmissveis aos descendentes.

Os efeitos hereditrios podem ser transmitidos aos descendentes e so conseqncia de alteraes noscromossomos (DNA) dos gametas (vulos e espermatozides) do indivduo irradiado.

5.4.1 Efeitos somticosOs efeitos somticos das radiaes podem ser divididos em imediatos e tardios. Os efeitos somticosimediatos so aqueles que apresentam um tempo de latncia muito curto e so consequncia de umaexposio aguda radiao (dose alta recebida num curto espao de tempo). Os efeitos tardios so aquelesque apresentam um tempo de latncia muito longo; alguns efeitos demoram dezenas de anos para semanifestar.

No caso do indivduo receber uma dose de radiao

localizada em uma determinada regio do corpo, osefeitos observados tero uma relao direta com estaregio. Por exemplo, uma irradiao localizada nasgnadas poder acarretar uma esterilidade no indivduo,uma irradiao localizada na pele acarretar umaradiodermite (queimadura por radiao), como pode servisto na figura ao lado.No caso do organismo inteiro receber uma dose alta deradiao num curto espao de tempo, os efeitos podemse manifesta em um perodo de horas ou dias, com oaparecimento de um conjunto de sinais e sintomas quelevam a um quadro clnico tpico denominado de

Sndrome Aguda da Radiao.q Sndrome Aguda da RadiaoSabendo-se que cada tipo de clula apresenta um sensibilidade diferente frente radiao, podemos saberqual sistema biolgico ser afetado com diferentes doses de radiao.Para doses de aproximadamente 2 Sv (200 rem), as clulas mais danificadas sero aquelas com maiorsensibilidade, como as clulas da medula ssea. Desta forma, os efeitos observveis durante a manifestaodeste estgio da sndrome so relativos a danos nessas clulas. Temos ento a observao de anemia,leucopenia, plaquetopenia, infeco, febre e hemorragia. Esta conhecida como forma hematopoitica dasndrome aguda da radiao.Com doses mais altas, acima de 8 Sv (800 rem), as clulas mais danificadas sero as clulas do tecidoepitelial (mucosa) que revestem o trato gastrointestinal; quando essas clulas so danificadas, uma barreirabiolgica vital quebrada. Tem-se ento uma perda de lquidos e eletrlitos, infeco e diarria. Esta conhecida como forma gastro-intestinal da sndrome aguda da radiao.Para doses acima de 50 Sv (5000 rem), as clulas relativamente resistentes do sistema nervoso central serodanificadas e o indivduo afetado rapidamente apresentar sintomas de dano nesse rgo, apresentandoconvulses, estado de choque, desorientao. Esta conhecida como forma neuro vascular cerebral ou desistema nervoso central da sndrome aguda da radiao.q Efeitos somticos tardiosEstes efeitos so chamados tardios pois apresentam um perodo de latncia muito longo, manifestando-semuitos anos aps a exposio radiao. Podem ser decorrentes de uma exposio aguda ou crn ica radiao. Dentre os efeitos somticos tardios, podemos citar como principal exemplo o cncer.


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5.4.2 Efeitos hereditriosQualquer alterao do material gentico das clulas (DNA) denominada mutao. A radiao um dosagentes que pode provocar mutaes.

Os efeitos hereditrios podem ocorrer quando as gnadas de um indivduo so expostas radiao. Nestecaso, os genes e os cromossomos das clulas responsveis pela reproduo (vulos e espermatozides)podem ser danificados pela radiao. Assim sendo, essas alteraes podem ser transmitidas, de pais parafilhos por meio da reproduo.Entre os efeitos hereditrios podemos citar: anidria (ausncia da ris do olho), albinismo, hemofilia, daltonismo,sndrome de Down.

6. GRANDEZAS E UNIDADES PARA USO EM RADIOPROTEOH dois tipos de grandezas utilizadas na proteo radiolgica: atividade e dose. A grandeza atividadedetermina a quantidade de radiao emitida por uma determinada fonte radiativa. A grandeza dose descreve aquantidade de energia absorvida por um determinado material ou por um indivduo.A toda grandeza fsica est associada uma ou mais unidades e os valores das medidas muitas vezes soexpressos com mltiplos e submltiplos destas unidades.6.1 AtividadeA grandeza atividade, cujo smbolo A, utilizada para expressar a quantidade de material radioativo. Aatividade de um material radioativo medida em termos de desintegraes por unidade de tempo.Se considerarmos um certo nmero de tomos N, num instante de tempo t, e supondo que depois de umintervalo de tempo muito pequeno (t) o nmero de tomos N diminui de um valor (N) , a relao entreN et dar o nmero de desintegraes desses tomos por unidade de tempo, que denominada ATIVIDADE do

material radioativo.A unidade atual da grandeza atividade o becquerel (Bq) e 1 Bq corresponde a uma desintegrao porsegundo. A unidade antiga, ainda empregada, o curie (Ci) que corresponde a 3,7x1010 desintegraes porsegundo.As relaes existentes entre o becquerel e o curie so:

1 Bq = 1 dps = 2,7.10-11Ci1 Ci = 3,7x1010 dps = 3,7x1010Bq

As tabelas abaixo mostram os submltiplos do Curie e os mltiplos do Becquerel mais frequentementeempregados.

Tabela 5: Submltiplos do curie

Unidade Abreviatura relao com o Ci dpscurie Ci 1 3,7.x1010

milicurie mCi 0,001 (1x10-3) 3,7.x107

microcurie Ci 0,000001 (1x10-6) 3,7.x104

nanocurie nCi 0,000000001 (1x10-9) 3,7x101

picocurie pCi 0,000000000001 (1x10-12) 3,7x10-2


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Tabela 6: Mltiplos do becquerel

UNIDADE ABREVIATURA relao com o Bq dpsbecquerel Bq 1 1

quilobecquerel kBq 1000 (1x103) 1x103

megabecquerel MBq 1000000 (1x106) 1x106

gigabecquerel GBq 1000000000 (1x109) 1x109

terabecquerel TBq 1000000000000 (1x1012) 1x1012

6.2 Avaliao de doseO conceito de dose foi introduzido em proteo radiolgica em analogia ao seu uso em farmacologia, uma vezque queremos determinar o efeito causado por uma dose de radiao ionizante.

O termo dose usado na farmacologia significa a quantidade de uma substncia aplicada em um ser vivo porunidade de peso do corpo humano para se obter um certo efeito biolgico.A dose de radiao recebida por um indivduo pode ser avaliada por meio das seguintes grandezas: exposio,dose absorvida, dose equivalente e dose equivalente efetiva.

6.2.1 ExposioA grandeza exposio, cujo smbolo X, foi a primeira grandeza definida para fins de radioproteo.Esta grandeza uma medida da habilidade ou capacidade dos raios X e em produzir ionizaes no ar. Elamede a carga eltrica total produzida por raios X e em um kilograma de ar.

A unidade atual da grandeza exposio o coulomb por kilograma (C/kg). A unidade antiga o roentgen ( R) que equivale a 2,58x10-4 C/kg.Os instrumentos de medida da radiao, em sua maioria, registram a taxa de exposio que a medida porunidade de tempo, isto , C/(kg.h) ou C/(kg.s).

6.2.2 Dose absorvidaEsta grandeza foi definida para suprir as limitaes da grandeza exposio e possui como smbolo D.A grandeza dose absorvida mais abrangente que a grandeza exposio, pois vlida para todos os tipos deradiao ionizante (X, , , ) e valida para qualquer tipo de material absorvedor . Ela definida como aquantidade de energia depositada pela radiao ionizante na matria, num determinado volume conhecido.

A unidade atual da grandeza dose absorvida o gray (Gy) que equivale a 1 J/kg. A unidade antiga o rad queequivale a 10-2 J/kg, ou seja, 10-2 Gy.A medida da taxa de dose absorvida tem por definio a medida da dose absorvida por unidade de tempo, ex:Gy/h.6.2.3 Dose equivalenteAs grandezas definidas at agora levaram em conta a energia absorvida no ar e no tecido humano, porm nodo uma idia de efeitos biolgicos no homem. Foi ento definida a grandeza dose equivalente, cujo smbolo H, que considera fatores como o tipo de radiao ionizante, a energia e a distribuio da radiao no tecido,para se poder avaliar os possveis danos biolgicos.A dose equivalente numericamente igual ao produto da dose absorvida (D) pelos fatores de qualidade Q e N.

H = D . Q . N


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O fator de qualidade Q relaciona o efeito de diferentes tipos de radiao em termos de danos aos tecidos. Porexemplo, 1 Gy de dose absorvida de radiao alfa produz no tecido um dano vinte vezes maior do que 1 Gy deradiao gama. Este Q representa na realidade o poder de ionizao dos diferentes tipos de radiaoionizante no meio e os valores obtidos para Q so apresentados na tabela 7.

Tabela 7: Valores adotados para Q

Tipo de Radiao Valor de QRaios X, , e eltrons 1

Nutrons rpidos e protons 10Partcula e ions pesados 20

O N o produto de outros fatores modificadores, que permitem avaliar a influncia na dose de umradionucldeo depositado internamente. Atualmente o valor utilizado para o fator N 1.

A unidade antiga da dose equivalente o rem. A unidade nova o sievert (Sv) e 1Sv equivale a 100 rems.A medida da taxa de dose equivalente tem por definio a medida da dose equivalente por unidade de tempo,ex: Sv/h.

6.2.4 Dose equivalente efetivaCom o objetivo de se limitar o risco dos efeitos estocsticos, foi introduzido o conceito de dose

equivalente efetiva. Esta grandeza est baseada no princpio de que para um certo nvel de proteo, o riscodeve ser o mesmo se o corpo inteiro for irradiado uniformemente, ou se a irradiao localizada em umdeterminado rgo. A dose recebida em cada rgo do corpo humano multiplicada por um fator deponderao (WT), o qual leva em conta o risco de efeitos estocsticos.

HE = WT . HT A tabela 8 apresenta os valores de fatores de ponderao para os diversos rgos do corpo humano.

Tabela 8 Fatores de ponderao para rgos do corpo humano

rgo Fator de ponderao (WT) Gonadas 0,25Mamas 0,15Medula ssea 0,12

Pulmo 0,12Tireide 0,03Osso 0,03Restante do corpo 0,06

As unidades de medida da Dose Equivalente Efetiva so o rem e o Sv. Na tabela 9 apresentado um resumo das principais unidades e grandezas usadas em radioproteo.


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UNIDADE ANTIGA UNIDADE NOVA GRANDEZA SMBOLO

NOME SIMBOLO VALOR NOME SMBOLO VALOR

UNIDADEANTIGA

VALE COMRELAO

NOVA

UNIDADENOVA

VALE COMRELAO

ANTIGA

ATIVIDADE A Curie Ci 3,7x1010 dps Becquerel Bq 1 dps 3,7x1010 Bq 2,7x10-11 Ci

EXPOSIO X roentgen R 2,58x10-4 C/kg CoulombKilograma C/kg 1 C/kg 2,58x10-4 C/kg 3,88x103 R

DOSEABSORVIDA D

radiationabsorved dose rad 10

-2 J/kg Gray Gy 1 J/kg 10-2 Gy 102 rad

DOSEEQUIVALENTE H

roentgenequivalent man rem 10

-2 J/kg.Q.N Sievert Sv 1 J/kg.Q.N 10-2Sv 102 rem


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7 PRINCPIOS DE PROTEO RADIOLGICAA principal finalidade da proteo radiolgica proteger os indivduos, seus descendentes e a humanidadecomo um todo dos efeitos danosos das radiaes ionizantes, permitindo, desta forma, as atividades que fazem

uso das radiaes.Para atingir essa finalidade, trs princpios bsicos da proteo radiolgica so estabelecidos: Justificao,Limitao de dose e Otimizao.

7.1 JustificaoComo visto anteriormente, toda exposio radiao ionizante pode levar a algum risco de dano sadehumana, e este risco aumenta com o aumento da exposio. Consequentemente, qualquer aplicao daradiao que conduza a um aumento da exposio do homem deve ser justificada, para garantir que obenefcio decorrente dessa aplicao seja mais importante que o risco devido ao aumento `a exposio.

7.2 Limites de doseLimites de dose representam um valor mximo de dose, abaixo do qual os riscos decorrentes da exposio radiao so considerados aceitveis. No caso das radiaes ionizantes, so estabelecidoslimites de doseanuais mximos admissveis (LAMA), que so valores de dose s quais os indivduos podem ficar expostos,sem que isto resulte em um dano sua sade, durante toda sua vida. Para o estabelecimento dos limitesmximos admissveis para trabalhadores foram considerados os efeitos somticos tardios, principalmente ocncer.Existem duas situaes em que as pessoas podem estar sujeitas s radiaes ionizantes:

(a) situao normal: situao em que a fonte radiativa est controlada e a exposio pode ser limitada como emprego de medidas adequadas de controle.

(b) situao anormal ou acidental: situao em que se perde o controle sobre a fonte de radiao e aexposio, portanto, deve ser limitada unicamente com medidas corretivas.

7.2.1 Limites primriosAs medidas adotadas parasituaes normais de operaodevem ser tais que os limites dedose para trabalhadores e paraindivduos do pblico noexcedam aos nveisrecomendados pela CNEN. A

figura ao lado indica os limites dedose equivalente para algunsrgos isolados e o limite dedose equivalente efetiva para ocorpo inteiro. Esses limitesprimrios anuais de doseequivalente para todos os rgose dose efetiva para o corpo inteiroso apresentados na tabela 10.


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TABELA 10 - Limites primrios anuais de dose equivalente

DOSE EQUIVALENTE TRABALHADOR PBLICOEFETIVA (LAMA)* - HE 50 mSv 1 mSvRGOS OU TECIDOS - HT 500 mSv 1 mSv / WT*PELE 500 mSv 50 mSvEXTREMIDADES 500 mSv 50 mSvCRISTALINO DOS OLHOS 150 mSv 50 mSv

*WT- fator de ponderao: considera o grau de dano que um rgo causaria independentementepara o corpo todo, e so apresentados na tabela 8 da seo 6.2.4.

7.2.2 Limites Secundrios

A verificao direta do cumprimento dos limites primrios muitas vezes no praticvel e ento so utilizadasoutras grandezas cuja avaliao possvel e que so definidas como limites secundrios. No caso deirradiao externa, so aplicados os ndices de dose equivalente superficial e profunda. No caso de irradiaointerna, aplicado o limite de incorporao anual, LIA. O LIA o maior valor de incorporao anual, poringesto, inalao ou absoro pela pele, permitido que garante o cumprimento dos limites primrios de dose.

7.2.3 Limites DerivadosPara garantir a concordncia com os limites de dose recomendados pela Comisso Internacional de ProteoRadiolgica, ICRP, e adotados pela CNEN, frequentemente so usados limites derivados para o trabalho.q Limites Derivados para Irradiao Externa

So funo da frao de tempo gasto para executar as tarefas projetadas para o ano nos locais de trabalho.Por exemplo, o limite derivado para um trabalhador, baseado numa semana de 40 horas trabalhadas, para 50semanas em um ano de trabalho, equivale a 25Sv/h. Este limite garante a concordncia com o limite de 50mSv por ano, conforme mostrado a seguir.

= =H (40 h/sem) . (50 sem/ano)Sv/ano 25 Sv/hSv/h D

5000

q Limites Derivados para Contaminao de SuperfcieOutro limite derivado estabelecido em termos da quantidade de material radioativo que permitida emsuperfcies, roupas e pele. Ele baseado no limite primrio de dose equivalente para trabalhadores e noradionucldeo de maior radiotoxicidade manuseado na rea de trabalho.q Limite Derivado para Contaminao do ArA concentrao no ar derivada (CAD) para qualquer radionucldeo definida como aquela concentrao no ar,que se respirada pelo homem referncia por 2000 horas de trabalho anual, resultar no LIA para inalao.

CAD= =LIA (Bq) LIA (Bq)

(2000 h/ano). (1,2 m /h) 2400 m33

onde 1,2 m3.h-1 o volume de ar respirado em 1 hora de trabalho pelo homem referncia.


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q Consideraes quanto ao sistema de limitao de dosesa) A dose total recebida por ano por um trabalhador corresponde soma da dose externa mais a dose interna.b) Existem limites especiais para vrias categorias de pessoas, tais como:

Mulheres com capacidade de procriao Mulheres grvidas Estudantes e estagirios Visitantes

c) Para o caso de gestantes, estas no devem trabalhar em reas controladas, locais cujas doses podemexceder a 0,30 do LAMA.

d) Com relao gravidez, uma vez constatada a concepo, a dose no feto no dever exceder a 1 mSvdurante todo o perodo de gestao.

e) Para o caso de estudantes, estagirios e visitantes, os limites de dose sero: menores de 16 anos: no devem receber por ano, doses superiores aos limites primrios para pblico, e

em exposies independentes, no devem exceder a 0,10 deste limite; entre 16 e 18 anos: no devem receber por ano, doses superiores a 0,30 do LAMA para trabalhadores; maiores de 18 anos: no devem receber por ano, doses maiores que o limite primrio para

trabalhadores.f) Em situaes de emergncia, as doses previstas no devem exceder a 2 vezes os limites primrios. Caso a

dose seja excedida, a participao nas tarefas devem ser voluntrias. Os voluntrios s podero sertrabalhadores que estejam previamente informados a respeito dos riscos envolvidos na execuo dastarefas de interveno. A participao de um mesmo trabalhador em mais de uma interveno deve, emtodos os casos, ser autorizada pelo responsvel de radioproteo da instalao. Quando for previsto que

um trabalhador recebeu uma dose efetiva superior a 100 mSv, este deve ser submetido a uma avaliaoclnica e dosimtrica antes de sua reintegrao ao trabalho.

7.3 OtimizaoAinda que a aplicao das radiaes ionizantes seja justificada e que os limites de dose sejam obedecidos, necessrio otimizar os nveis de radiao, ou seja, a exposio de indivduos a fontes de radiao deve sermantido to baixo quanto razoavelmente exequvel, filosofia ALARA (as low as reasonably achievable),considerando-se fatores sociais e econmicos.

8 MODOS DE EXPOSIO E PRINCPIOS DE PROTEO RADIAOO uso de fontes de radiao pode resultar em algum grau de exposio das pessoas. Os riscos a que estoexpostos os indivduos irradiados, dependem de diversos fatores relacionados com as propriedades das fontesde radiao e das relaes das pessoas com as fontes, ou seja, tempo de permanncia junto fonte edistncia entre a fonte de radiao e o indivduo exposto.

8.1 Tipos de fonteAs fontes de radiao ionizante de maior interesse para a radioproteo so os aparelhos de raios X, osaceleradores de partculas, as substncias radioativas e os reatores nucleares.


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4 0 m m

4 3 m m

sal de Csio-137

ao inoxencapsulamento duplosolda por fuso ativa

Nos aparelhos de raios X , um filamento de lmpada produz um feixe de eltrons que acelerado num campoeltrico e lanado contra um alvo metlico de nmero atmico elevado e densidade alta. Ao atingir o alvo, oseltrons so freados, emitindo sua energia na forma de radiao de freamento que o raios X.

Nos aceleradores de partculas, gases ionizados so injetados em um campo magntico onde so aceleradose lanados contra um alvo onde provocam reaes nucleares.Estes dois tipos de aparelhos so fontes de radiao somente enquanto esto conectados rede eltrica.As fontes de radiao constitudas de substncias radioativas, ao contrrio, emitem radiao contnua eindependentemente da ao do homem, at que todos os tomos da fonte tenham se desintegrado. Estasfontes so chamadas de fontes radioativas. As energias das radiaes emitidas so caractersticas dosradionucldeos presentes e a intensidade das radiaes emitidas depende da massa do radionucldeo naamostra e varia continuamente, de acordo com as leis do decaimento radioativo.As fontes radioativas podem apresentar-se sob duas formas, seladas ou abertas. O risco associado s fontesseladas o de irradiao somente; as fontes abertas podem irradiar e tambm provocar contaminaes.Fontes seladas so aquelas em que a substncia radioativa est enclausurada dentro de um invlucro robusto

que impede o escape do material radioativo sob ascondies normais de uso ou at mesmo sobcertas condies anormais brandas. A figura aolado mostra uma ilustrao de uma fonte seladade Csio-137.

As fontes abertas so aquelas em que o material radioativoest sob a forma slida (p), lquida, ou mais raramente,

gasosa, em recipientes abertos ou que permitem que ocontedo seja fracionado sob as condies normais de uso.A figura ao lado apresenta algumas ilustraes de fontesabertas sob a forma lquida e slida.

Para alcanar o objetivo da proteo radiolgica, de limitar adequadamente as doses de radiao, precisoconhecer e controlar as exposies a estes tipos diferentes de fontes. Os modos pelos quais os indivduospodem se expor s fontes de radiao so abordados a seguir.

8.2 MODOS DE EXPOSIOA exposio definida, nos regulamentos da CNEN, como a irradiao externa ou interna de pessoas, comradiao ionizante. Portanto, os modos de exposio podem ser classificados em exposio interna ouexterna ao corpo do indivduo irradiado

8.2.1 Exposio externa Entende-se por exposio externa aquela em que a fonte de radiao,aparelhos de raios X ou fontes radioativas, esto fora do corpo dapessoa irradiada. Este modo de exposio ocorre sempre em que somanipuladas as fontes de radiao, sejam seladas ou abertas. Aexposio externa significativa para a radiao eletromagntica, raiosX e gama, pouco relevante para as fontes de radiao beta e praticamente insignificante para as fontes de radiao alfa.


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0,2 mSv/h

0,2 mSv

0,4 mSv

0,8 mSv

A dose de radiao devido exposio externa depende de fatores como atividade da fonte, energia daradiao, tempo de exposio, distncia fonte-indivduo e a utilizao de blindagens.8.2.2 Exposio interna

Entende-se por exposio interna aquela em que afonte de radiao est dentro do corpo da pessoairradiada. Isto ocorre quando o material radioativo entradentro do corpo do indivduo por inalao, ingesto ouatravs da pele intacta ou ferida, quando do manuseiode uma fonte aberta de radiao.Neste caso, a fonte de radiao deve sernecessariamente um radioistopo depositado em umrgo ou tecido do corpo. As doses resultantesdependem dos seguintes fatores: radioistopodepositado, atividade do radioistopo, via decontaminao, forma fsico-qumica e faixa etria do

indivduo.

8.3 Fatores de proteo radiolgicaSero apresentadas medidas prticas de proteo radiolgica que devem ser adotadas para assegurar ocumprimento dos limites de dose. No estabelecimento dessas medidas deve-se considerar o tipo de fonteradioativa, sua atividade, energia e os modos de exposio.

8.3.1 Proteo contra a irradiao externaA dose equivalente recebida pelo trabalhador na irradiao externa funo da taxa de dose no incio dairradiao e de sua variao com o transcorrer do tempo de irradiao. Desta forma existem duas maneiraspara se reduzir a dose equivalente do trabalhador, ou seja, fornecer-lhe proteo adequada. A primeiraconsidera a variao do tempo de irradiao e a segunda considera a reduo da taxa de dose, conseguida porreduo da atividade da fonte, aumento da distncia fonte-indivduo ou com o uso de blindagem. Serexaminado a seguir, com mais detalhes, como esta reduo da dose pode ser conseguida.q Reduo do tempo de irradiao

A dose recebida por irradiao externa diretamente proporcional ao tempo. Quanto maior o tempo deirradiao maior a dose recebida. Evidentemente, a reduo do tempo de irradiao deve ser compatvel com acorreta realizao das operaes necessrias para o bom funcionamento da instalao.Caso seja necessrio o trabalho emreas com nveis da radiao elevados,para que as doses recebidas noexcedam aos limites estabelecidos, necessrio planejar detalhadamente atarefa a ser executada, a fim deminimizar o tempo de exposio econtrolar o tempo de permanncia nolocal de trabalho. Isso, s vezes, leva aomtodo de rodzio entre vriostrabalhadores para a complementaode uma determinada tarefa.A variao da dose em funo do tempode irradiao pode ser visualizada nafigura ao lado.


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q Reduo da atividade da fonteA reduo da atividade da fonte pode ser conseguida diminuindo-se a quantidade de material radioativomanipulado. Esta reduo pode ser obtida, por exemplo, fracionando-se a fonte em fontes com atividadesmenores.

Outro procedimento para reduo da atividade de uma fonte seu armazenamento para que ocorra odecaimento radioativo do material. Este processo geralmente empregado para radionucldeos demeia-vida curta e principalmente para rejeitos radioativos. Para tanto necessrio ter locais adequados paraarmazenamento do material, de acordo com suas caractersticas.

q Aumento da distncia fonte-indivduoA dose de radiao recebida por um indivduo inversamente proporcional ao quadrado da distnciaentre o indivduo e a fonte, ou seja, medida que umindivduo se afasta da fonte de radiao, a dose porele recebida diminui.

Conhecendo-se, portanto, a taxa de dose a umadeterminada distncia da fonte, pode-se calcular ataxa de dose resultante em qualquer distncia. Aequao abaixo bastante utilizada para estabelecera distncia fonte-indivduo mnima de modo a atenderaos limites de dose derivados de trabalho. Na figuraao lado pode-se visualizar a relao entre taxa dedose e distncia.

H 1 / H 2 = (d 2 ) 2 / (d 1 ) 2

Na prtica, o aumento da distncia fonte-indivduo,durante o manuseio com substncias radioativas, conseguido por meio da utilizao de pinas e garras.

q Uso de blindagemDenomina-se blindagem a todo sistema destinado a atenuar um campo de radiao por interposio de ummeio material entre a fonte de radiao e as pessoas ou objetos a proteger, sendo a blindagem o mtodo maisimportante de proteo contra a irradiao externa.

blindagem para partculas alfa - O reduzido alcance das partculas alfa no ar e sua pouca penetraono tecido, no chegando a travessar a camada morta da pele, torna desnecessrio qualquer tipo demedida de proteo contra a radiao alfa externa.

blindagem para partcula beta - A proteo, no caso de irradiao externa por partculas beta, tempor objetivo evitar a irradiao da pele, cristalino dos olhos e gnadas. Devido ao pequeno alcance daspartculas beta, a taxa de dose pode ser reduzida a zero quando se interpe um material de espessuramaior ou igual que o alcance das partculas beta mais energticas neste material.

Blindagem para radiao gama ou X - O mtodo mais prtico para a estimativa da espessura deblindagem para radiao X e a utilizao do conceito decamada semi-redutora . A camada semi- redutora de um material utilizado para blindagem a espessura necessria para reduzir a intensidadede radiao metade. A tabela 13 apresenta valores de camada semi-redutora para algunsradionucldeos.


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Tabela 13 - Valores de camada semi redutora de chumbo para alguns radionucldeos

Radionucldeo Meia-espessura (cm)Cs-137 0,5Co-60 1,2Fe-59 1,1I-131 0,3

Au-198 0,3Na-24 1,5

A seleo dos materiais a serem empregados numa blindagem depender das condies tcnicas eeconmicas. A tabela 14 apresenta alguns materiais que so utilizados como blindagens para emisses betae gama.

Tabela 14 - Materiais para blindagem

TIPOS DE RADIAO MATERIAL PARA BLINDAGEM

, XUsa-se chumbo, a espessura depender da atividade da fonte e daenergia da radiao emitida. Tambm so usados concreto, ferro,urnio e outros materiais de alta densidade.

Beta ( )Normalmente usa-se 1 cm de lucite ou outro material plsticoseguido de uma folha de chumbo de 1 cm de espessura, que usado para blindar a radiao de freiamento (bremsstrahlung). Para

fontes de baixa atividade pode ser dispensvel o uso desta folha dechumbo.

8.3.2 Proteo contra a contaminaoA contaminao tanto externa como interna ao corpo humano, pode ser evitada adotando-se procedimentospara confinar o material radioativo evitando que haja disperso no meio ambiente, ou isolando e protegendo oindivduo com a utilizao de equipamentos de proteo individual, EPI, tais como luvas, aventais, botas,culos, mscaras, ou fazendo o controle de acesso s reas contaminadas. Evidentemente, o confinamento domaterial prefervel ao uso de EPIs, pois estes limitam o movimento do trabalhador, alm de causardesconforto.O confinamento dos materiais radioativos deve ser feito utilizando uma capela ou glove box (caixa de luvas),com sistema de exausto e filtrao adequados.A contaminao interna acontece quando o material radioativo incorporado pelo indivduo por inalao,ingesto ou absoro atravs da pele. A seguir so abordados mtodos para evitar a incorporao de materialradioativo.q Proteo contra a inalao de materiais radioativosAs substncias radioativas podem encontrar-se na forma gasosa ou em suspenso no ar na forma de aerossol,e ser inalada por um trabalhador. Esta a forma mais comum de entrada de radionucldeos no corpo humanodos trabalhadores.Ao trabalhar com substncias radioativas na forma de p, volteis e gasosas deve-se ter o cuidado para evitarsua disperso no ar e manipul-las em locais apropriados, como capelas e caixas com luvas. Alm disso podeser necessrio o uso de mscaras ou outros equipamentos de proteo respiratria.


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q Proteo contra a ingesto de material radioativoA ingesto de substncias radioativas tambm resulta em uma contaminao interna. Pode-se evitar essacontaminao por meio de regras tais como: no fumar, no comer, no beber, nem utilizar cosmticos nas

reas de trabalho que envolvam o manuseio de material radioativo.Na manipulao de substncias radioativas devem ser utilizadas luvas e os materiais de laboratrio no devemser levados boca. A higiene das mos aps a sada da rea de trabalho fundamental para se evitar umacontaminao interna.q Proteo contra a absoro atravs da peleMuitos radionucldeos podem penetrar no corpo atravs da pele. Em trabalhos que envolvam tal risco deve-seutilizar aventais, macaces, luvas e botas apropriadas.Pode ocorrer a penetrao de materiais radioativos no corpo humano atravs de cortes causados por agulhas,bisturis, vidros quebrados, ou outros instrumentos cortantes contaminados, ou atravs de feridas j existentesna pele.

8.4 Controle de acesso em reas restritasUm controle de acesso adequado diminui o risco de contaminao, pelo simples fato de manter o pessoal foradas reas onde existe um potencial significativo de contaminao. A entrada numa rea com potencial decontaminao exige o uso de roupas de proteo, as quais devem ser removidas ao deixar o local. As roupasde proteo so basicamente compostas por sapatilhas, galochas, macaces, luvas, toucas, e mscaras deproteo respiratria.Nas reas de trabalho onde necessrio um controle mais rigoroso, o acesso feito atravs de vestirios,que devem contar com, pias para lavar as mos, recipientes para recolher as roupas de proteo utilizadas narea, instrues para operao normal e em emergncia e monitores para detectar a contaminao.

9 DETECO E MEDIDA DAS RADIAESA deteco e medida das radiaes so fundamentais para a Proteo Radiolgica, tanto para obteno demedidas precisas quanto para a avaliao do grau de risco envolvido em atividades com exposies radiao.A radiao por si s no pode ser medida diretamente, portanto, a deteco realizada pela anlise dosefeitos produzidos pela radiao quando esta interage com um material.Um sistema de deteco de radiao constitudo de duas partes: um mecanismo detector e outro demedida. A interao da radiao com o sistema ocorre no detector e o sistema de medida interpreta estainterao. De maneira geral, os sistemas de deteco de radiao so chamados de detectores.Muitos detectores utilizados em Proteo Radiolgica so de natureza eletrnica e indicam a intensidade daradiao num determinado ponto e num determinado instante de tempo. So principalmente os detectores porionizao, os detectores a cintilao e os detectores semicondutores. Existem tambm os detectores queindicam a radiao total a que uma pessoa foi exposta. Estes instrumentos so chamados dosmetros.


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9.1 Detectores9.1.1 Detectores por ionizao

Em detectores por ionizao, a radiao incidente cria paresde ons no volume de medida do detector. Este volume demedida geralmente preenchido com um gs ou uma misturade gases. A quantidade de pares de ons criados socontados em um dispositivo de medida da corrente eltrica.Como exemplos deste tipo de detector pode-se citar a cmarade ionizao, o contador proporcional e o contador Geiger-Muller. A figura ao lado apresenta um esquema de umdetector por ionizao.

9.1.2 Detectores cintilaoOs detectores cintilao baseiam -sena propriedade de fluorescncia oucintilao, que o fenmeno observadoem certas substncias que emitem luzquando bombardeadas por um feixe deradiao ionizante. As cintilaesproduzidas pela radiao nos cristaiscintiladores so amplificadas em umavlvula foto multiplicadora, que gera umpulso eltrico que medido. Osdetectores de iodeto de sdio (NaI) seenquadram-se nesta categoria (figura aolado).

9.2 DosmetrosA dosimetria a avaliao quantitativa da dose de radiao recebida pelo corpo humano. Os dosmetros soos instrumentos utilizados para esta avaliao, e indicam a exposio ou a dose absorvida total a que umapessoa foi submetida. So tambm chamados de dosmetros integradores. As principais caractersticas queum bom dosmetro deve apresentar so:

a resposta deve ser independente da energia da radiao incidente,

deve cobrir um grande intervalo de dose, deve medir todos os tipos de radiao ionizante e deve ser pequeno, leve, de fcil manuseio, confortvel para o uso e econmico quanto fabricao.

At hoje no existe um dosmetro que preencha todos esses requisitos de forma ideal, mas apenasparcialmente. Os principais tipos de dosmetros so: fotogrfico, termoluminescente (TLD) e cmara deionizao de bolso (caneta dosimtrica).


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9.2.1 Dosmetro fotogrficoO dosmetro fotogrfico um dos detectores de radiao mais simples que existem. constitudo de um filme(chapa fotogrfica) acondicionado em uma embalagem de proteo, que protege a parte fotossensvel contraos efeitos da luz, agentes qumicos e mecnicos. Esta embalagem contm pequenos discos metlicos quefuncionam como filtros que permitem a estimativa da dose e uma distino entre os vrios tipos de radiao.Os filmes dosimtricos utilizam a propriedade das radiaes ionizantes de impressionarem chapasfotogrficas. Mediante a medida do grau de enegrecimento da pelcula revelada, pode-se relaciona-lo com aquantidade de radiao absorvida, e desta forma avaliar a dose recebida pelo indivduo.Os filmes dosimtricos oferecem a vantagem de assegurar uma informao permanente (podem serguardados), permitindo desta forma que as medidas, se necessrio, sejam repetidas. As desvantagens sodecorrentes das influncias das condies ambientais que podem afetar sua resposta, tais como temperatura,umidade e o desvanecimento do enegrecimento com o tempo.

9.2.2 Dosmetro termoluminescente (TLD)

Os dosmetros termoluminescentes so cristais que, quando irradiados, armazenam a energia da radiaoincidente. Se este dosmetro for aquecido, a uma certa temperatura, aps ter sido irradiado, a energiaarmazenada ser liberada com emisso de luz, fenmeno conhecido como termoluminescncia. A quantidadede luz emitida durante o aquecimento proporcional dose absorvida pelo dosmetro.Os dosmetros TLD tm o formato de pastilhas e, geralmente, so utilizados num estojo que acomoda vriosfiltros, com a mesma finalidade daqueles utilizados nos dosmetros fotogrficos. Os TLDs apresentam poucadependncia energtica e quase nenhuma dependncia direcional, mas a informao armazenada s pode seravaliada uma nica vez. A grande vantagem desses dosmetros que podem ser reutilizados.9.2.3 Cmara de ionizao de bolso (caneta dosimtrica)Os dosmetros de bolso, do tamanho de uma caneta comum, chamados por isso de canetas dosimtricas,so utilizados como dosmetros complementares, quando necessrio uma medida direta e rpida, permitindoao usurio verificar a dose a que foi submetido durante um determinado trabalho. O princpio de funcionamentodeste dosmetro semelhante aquele descrito no item 9.1.1.

9.3 Calibrao de detectoresTodos os instrumentos utilizados pela radioproteo no so instrumentos absolutos, necessitando portantode calibrao. Essa calibrao significa determinar sua resposta a uma exposio de radiao conhecida oude uma dose absorvida conhecida, envolvendo sempre o uso de pelo um instrumento de referncia ou padro.A calibrao dos instrumentos deve ser efetuada em intervalos regulares ou aps conserto.

10 PROGRAMAS E PROCEDIMENTOS DE MONITORAO.As radiaes ionizantes no podem ser percebidas diretamente pelos rgos dos sentidos do corpo humano;por isso, um indivduo pode permanecer inadvertidamente num campo radioativo sem notar a sua presena,nem perceber de imediato seus efeitos nocivos.A proteo radiolgica dispe de vrios recursos para evitar que os indivduos recebam doses excessivas oudesnecessrias, e avalia se esses recursos foram eficientes por meio da monitorao.


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Para que as monitoraes atinjam suas finalidades, devem ser racionalmente planejadas e realizadas dentrode um programa. Um programa de monitorao inclui:

a obteno de medidas, a interpretao das medidas obtidas, registro dos dados e as providncias, quando necessrio , para melhorar os dispositivos de proteo.

Um programa de monitorao pode requerer um ou mais mtodos, dependendo da natureza da radiao e dascircunstncias em que a radiao pode afetar um indivduo.As avaliaes podem ser feitas por meio das medidas tomadas no prprio indivduo (monitorao individual) eno local onde ele trabalha ( monitorao de rea). Os principais tipos de monitorao so apresentadosesquematicamente na figura a seguir.

10.1 Monitorao individual10.1.1 Monitorao individual externaA monitorao individual externa tem como objetivo a obteno de dados para avaliar as doses equivalentesrecebidas pelo corpo inteiro, pela pele ou pelas extremidades, quando o indivduo irradiado externamente.Nesta monitorao, dosmetros individuais so colocados em determinadas regies do corpo e so utilizadoscontinuamente pelo indivduo, durante o seu trabalho.Os dosmetros mais utilizados com esta finalidade so: os filmes dosimtricos, os dosmetrostermoluminescentes, as cmaras de ionizao de bolso e os dosmetros eletrnicos de alerta.Os filmes dosimtricos e os dosmetros termoluminescentes so de leitura indireta e necessitam serrecolhidos periodicamente (geralmente dentro de um ms) para a avaliao das doses.As cmaras de ionizao de bolso e os dosmetros eletrnicos de alerta so providos de escalas visveis, quepermitem a avaliao imediata das doses recebidas pelo usurio. Os dosmetros eletrnicos de alerta (visuaisou sonoros), alm de marcar a dose, emitem sinais sonoros ou luminosos, alertando imediatamente o usurioquando um valor de dose pr-estabelecido, for atingido.

Monitorao

individual

de rea

externa

interna

do nvel de radiaodo ar

da contaminao de superfcie


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10.1.2 Monitorao individual internaA monitorao individual interna utilizada para determinar a quantidade de radionucldeos incorporados peloindivduo e avaliar a respectiva dose equivalente. Pode ser feita pela anlise de excretas (tcnica in vitro) ou

pela contagem direta (tcnica in vivo).Pela tcnica in vitro, a quantidade de material radioativo incorporado pelo indivduo pode ser estimada pelaanlise de urina, fezes, secrees nasais, escarro, etc. Esta tcnica pode ser aplicada para qualquerradionucldeo desde que se conhea a relao entre a quantidade eliminada pelo corpo e a quantidadeexistente dentro do corpo.Pela tcnica in vivo, a avaliao da quantidade de materiais radioativos presentes no corpo ou num rgo feita pela medida direta das radiaes, posicionando-se detectores sensveis, junto ao corpo do indivduo.Essa medida deve ser realizada dentro de um recinto blindado com baixa radiao de fundo. O sistema maiscomumente utilizado para esta monitorao chamado de contador de corpo inteiro.

10.2 Monitorao de rea10.2.1 Monitorao do nvel de radiao utilizada para dar uma indicao dos nveis de radiao existentes em locais de trabalho. Por este mtodo,pode-se estimar com antecedncia a dose esperada nas pessoas que permanecerem nesta rea, por umdeterminado tempo, podendo-se adverti-las quando os nveis de radiao forem inadequados.Os instrumentos utilizados na monitorao do nvel de radiao so: cmaras de ionizao, detectores Geiger-Muller, cintiladores etc. Estes monitores, utilizados nas reas de trabalho, so geralmente calibrados paramedir as taxas de dose (Sv/h ou Gy/h) ou as taxas de exposio (C / (kg.h)). Os detectores antigospossuem escala em mrad/h ou mR/h. Podem ser portteis ou fixos.Um aparelho porttil comumente utilizado o detector Geiger-Muller, muitas vezes denominado detector beta-gama. Este tipo de aparelho possui um invlucro metlico com uma janela. Quando esta janela estiver

fechada, permite deteco apenas da radiao gama e, quando aberta, permite detectar as radiaes gama ebeta.Monitores do tipo fixo podem ser instalados em locais estratgicos. Medem o nvel de radiaoconstantemente e, quando um nvel pr-determinado for atingido, um sinal de alerta luminoso e/ou sonorochama a ateno do operador, no permitindo que ele receba uma dose excessiva de radiao.

10.2.2 Monitorao do arEsta monitorao tem como objetivo detectar a disperso de material radioativo no ar, com a finalidade deprovidenciar a proteo apropriada ao trabalhador exposto ao ar contaminado e auxiliar a avaliao daquantidade de radionucldeos incorporados por inalao. A monitorao de ar importante nos locais detrabalho onde h possibilidade de ocorrer a contaminao por poeira, aerossis e gases radioativos.Um instrumento tpico empregado na monitorao de ar uma bomba de vcuo modificada, que possui umdispositivo para fixar um filtro na entrada de ar. O material radioativo presente no ar coletado sobre o filtro, eeste analisado e/ou contado, sendo o resultado expresso em termos de atividade por volume de ar (Bq/m3).

10.2.3 Monitorao da contaminao de superfcie Tem como objetivo avaliar a quantidade de material radioativo depositado em objetos ou superfcies. Pode serrealizado por mtodo direto ou indireto.No mtodo direto, o detector colocado sobre a superfcie com suspeita de estar contaminada. A medida dacontaminao pode ser lida diretamente no aparelho.Quando a superfcie a ser monitorada for muito extensa, tomam-se medidas apenas das reas representativas.


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O mtodo indireto empregado quando for impossvel realizar medidas diretas ou para complement-las.Consiste em obter amostras da superfcie contaminada, por exemplo, esfregando papis de filtro sobre umarea determinada, em geral de 100 cm2 . O papel de filtro com a contaminao transferida analisado.

As medidas da contaminao de superfcie so obtidas em termos de atividade por unidade de rea(Bq/cm2).

10.3 Sinais e avisos de radiaoOs equipamentos, os recipientes, as reas ou os recintos, que possuam riscos potenciais de radiaesionizantes, devem ser marcados com sinais de advertncia de radiao.O sinal consiste de um triflio que representa a radiao, juntamente com dizeres apropriados. Os dizeresmais comuns so:

PERIGO: - REA RADIOATIVA

PERIGO: - MATERIAL RADIOATIVO

PERIGO: - RISCO DE RADIAO

Alm de serem adequadamente sinalizadas, as reas perigosas geralmente so isoladas por barreiras oucordes e tm o acesso permitido s para pessoas especialmente autorizadas.

10.4 Classificao das reas de trabalhoToda rea de trabalho deve ser classificada de acordo com os nveis de dose de radio presentes.Aquelas reas, onde os nveis de radiao no ultrapassem o limite primrio para indivduos do pblico(1 mSv/ano), so denominadas reas livres. Estas reas so isentas de regras especiais de segurana.As demais reas so denominadas reas restritas e so subdivididas em reas controladas e supervisionadas.As reas supervisionadas so aquelas onde as doses de radio so inferiores a 3/10 do limite primrio paratrabalhadores. Quando as doses puderem utrapassar o valor de 3/10 deste limite, as reas sero classificadascomo reas controladas.Estes locais esto sujeitos a regras especiais de segurana.


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11 CONTAMINAO RADIOATIVA E PROCEDIMENTOS DE DESCONTAMINAOA contaminao radioativa pode ser definida como a presena de material radioativo indesejvel em qualquermeio ou superfcie podendo oferecer riscos sade das pessoas envolvidas que podem ser irradiadas

externamente ou incorporar os radionucldeos contaminantes. Alm disso, ela pode interferir nos dados detrabalhos radiomtricos, ou comprometer a qualidade de um produto.A contaminao considerada de superfcie quando o contaminante radioativo estiver localizado na superfciedos objetos, das reas de trabalho ou na pele das pessoas. considerada fixa quando no for transfervel deuma superfcie contaminada para a outra no contaminada.Os riscos apresentados por uma contaminao radioativa dependem do tipo e da quantidade dosradionucldeos contaminantes e da facilidade com que eles podem ser transferidos para outros locais.A transferncia pode se dar pelo contato com a superfcie contaminada ou pela suspenso dos contaminantesno ar.As atividades que envolvem a utilizao de materiais radioativos devem ser planejadas e executadas para seevitar ou reduzir a contaminao radioativa, quer seja dos trabalhadores, das reas de trabalho ou do meioambiente.A descontaminao de superfcie o processo que tem como objetivo remover o material radioativo indesejveldas superfcies contaminadas, tais como objetos, roupas, equipamentos, ferramentas, pisos, paredes e a peledas pessoas.Num processo de descontaminao, o material radioativo no destrudo, porm apenas removido do localcontaminado para outro. Por exemplo, ao descontaminar um objeto com uma soluo aquosa, o materialradioativo removido do objeto para a soluo, a qual pode exigir cuidados adicionais. Portanto, adescontaminao de superfcie no simplesmente um processo de limpeza, pois deve ser realizada comprocedimentos prprios que no coloquem em risco a sade dos trabalhadores nem disseminem acontaminao para outros locais ou ao meio ambiente.Todos os trabalhadores que manuseiam os materiais radioativos devem manter o cuidado constante para que acontaminao radioativa seja evitada e conhecer os procedimentos bsicos para se lidar com a contaminao,caso ela venha a ocorrer.Neste captulo, esto descritos os assuntos referentes preveno, o controle da contaminao de superfciee os procedimentos gerais de descontaminao.

11.1 Preveno e controle da contaminao radioativaOs materiais radioativos devem ser manuseados ou tratados em instalaes apropriadas, procurando-se evitara contaminao radioativa das pessoas ou do meio ambiente.As medidas preventivas podem envolver o planejamento prvio do local de trabalho, o confinamento das reassujeitas contaminao e o controle de acesso a essas reas, bem como um programa efetivo de monitoraoda contaminao.Dependendo do material radioativo e do tipo de trabalho a ser realizado, podem ser necessrias instalaescomo capelas de laboratrio, caixa de luvas (glove boxes) ou clulas blindadas.O nvel de contaminao das reas de trabalho deve ser periodicamente verificado pela monitorao. Umaumento significativo da contaminao pode indicar uma possvel falha no sistema de confinamento e anecessidade de reparo, ou a necessidade de se efetuar uma descontaminao da rea.A monitorao da contaminao de superfcie importante para se estabelecer se os objetos tais comoferr

apostila prot radiologica

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