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CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA

DE SEGURANÇA DO TRABALHO

M3 D2 – HIGIENE DO TRABALHO II

GUIA DE ESTUDO PARTE III – RADIAÇÕES IONIZANTES

AULA 31

PROFESSOR AUTOR: ENG. JOSEVAN URSINE FUDOLI

PROFESSOR TELEPRESENCIAL: ENG. MARCELO GIORDANO GÁR IOS

COORDENADOR DE CONTEÚDO: ENG. JOSEVAN URSINE FUDOLI

DIRETORA PEDAGÓGICA: MARIA UMBELINA CAIAFA SALGADO

06 DE MARÇO DE 2012

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EMENTA DA DISCIPLINA: HIGIENE DO TRABALHO II

A Disciplina “Higiene do Trabalho II” está organizada em cinco partes, nas quais são tratados os conteúdos descritos a seguir.

14/02/2012 – Aula 29 - Prática de medição de agentes químicos. Conceitos básicos.

Avaliação ocupacional. Avaliação ambiental. Tipos de amostragem. Medição e

avaliação. Equipamentos de medição. Bombas de amostragem, calibradores,

acessórios e filtros. Métodos analíticos. Normas técnicas. Normas legais. Coletores

de amostragem. Métodos analíticos. Tubos colorimétricos Laboratórios de análise de

agentes químicos. Apresentação de equipamentos de medição de agentes químicos.

28/02/2012 - Aula 30 - Vibrações. Conceito. NR 15, Anexo 8. Normas aplicáveis.

Parâmetros utilizados na avaliação. Tabelas e gráficos. Critério técnico de medição.

Limites de tolerância. Estratégia de medição. Procedimento de avaliação. Efeitos no

organismo humano. Medidas de controle. Tipos de exposição humana à vibração.

As normas ISO 2631 e ISO DIS 5349. Metodologia de avaliação. Equipamentos de

medição. Laudos técnicos. Aplicação prática.

06/03/2012 - Aula 31 - Radiações Ionizantes: conceito, tipos de radiação, efeitos da

radiação, unidades das medidas radioativas, detecção das radiações, medidas de

controle; normas Raios X, CNEN, NR-15 Anexo 5; partículas radioativas,avaliação

doses permissíveis, efeitos biológicos, limites de tolerância. Radiações Ionizantes

como agente periculoso; acidente de Goiânia; Portaria 518/2003 do MTE. Quadro de

atividades periculosas e áreas de risco.Metodologia de medição, normas CNEN. A

ex-Portaria 3.393/87.

13/03/2012 - Aula 32 - Radiações não Ionizantes. 1. Radiação visível, infravermelho, micro-ondas, RF, ELF, ultravioleta,laser. Conceitos básicos à luz da ACGIH e do anexo nº 15 da Portaria 3.214/78. Campos elétrico, magnético e eletromagnético. O espectro eletromagnético.Sistemas de telecomunicações. Prática de avaliação de instrumentos. 2. Radiação Ultravioleta.Conceito, classificação. Utilização na indústria. Fontes emissoras de UV. Efeitos das radiações UV. Normas e instrumentação. Medidas de atenuação.EPIs e Lentes protetoras p/ operações de solda. 3. Radiações laser. Fontes emissoras. Avaliação quantitativa;normas aplicáveis.Proteção do trabalhador. Instrumentação.

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20/03/2012 - Aula 33 –Poeira e Particulados. Conceito de poeira. Conceito de particulados. Tamanho das partículas. Limite de tolerância. Média ponderada pelo tempo.Partícula respirável. Partícula inalável. Particulado torácico. Particulado total. Análise gravimétrica. Grupo homogêneo de exposição. Estratégia de amostragem. Coleta de amostras. Análise laboratorial.Efeitos sobre a saúde. Aplicação da NR-15, Anexo 12. Limites de exposição da ACGIH.Instrumentos de medição.Procedimentos de avaliação.Asbesto (NR-15, Anexo 12). Poeira de algodão. Poeira metálica e fumos metálicos.Negro de fumo (NR-15, Anexo 12).Poeiras de madeira.

CALENDÁRIO

O calendário atualizado da disciplina encontra-se no quadro a seguir.

Datas Aulas 2012

Guia de Estudo

Textos Complementares de Leitura Obrigatória No Lista

Exercícios Data

Postagem Data final Resposta

14 fev Parte I

Aula 29

BARAZZUTTI, LAMARTINE DINIZ. Análise de gases em locais de trabalho. Disponível em:http://www.progep.furg.br/arquivos/ppra/E_2008_LAUDO_GASES.pdf

29 15fev 28fev

28fev Parte II Aula 30

O próprio Guia de Estudo 30 05 mar 19 mar

06mar Parte III aula 31

LOPES NETTO, ANDRÉ.Radiações Ionizantes Disponível em: http://sobes.org.br/site/wp-content/uploads/2009/08/radioion.pdf

31 07 mar 21 mar

13 mar Parte IV

Aula 32 32

20 mar Parte V

Aula 33 33

Prova do Módulo 3: 15 de maio de 2012

Neste texto, apresentamos a Parte III: Radiações Ionizantes

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OBJETIVOS DA PARTE III

Após o estudo da Parte IIIdesta disciplina, esperamos que você seja capaz de:

1. explicar os conceitos básicos relacionados a radiações ionizantes;

2. descrever os tipos de radiações ionizantes;

3. descrever os efeitos das radiações no organismo humano;

4. explicar como se realiza a medição de radiações ionizantes;

5. explicar a interação das radiações ionizantes com a matéria;

6. descrever a forma de utilização das radiações ionizantes;

7. identificar as medidas de controle contra as radiações ionizantes;

8. descrever as consequências biológicas da interação das radiações ionizantes com o ser vivo;

9. explicar a relação entre a taxa de exposição e a atividade de uma fonte;

10. explicar as tabelas de decaimento radioativo.

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1. NOÇÕES PRELIMINARES

1.1. Raios X

Segundo (REZENDE, 1995), os Raios-X fazem parte do chamado espectro

eletromagnético, que inclui desde as ondas longas usadas em radiotelegrafia até as ondas curtas dos raios cósmicos. Devido ao seu curto comprimento de onda, os Raios X podem penetrar em matérias impenetráveis pela luz visível. Foram descobertos em 08 de Novembro de 1895 por Wilhem Konrad Roentgen, até então um desconhecido físico alemão.

Tal descoberta ocorreu quando o referido físico, ao efetuar experiências em uma ampola de “CROOKES”, observou que alguns materiais como sulfeto de zinco se tornavam fluorescentes quando colocados nas proximidades da região de colisão dos raios catódicos, ainda que entre a ampola e o mesmo se colocasse uma placa de papelão.

Como Roentgen não conseguiu desvendar a natureza desses raios ‘invisíveis’ resolveu chamá-los de RAIOS X.

A descoberta foi o ponto de partida para a radiologia médica moderna, radioterapia e para muitas outras ciências não médicas que se desenvolveram através dos anos com o uso dos Raios-X. Os modernos aparelhos de Raios-X são altamente sofisticados, mas a maneira de se produzir tal radiação permanece basicamente a mesma daquela descoberta por Roentgen. Passa-se uma corrente elétrica de alta voltagem através de um tubo com vácuo. Essa corrente elétrica ao aquecer um filamento metálico (Cátodo) promove o deslocamento de elétrons que irão chocar-se contra um anteparo de metal (Ânodo), após passar pelo vácuo. Quando o feixe de elétrons se choca com o ânodo são produzidos os raios X.

Em 1912, através da difração em cristais provou-se que os raios X são ondas eletromagnéticas de comprimento de onda (λ) muito curto que surgem quando da colisão de raios catódicos contra anteparos duros.

Ao se observar que os raios-x eram capazes de impressionar chapas fotográficas e que os mesmos atravessam facilmente materiais constituídos de elementos de baixo peso atômico (como o “C”, “H” E “N” – principais constituintes da pele e músculos), porém são retidos por elementos de alto peso atômico (como o “Ca” – principal constituinte do tecido ósseo ) tinha-se descoberto o “radio – grafia média “ .

Tanto que alguns meses após serem descobertos, os raios X já eram utilizados em clínicas médicas em tal finalidade. Até mesmo um simples aparelho de televisão emite raios-x. São, porém, raios-X com comprimento de onda (λ) de 100 A (grande), sendo, pois, praticamente inofensivos.

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Os raios X de elevada energia (comprimento de onda curtíssimo: (λ 0.01A ) e, portanto perigosos aos seres vivos são aqueles determinados “duros“ e são obtidos ao se fazer colidir raios catódicos bastante energéticos contra anteparos (anti-catodo) construídos com materiais de alto peso atômico, normalmente tungstênio.

No Brasil atribui-se que, ao tomar conhecimento do aparelho de tão grande valor em diagnóstico, o médico brasileiro Dr. Álvaro Alvin, trouxe da Alemanha o primeiro aparelho radiológico instalando-o na cidade do Rio de Janeiro em meados de 1900.

E em se tratando da evolução histórica e tecnológica da radiologia, temos algumas raízes fixadas na descoberta do radiologista brasileiro Manoel de Abreu, que em 1936, criou o método inédito de fotografia de radiografias de tórax tirada da tela florescente da radioscopia, criando-se assim, a Abreugrafia.

1.2. Átomo

Depois de 14 séculos no ostracismo, devido à aceitação da teoria plena de Aristóteles “A matéria possui uma estrutura perfeitamente contínua, e poderia ser subdividida para sempre, sem um limite”, o inglês John Dalton, em 1808, deu um “caráter científico” à concepção de que o átomo é o constituinte universal da matéria (Já lançada pelos filósofos gregos empiricamente) baseando-se em que quando substâncias elementares se combinam o fazem como entidades discretas ou átomos. Os cientistas Rutherford, Bohr e outros aprimoraram o modelo de átomo e Dalton, chegando a concepção atual.

Segundo (NOUAILHETAS, 2005), o átomo é a menor quantidade de

umasubstância elementar que tem as propriedades químicas deum elemento. Todo átomo é constituído por um núcleo e uma coroa eletrônica. O númerode elétrons que constituem a coroa eletrônica do átomo é determinado pelo número deprótons que, juntamente com os nêutrons, entram na constituição de seu núcleo.

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Os prótonsapresentam carga elétrica positiva e os elétrons são carregados negativamente. As cargaspositivas dos prótons contidos no núcleo são neutralizadas pelas cargas negativas doselétrons distribuídos em órbitas em torno do núcleo. A relação entre as cargas positivas enegativas resulta na estrutura eletricamente estável do átomo.

Segundo (GÁRIOS, 2010), a despeito de sua pequenez, o átomo é uma complexa combinação de componentes ainda menores. A bem da simplicidade, constroi-se uma configuração esquemática para o átomo, comparando-o com um sistema solar em miniatura. Essencialmente, o átomo consiste de um núcleo (à semelhança do sol) com carga elétrica positiva e onde estáa maior parte da massa do átomo. Ao redor deste núcleo está uma configuração de partículas com carga elétrica negativa, denominadas elétrons (à semelhança dos planetas).

O diâmetro do átomo é da ordem de 10-8 cm e do seu núcleo é de 10-12 cm. Se ampliarmos o átomo até atingir o tamanho do Mineirão seu núcleo se apresentaria como uma bolinha de ping-pong.

O núcleo do átomo é formado por dois componentes básicos: prótons com carga positiva e os nêutrons sem carga.

2. RADIAÇÕES – CARACTERÍSTICAS BÁSICAS

As radiações são uma forma de energia que se transmite pelo espaço sob o modo de ondas eletromagnéticas ou em alguns casos de forma corpuscular.As radiações fazem parte do mundo em que vivemos. A humanidade sempre se expôs a radiações visíveis e invisíveis que procedem dos corpos existentes em todo o universo.

Definição de radiação:

2.1. Forma das Radiações

Todos nós estamos familiarizados com várias formas de radiação:

A luz é uma radiação que vemos. Portanto, ela é visível.

O calor é uma radiação que sentimos. Portanto, sensível.

Os raios ultravioleta, procedentes do Sol, e os raios-X com os quais são feitas nossas radiografias são formas de radiação não visíveis e não sensíveis instantaneamente.

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Ao serem absorvidas pelo organismo, as radiações podem produzir dois efeitos principais:

● Ionização: quando a radiação ao atingir um átomo, tem capacidade para dividi-lo em duas parcelas eletricamente carregadas, chamadas “par iônico” (radiação ionizante).

● Excitação: quando a radiação ao atingir um átomo, não possui suficiente capacidade para ionizá-lo apenas o excita através do aumento de sua energia interna (radiação não ionizante).

Embora as radiações ionizantes estejam sempre presentes na natureza (raios cósmicos, elementos radioativos do solo, ar, água, corpo humano), a humanidade não se tinha dado conta do fato até cerca de 90 anos atrás, quando o cientista Becquerel descobriu que de um composto de Urânio se desprendia, espontaneamente, uma radiação penetrante, capaz de escurecer filmes, ionizar gazes, flashes de luz em certos materiais, penetrar na matéria, matar tecido vivo, liberar grande quantidade de energia com pequena perda de massa, e não é afetada por alterações químicas e físicas no material que está emitindo.

A este fenômeno se chamou radioatividade ou radiatividade que quer dizer “atividade de emitir raios (do Latim “Radius”).

O casal Curie, dando prosseguimento às pesquisas, isolou de um mineral de Urânio, quantidade pequeniníssima das substâncias radioativas que chamou de Polônio e Rádio.

2.2. Tipos de Radiação

Os estudos realizados nessa primeira fase identificaram três tipos de radiação provenientes dos elementos radioativos aos quais se deram os nomes de α (Alfa), β

(Beta ) e δ ( Gama ), que correspondem às três primeiras letras do alfabeto grego.

Pouco tempo antes da descoberta da radioatividade, outro cientista chamado Roetgen, observou a emissão de uma radiação penetrante, artificial, proveniente de um tubo de raios catódicos, que foi o precursor do moderno tubo de Raio X.

Esta radiação X é semelhante à luz visível, porém com maior energia e poder

de penetração. Posteriormente, notou-se que a radiação Gama (δ) era da mesma natureza que os Raios X.

Portanto, para resumir, podemos dizer que a radiação ionizante consiste num fluxo de partículas pequeniníssimas eletrizadas, α e β, ou ondas eletromagnéticas que saem do interior de substâncias, ou de aparelhos de Raio X.

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2.3. Utilização da Radiação

Apesar do temor involuntário que a maioria das pessoas sente ante a própria expressão “radioatividade“, (devido seguramente a temas como “Hiroshima“, Nagasaki“, “Acidente de Goiânia“, filme “O dia seguinte“), podemos facilmente verificar os inúmeros benefícios que a aplicação dos conhecimentos sobre as radiações nos proporciona hoje em dia.

Para exemplificar o acima exposto, passaremos a citar algumas aplicações atuais das radiações:

● medição de: espessura, densidade e/ou nível de materiais;

● radiografia e gamagrafia;

● detecção de vazamentos;

● medição de nível de desgaste em equipamentos rotativos;

● conservação de alimentos e peças;

● esterilização de materiais cirúrgicos;

● diagnósticos de doenças;

● radioterapia (combate ao câncer);

● aplicação na agricultura;

● medição de poluição;

● coloração de cristais;

● datação de fósseis;

● geração de energia.

2. INTERAÇÃO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES COM A MATÉRIA

2.1. O que são radiações ionizantes?

A radiação ionizante é um agente físico sob a forma de energia que se transmite pelo espaço, por meio de ondas eletromagnéticas ou que apresenta comportamento corpuscular e que, ao atingir um átomo, tem a propriedade de subdividi-lo em duas partes eletricamente carregadas, chamadas de par iônico. Exemplos de radiações ionizantes: Raios X, alfa, beta e gama.

Definição de Radiação Ionizante:

A interação das radiações ionizantes com a matéria que se passa emnível

atômico. Ao atravessarem um material, estas radiaçõestransferem energia para as partículas que forem encontradas em sua trajetória. Caso a energia

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transferidasejasuperior à energia de ligação do elétron com o restante da estrutura atômica, este éejetado de sua órbita. O átomo é momentaneamente transformado em um íon positivo.

O elétron arrancado (íon negativo) desloca-se no meio, impulsionado pela energia cinéticaadquirida neste processo. Esta energia é dissipada através da interação do elétron comelétrons e núcleos de outros átomos, eventualmente encontrados em sua trajetória. Novosíons podem, assim, serem introduzidos na matéria. O processo é interrompido quando,tendo sua energia dissipada em interações (choques), os elétrons (e suas cargasnegativas) acabam capturados por moléculasdo meio. A introdução de pares de íons(positivo e negativo)na matéria recebe o nome de ionização.

2.2. Conseqüências Biológicas da Interação das Radi ações Ionizantes com um Ser Vivo

Considerando que as moléculas biológicas são constituídas, principalmente, por átomosde carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, os elétrons que provavelmente serãoarrancados de um átomo, no caso de irradiação de um ser vivo, serão elétrons de átomosdestes elementos. Para que ocorra ionização em um material biológico a energia daradiação deve ser superior ao valor da energia de ligação dos elétrons ligados aos átomosdestes elementos. A transformação de uma molécula específica (água, proteína, açúcar,DNA, RNA, etc.) pela ação das radiações leva a conseqüências que devem ser analisadasem função do papel biológico desempenhado pela molécula atingida. O efeito dessatransformação deve ser acompanhado nas células, visto serem estas as unidadesmorfológicas e fisiológicas dos seres vivos. Da mesma maneira, ageração de novasentidades químicas no sistema também deve ser analisada considerando seu impacto nacélula irradiada.

2.2.1. Efeito das radiações ionizantes nas células e nos tecidos

Em um indivíduo adulto, a grande maioria dos tecidos é constituída por células diferenciadas, isto é, células que pouco se dividem ou que nunca o fazem. É o caso dascélulas do tecido ósseo, das células do tecido muscular, de células do fígado, dos rins,dos pulmões, do coração. O caso extremo de diferenciação celular, com perda total dacapacidade de divisão é o das células nervosas.

Células que não se dividem podemacumular quebras de DNA e mutações celulares sem comprometimento das funções dosórgãos e tecidos que constituem. Células cuja taxa de divisão é alta, tornam-se mais vulneráveis à ação das radiações. Quando uma lesão no DNA resultar quebra da molécula, a célula passa a ter dificuldade em dividir o material genético entre as células filhas, quepodem morrer após uma ou duas divisões subseqüentes.

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QQuanto maior o grau dediferenciação celular, menor a taxa de divisão e menores são as possibilidades de mortecelular induzida pela radiação. Quanto menor a diferenciação celular maior a probabilidadede indução de morte por ação das radiações ionizantes.

Desta forma, um tecido pode apresentar maior ou menor resistência às radiações, emfunção do grau de diferenciação das células que o constituem. Em um indivíduo adultoapenas alguns tecidos são constituídos por células cuja função é repor, através de divisõessucessivas, populações celulares cujo tempo médio de vida é da ordem de uma a duas dezenas de dias (elementos figurados do sangue e células de recobrimento) (NOUAILHETAS, CNEN 2005).

Fonte: CNEN

2.2.2. Efeito das radiações ionizantes no organismo

O efeito das radiações ionizantes em um indivíduo depende basicamente da dose absorvida (alta/baixa), da taxa de exposição (crônica/aguda) e da forma da exposição (corpo inteiro/localizada).

Qualquer dose absorvida, inclusive das doses provenientes de radiação natural, pode induzir câncer ou matar células. A questão é de probabilidade de dano, probabilidade demutações precursoras de câncer e número de células mortas. Quanto maiores as taxasde dose e as doses absorvidas, maiores as probabilidades de dano, de mutaçõesprecursoras de câncer e de morte celular. Danos podem ser reparados; mutações podemtanto representar falhas nos mecanismos de reparo como mecanismos de eliminação decélulas inviabilizadas pelo dano.

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A morte celular, resultante de quebras na molécula deDNA, da mesma forma que a eliminação de células mutantes, pode ser encarada comoum mecanismo de eliminação de produtos inviabilizados pela presença de danos. A questãopassa a envolver o número de células destruídas, o momento em que a morte celularocorre, (considerado o estágio de desenvolvimento do ser (célula-ovo, embrião, feto, criança, adolescente, adulto, velhice), e o sexo do indivíduo irradiado.

Nas tabelas I e II, estão relacionados sintomas induzidos por exposições agudas localizadas e exposições de corpo inteiro. Em todos os casos de desenvolvimento de sintomatologia clínica oprocesso reflete a morte de um número significativo de células com comprometimento deórgão e/ou tecidos. A unidade de dose absorvida é o Gray (Gy). A dose média de radiaçãonatural absorvida pela população mundial é de 2,6 Gy x 10-3 x ano –1, isto é, 2,6 mGy por ano.

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2.2.3. Efeitos biológicos das radiações

Segundo (GÁRIOS, 2010), os efeitos biológicos produzidos pelas radiações ionizantes são devidos principalmente à interação desta com átomos e moléculas do corpo. Sabe-se que o primeiro fenômeno que ocorre é físico e consiste na ionização dos átomos, se processando num intervalo de tempo muito curto, da ordem de 10-13 segundos.

Após este fenômeno, inicia-se o fenômeno químico onde ocorrem rupturas das ligações nas moléculas e formações de radiações livres, acontecendo num tempo estimado de 10-9 s.Em seguida aparecem os fenômenos bioquímicos e fisiológicos cujos mecanismos são ainda pouco conhecidos.

Existem dois tipos de mecanismos pelos quais a radiação pode lesar determinada molécula:

� mecanismo direto: ação direta sobre biomoléculas importantes (quebra de radicais) como DNA, Aminoácidos, proteínas, etc.

� mecanismo indireto: moléculas de H2O do corpo sofrem alterações estruturais dando origem a espécies químicos bastante difusíveis e

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reativas que podem atingir as moléculas biologicamente ativas, e desse modo danificá-las.

Os efeitos biológicos da radiação são divididos em:

● Efeitos somáticos: São alterações que ocorrem nas células somáticas, e se manifestam no indivíduo irradiado, não sendo transmissíveis aos descendentes.

● Efeitos hereditários: São transmissíveis aos descendentes e são consequências de alterações nos gametas do indivíduo.

Estes efeitos são, em geral, danosos, e podem induzir lesões maléficas, tais como: Dermatites, queda de cabelos, vômitos, esterilidade, baixa de glóbulos brancos do sangue, com consequente queda da resistência do organismo, e até mesmo morte conforme a dose recebida.

Estes efeitos podem surgir imediatamente ou tardiamente, conforme a intensidade e/ou estado do organismo do indivíduo irradiado. É com razoável segurança que podemos associar doses recebidas com efeitos esperados conforme descrito a seguir.

Doses Efeitos 0 a 0,25 Sv (0 a 25 rem

Nenhum efeito clinicamente detectável. Provavelmente nenhum efeito tardio.

0,5 Sv ( 50 rem )

Ligeiras e temporárias modificações no sangue. Nenhum outro efeito clinicamente detectável. Possivelmente efeitos tardios, mas danos poucos prováveis em indivíduos médios

1Sv ( 100 rem ) Fadiga e possivelmente vômito acima de 1,25 Sv. Modificações acentuadas no sangue com recuperação demorada. Diminuição de sobrevida.

1Sv ( 100 rem ) Fadiga e possivelmente vômito acima de 1,25 Sv. Modificações acentuadas no sangue com recuperação demorada. Diminuição de sobrevida.

2Sv ( 200 rem ) Náusea e vômitos em 24. Após um período latente de cerca de uma semana: epilação, perda de apetite, fraqueza em geral e sintomas como irritação de garganta e diarréia. Morte possível em duas e seis semanas de pequena parte dos indivíduos expostos. Possível recuperação na ausência de complicações.

4Sv ( 400 rem ) Náuseas e vômitos em 1 ou 2 horas. Após um período latente de cerca de uma semana, início de epilação, perda de apetite e fraqueza geral, acompanhada de febre. Inflamação severa na boca e na garganta na 3ª semana. Sintomas tais como palidez, diarréia, hemorragia nasal e emagrecimento rápido mais ou menos na 4ª semana. Morte de cerca de 50% das pessoas expostas ocorre entre a segunda e sexta semanas.

6Sv ( 600 rem ) Náuseas e vômitos em 1 ou 2 horas. Curto período latente após a náusea inicial. Diarréia, vômitos, inflamação de boca e da garganta ao fim da 1ª semana. Febre, emagrecimento rápido e morte provável de todos os indivíduos exposto, na 2ª semana

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3. MEDIDA DA RADIAÇÃO

3.1. Unidades de Medidas Radioativas

Segundo (ELBERN, 2004), convivem dois sistemas de unidades radiométricas. Ambos são baseados, em resoluções da Comissão Internacional para Medidas e Unidades de Radiação (ICRU –International Commission on Radiation Units and Measurements).

O atual com base no relatório de 1980 que usa unidades do sistema internacional (SI) e o chamado convencional que foi estabelecido em relatório de 1971.

A International Commission on Radiological Protection, ICRP, fundada em 1928, promove o desenvolvimento da radioproteção, faz recomendações voltadas para as grandezas limitantes e a Internacional Commission on Radiation Units and Measurements, ICRU, fundada em 1925, cuida especialmente das grandezas básicas e das operacionais. Ambas são instituições internacionais criadas somente para cuidar da definição das grandezas dosimétricas, as relações entre elas e suas respectivas unidades.

A ICRP 26 serviu de base à Norma CNEN NE-3.01 -"Diretrizes Básicas de Radioproteção". A grandeza "Dose Equivalent" do ICRP 26 foi traduzida de formaerrada para a norma brasileira para "Dose Equivalente", ao invés de "Equivalente de Dose", que deveria ser a tradução correta (mas é a adotada atualmente no Brasil).

3.2. Atividade

A chamada atividade de uma fonte radioativa é o número de desintegrações por unidade de tempo, produzidas espontaneamente:

dN

A =--------( s-¹)

dt

onde:

A = Atividade

dN = nº de desintegrações ou número de núcleos radioativos contidos no material.

dt = tempo

Unidade = Becquerel (Bq) → desintegração por segundo (s-¹)

Unidade antiga: Curie (ci) →Ci = 3,7 x 1010 Bq

Nota: o Curie (Ci) é ainda utilizado em algumas situações.

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3.3. Doseabsorvida.

Um efeito da interação da radiação com a matéria é a transferência de energia. Essa nem sempre é toda absorvida, devido àvariedade de modos de interação e à natureza do material.

Dose absorvida é a relação entre a energia absorvida pela matéria (tecido) por unidade de massa, em determinado ponto.

A Dose absorvida édefinida como uma função num ponto P, de interesse, ou seja, D = dE/dm [ J / kg ]

Onde dE é a energia média depositada pela radiação no ponto P de interesse, num meio de massa dm.

A unidade antiga de dose absorvida, é o rad (radiation absorved dose) que, em relação à unidade atual, o gray (Gy), vale:

1Gy = 100 rad

3.4.Dosimetria

O objetivo da dosimetria das radiações é a determinação da taxa de exposição, ou seja, da “taxa de dose”da radiação considerada num ponto específico de um meio.

Dessa taxa de exposição, originar-se-á a dose de exposição, a dose de absorção e o efeito por ela produzido no meio.

3.4.1.Exposição

Segundo (ELBERN, 2004), exposição é o quociente entre dQ (carga) por dm,

onde dQ é o valor absoluto da carga total de íons de um dado sinal, produzidos no ar, quando todos os elétrons liberados pelos fótons no ar, em uma massa dm, são completamente freados no ar, ou seja:

dQ X=------- (cm -²)

dm

● Unidade atual: Coulomb / kilograma(C/Kg)

● Unidade anterior: Roentgen (R)que está relacionada com a unidade do SI (Sistema Internacional), pela relação: 1 R = 2.58 10-4 [ C/kg]

A exposição em Roentgen (R) édefinida como sendo a quantidade de radiação X ou gama tal que, a emissão corpuscular a ela associada, em um cm³ de ar, produz no mesmo, íons transportando uma u.e.s (unidade eletrostática de carga) de cada sinal, nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP = 0°C e 760mmHg).

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3.4.2.Transferência de energiae absorção

Como num material existem muitos elétrons, quando um elétron nele incide, háuma série de colisões seqüenciais, com correspondentes transferências de energia e mudanças de direção. A energia inicial do elétron incidente vai sendo gradativamente transferida para o material, numa trajetória com a forma de linha quebrada. Supondo, então, que uma certa quantidade média de energia dE foi transferida entre um ponto A de referência e um ponto B de avaliação final, após várias colisões, a relação entre a energia dE, média, e a distância dX entre os pontos A e B édenominada LET.

Matematicamente, Energia média cedida dE LET = ------------------------------------ =------- Espaço percorrido dX

3.4.3. Fator de Qualidade

A dependência de Q com a transferência linear de energia LET ou simplesmente L, expressa em keV/µm, na água, fornecida pelo ICRP 60, é dada por:

Q = 1 para L ≤10

Q(L) = 0,32 L -2,2 para 10 < L < 100

Q (L) = 300L-½ para L ≥100

Na prática, por motivos de simplicidade, utiliza-se o Fator

médio de Qualidade Efetivo (Q), conforme tabela ao lado. (ELBERN,2004).

3.4.4. Dose Equivalente ou Equivalente de Dose (H)

Como as grandezas “dose absorvida” e “exposição” consideram, respectivamente, a energia absorvida no tecido e ar, sem fazer alusão aos efeitos biológicos, se fez necessário definir uma nova grandeza (dose equivalente) que considera além da energia, o tipo de radiação e a distribuição no tecido.

Como vimos no item anterior, o Equivalente de Dose H, é obtido multiplicando-se a dose absorvida D pelo Fator de qualidade Q, ou seja,H = DQ

O fator de qualidade Q éadimensional e constitui um fator de peso proveniente da simplificação dos valores da Eficiência Biológica Relativa (RBE) dos diferentes tipos de radiação,na indução de determinado tipo de efeito biológico.

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Matematicamente, a dose equivalente é expressa pela seguinte fórmula:

H = D.Q.(J/Kg)

H – Dose equivalente ou Equivalente de dose no órgão ou tecido T D – Dose absorvida Q – Fator de qualidademédio no órgão ou tecido T (ver tabela acima). Unidade especial: SIEVERT=1 Sv = 1 J/Kg Unidade anterior: REM – 100 Rem = 1 Sv

3.4.5. Doses máximas permitidas

A Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) determinou na Norma

“Diretrizes Básicas de Radioproteção” – de julho/88 – os seguintes valores para as doses equivalentes máximas, anualmente:

Dose Equivalente Trabalhador Indivíduo Público Dose equivalente efetiva 50mSv (5rem) 1mSv (0,1 rem) Dose equivalente para órgão ou tecido T 500mSv (50 rem) 1mSv/ɷT (0,1 rem/ɷT) ** Dose equivalente para a pele 500mSv (50 rem) 50mSv (5 rem) Dose equivalente para cristalino 150mSv (15 rem) 50mSv (5 rem) Dose equivalente para extremidades * 500mSv (50 rem) 50mSv (5 rem)

* Extremidades são: mãos, antebraços, pés e tornozelos. ** T: fator de ponderação para o tecido ou órgão T.

3.4.6. Limite de dose anual

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3.4.7. Relação entre a taxa de exposição e a atividade de uma fonte

A taxa de exposição pode ser associada àatividade gama de uma fonte, pela expressão:X = Γ A /d²= taxa de exposição

Γ= (gamão) = Constante de taxa de exposição de uma Fonte Pontual,

d = distância da fonte ao detector.

A = atividade da fonte

Essa relação vale para as seguintes condições:

1) a fonte ésuficientemente pequena (puntiforme), de modo que a fluência varie com o inverso do quadrado da distância;

2) a atenuação na camada de ar intermediária entre a fonte e o ponto de medição édesprezível ou corrigida pelo fator de atenuação;

3) somente fótons provenientes da fonte contribuem para o ponto de medição, ou seja,que não haja espalhamento nos materiais circunvizinhos.

Exemplo de cálculo do gamão (Γ) para Co (60).

3.4.8. Relação entre Dose Efetiva e Atividade de um a Fonte Puntiforme

A avaliação da quantidade de radiação absorvida por uma pessoa quando está a certa distância de uma fonte radioativa, durante certo período de tempo, pode ser feita utilizando um detector apropriado ou um modelo de cálculo para obter o valor de alguma grandeza radiológica que a expresse.

A expressão utilizada para o cálculo, utiliza a constante de taxa de exposição Γ, expressa em (R.m2)/(Ci.h). Os valores desta constante variam muito de tabela para tabela, pois sua obtenção depende dos modelos de cálculo, que são continuamente aperfeiçoados.

4. DETECÇÃO

Como nosso organismo não possui mecanismo sensorial que permite detectar as radiações ionizantes o homem criou diversos aparelhos capazes de detectá-las.

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O detector de radiação é o dispositivo no qual ocorre a interação com o meio que o constitui (ionização, cintilação, etc.). Complementam o Detector, aparelhos que registram essas interações, tal que em conjunto formam os sistema de medida.

● Detector “GEIGER – MILLER” – Aparelhos portátil ● Câmara de ionização – Dosímetro de Bolso (caneta)

Além deles temos os Dosímetros individuais que são:

● Tipo filme – Filme para Raio X + filtros metálicos ● Tipo termoluminicentes.

5. QUANTIFICAÇÃO DAS RADIAÇÕES

Segundo (ELBERN, 2004), uma das questões iniciais na utilização da

radiação ionizante écomo realizar uma medição de quantidades utilizando a própria radiação ou os efeitos e subprodutos de suas interações com a matéria.

Uma abordagem intuitiva seria medir quantas radiações são emitidas, por exemplo, num intervalo de tempo ou quantas radiações atravessam determinada secção ou área. São grandezas radiológicas associadas ao campo de radiação, que contabilizam o número de radiações relacionado com alguma outra grandeza do sistema de medição tradicional, como tempo e área.

5.1. Medidas de Controle

Os princípios básicos de controle de radiação ionizante emitida por fontes externas fundamentam-se em três fatores principais: distanciamento, blindagem e tempo de exposição.

5.1.1. Distanciamento

A distância mantida entre o trabalhador e a fonte, além de constituir, em muitos casos, uma medida de proteção eficaz, é a mais simples de ser aplicada. Podemos dizer que a intensidade da radiação varia inversamente ao quadro da distância considerados a partir da fonte.

5.1.2. Blindagem

Essa medida de controle baseia-se no uso de barreiras adequadas, constituídas de materiais que tenham a capacidade de absorver radiações ionizantes. A quantidade de radiação absorvida dependerá do tipo e da energia da radiação, do coeficiente de absorção específico do material e da espessura da barreira utilizada.

Na prática é muito comum o uso de chumbo ou concreto, pois são barreiras bastante eficazes contra radiações ionizantes, devendo sua espessura ser dimensionado em função do tipo de energia incidente. Portanto, essa prática deve ser efetuada por equipe especializada.

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5.1.3. Tempo de exposição

A dose acumulada por uma pessoa que trabalha numa área que tem certa taxa de dose é diretamente proporcional ao tempo que ela permanece na área. Esta dose pode então ser controlada pela limitação desse tempo.

5.2. NORMALIZAÇÃO

A Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) é o órgão oficial que coordena todo sistema de utilização de fontes radioativas no Brasil (Controle, elaboração de Norma, fiscalização, etc.). Toda Empresa que se utiliza desta tecnologia deve cumprir todas as normas por ela deliberadas.

Algumas destas normas são:

● Diretrizes básicas de radioproteção – CNEN – NE – 3.01 - Julho/88;

● Licenciamento de instalações radioativas – CNEN – NE – 6.02 – Outubro/84;

● Gerência de rejeitos radioativos em instalações radioativas – CNEN – NE – 6.05 – Novembro/85;

● Transporte de materiais radioativos – CNEN – NE – 5.01 JULHO/88.

5.2.1. Tabelas de Elementos Radioativos

A seguir apresentam-sealgumas tabelas relacionadas aos elementos radioativos mais comuns.

Tabela de Coeficiente de Absorção Linear ( 1cm −−−− )

ISÓTOPOS SÍMBOLO Γ (R • m²/h • Ci)

Cobalto-60 Co60

1,34

Irídio-192 Ir192 0,486

Césio-137 Cs137

0,324

Túlio-170 Tm170 0,0025

Tabela de Coeficiente de Absorção Linear ( 1cm −−−− )

FONTE ENERGIA MÁXIMA (KeV) CONCRETOP= 7,35 g/cm³ PbP= 11,35 g/cm³ AÇOg/cm³

Cs-137 660 0,175 1,26 0,40

Ir-192 600 0,177 1,41 0,693

Co-60 1330 0,126 0,63 0,31

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Tabela de Constante de decaimento radioativo ( 1ano −−−− )

FONTE λ

Cs-137 0,025 1ano −−−−

Ir-192 3,465 1ano −−−−

Co-60 0,131 1ano −−−−

Tabela de espessura de barreiras

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6. REFERÊNCIAS

ELBERN, Alwin. Noções sobre Dosimetria das Radiações Ionizantes. São Paulo: Notas de Aula, 2004. Disponível em: http://www.prorad.com.br/cursos/Cursos/nocoes_dosimetria.pdf

GÁRIOS, Marcelo Giordano, Radiações Ionizantes. MG: apostila, 2010.

NOUAILHETAS, Yannick, Radiações Ionizantes e a Vida Rio de Janeiro: CNEN – Comissão Nacional de Energia Nuclear - Apostila Educativa, 2005.

REZENDE, Aliberino Ferreira. Projeto de Pesquisa “Radiografia do Sistema Radiológico Nacional”. São Paulo: nov./1995.