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PROTEÇÃO RADIOLÓGICA
Rosângela Franco CoelhoÁrea de Física Médica
Centro de Engenharia Biomédica
UNICAMP
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HISTÓRICO
� 08/11/1895 - Roentgen descobriu os RX
� 28/12/1895 - Roentgen publicou
� 05/01/1896 - “VEINA PRESS” - publica um resumo ⇒ notícia se espalha
⇒ Thomas A. Edson começa a trabalhar com RX
� 1896 - “MEDICAL RECORD” (NY) publica 28 referências sobre os RX� trabalhadores apresentam reações
� ajudante de Edson apresenta sintomas
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HISTÓRICO
� ~ 1896 - Com o uso dos RX para diagnóstico e pesquisa sem cuidados adequados� apareceram efeitos danosos em médicos e pacientes –
EFEITOS IMEDIATOS� Eritema� Perda de cabelo (alopécia)� Anemia
� Baixa energia da radiação� Longo tempo necessário para uma radiografia aceitável
� 1as. Medidas para estabelecer guias de proteção radiológica
� Limites de exposição em termos de DOSE ERITEMA
� Anos mais tarde novos efeitos danosos – EFEITOS TARDIOS� Leucemia
4http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-40422009000100044&script=sci_arttext
RX: Fascinação, medo e ciência
".
A male technician taking an x-ray of a female patient in 1940. This image was used to argue that exposure to radiation during the x-ray procedure would be a myth
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HISTÓRICO
� 1896 - Becquerel - raios similares aos RX eram emitidos continuamente por compostos de Urânio
� 12/1896 - Casal Curie isola o RADIUM -altamente radioativo com três tipos de “raio”� Raios γ ≈ aos Raios X
� 1901 - Becquerel sofreu queimaduras devido a um frasco de RADIUM que carregava no bolso� P. Curie queimou o braço (de propósito??)
⇒ propriedades medicinais ??? ⇒ início do uso terapêutico da radiação
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HISTÓRICO
� 1901 -⇒ início de aplicação em doenças de pele
⇒ pesquisa → RX tinham efeito bactericida
� 1901 - Bergonie e Tribondeau estudaram a histologia de tecidos irradiados
⇒ LEI DE BERGONIE E TRIBONDEAU� “Células imaturas e células em estado de divisão são
mais sensíveis à irradiação do que células adultas ou estacionadas”
� 1903 - RX são esterilizantes
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HISTÓRICO
� 1903 a 1927 - Bardeen → ovos de rã fertilizados com espermas irradiados com RX desenvolviam anomalias
� 1927 - Müller → Drosophila → RX e Rγ
produziam mutações que eram hereditárias
� 1930 a 1960 � desenvolvimento de fontes poderosas de RX e Rγ
� isolamento de vários gramas de RADIUM
� desenvolvimento de fontes de alta voltagem
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HISTÓRICO
� 1961 em diante� início do desenvolvimento dos ACELERADORES LINEARES� invenção do CICLOTRON� produção de radioisótopos em larga escala
� Desenvolvimento da energia atômica� acidentes e bombas� conscientização maior sobre danos potenciais da radiação
ionizante
� ICRP � fundada em 1928 durante Congresso de Radiologia� estuda assuntos relativos à Prot. Rad
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RADIAÇÃO NATURAL
� Exposição às radiações ionizantes sempre ocorreu � radiações cósmicas� elementos radioativos naturais
� solo, alimentos, corpo humano e materiais de construção
� BG varia dependendo do local� médio = 1,25 mSv/ano� IFUSP = 1,40 mSv/ano� Guarapari = 3,15 mSv/ano� EUA = 1,02 mSv/ano
Introduction to Radiation Protection in Diagnostic Radiology
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Radiação – Nós vivemos com:
Radiação Natural: Raios Cósmicos, radiaçãodentro do nosso corpo, na comida quecomemos, água que bebemos, casa quemoramos, gramados, material de construçãoetc.
Corpo Humano: K-40, Ra-226, Ra-228e.g. homem com 70 kg 140 gm of K
140 x 0.012%=0.0168 gm of K-400.1 µCi of K-40
≈24,000 fótons emitidos/min(T1/2 of K-40 = 1.3 bilhões de anos)
Introduction to Radiation Protection in Diagnostic Radiology
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Radiação – Nós vivemos com:Terra: Topo 1m de jardim de 400 m2
=1200 kg de K dos quais K-40 =1.28 Kg= +3.6 Kg de Th + 1 Kg Ur
μGy/yrNew Delhi, India 700Bangalore, India 825Bombay, India 424Kerala, India (in narrow Coastal strip) 4000Ramsar, Iran 10000Guarapari, Brazil 8760
Introduction to Radiation Protection in Diagnostic Radiology
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Radiação – Nós vivemos com:Food Níveis de Materiais Radioativos (Bq/kg)
Incorporaçãodiária (g/d)
Ra-226 Th-228 Pb-210 K-40
Arroz 150 0.126 0.267 0.133 62.4
Trigo 270 0.296 0.270 0.133 142.2
Legumes 60 0.233 0.093 0.115 397.0
Outros Vegetais
70 0.126 0.167 -- 135.2
FolhasVegetais
15 0.267 0.326 -- 89.1
Leite 90 -- -- -- 38.1
Dieta
Composta1370 0.067 0.089 0.063 65.0
Dose equivalente = 0.315 mSv/yrDoseTotal por fontes Naturais = 1.0 to 3.0 mSv/yr
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RADIAÇÃO PRODUZIDA PELO HOMEM
� Ambiental� armas, produtos de consumo
� Procedimentos médicos (balanço risco benefício)� diagnóstico médico e odontológico� terapia
� Ocupacional� radionuclídeos, aparelhos de RX e
aceleradores de partículas� reatores nucleares
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Matéria e Energia� Matéria é aquilo que ocupa espaço.� Os átomos e moléculas são a parte fundamental da
matéria
Oxigênio
Hidrogênio Hidrogênio
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Curva de estabilidade nuclear
Powsner, R. A; Powsner E. R –“Essentials of nuclear medicine physics” – Blackwell Science -1998
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Modos de decaimento
Powsner, R. A; Powsner E. R – “Essentials of nuclear medicine physics” – Blackwell Science - 1998
emissão alfa
-2 n
-2p
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Curva de decaimento
Powsner, R. A; Powsner E. R –“Essentials of nuclear medicine physics” –Blackwell Science -1998
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Espectro eletromagnético
Bushong, S. C. - Radiologic science for technologists: physics, biology, and protection –6th Edition – 1997- Mosby, Inc.
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Ionização
Powsner, R. A; Powsner E. R –“Essentials of nuclear medicine physics” –Blackwell Science - 1998
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INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO COM A MATÉRIA
e- de alta velocidade
Ionização, excitação, quebra de ligações moleculares, calor
Mudanças químicas
Danos biológicosBIOLÓGICOt >>>> 10 s e t >>>>>>>> 10 horas
FÍSICOt≤10-14s
QUÍMICO10-12 s <<<< t ≤≤≤≤ 10-3 s
Radiação X ou γγγγ entrando no sistema biológico
Interação primária
PROTEÇÃO = blindagem
PROTEÇÃO = terapia com químicosreações de rad. livres, quebra de ligações, etc.
FÍSICO-QUÍMICO – radiólise da água, formação de H2O2
⇩ ⇩ ⇩ ⇩ mitose, rompimento da membrana celular
QUÍMICO-BIOLÓGICO – início da ação dos compostos tóxicos
PROTEÇÃO = tratamento de sintomas
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Grandezas e unidades de radiação
Bushong, S. C. - Radiologic science for technologists: physics, biology, and protection –6th Edition – 1997- Mosby, Inc.
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DNA E O HOMEM
�O DNA é a molécula mais importante com
relação ao dano por radiação�sofre ação direta e indireta (radiólise da água)
S. C. Bushong – Radiologic Science for Technologists - Physics, Biology and Protection – 6Th Edition
Powsner, R. A; Powsner E. R – “Essentials of nuclear medicine physics” – Blackwell Science - 1998
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EFEITOS DA RADIAÇÃO
S. C. Bushong – Radiologic Science for Technologists - Physics, Biology and Protection – 6Th Edition
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População Efeito ObservadoRadiologistas americanos Leucemia, ⇩ tempo de vida
Sobreviventes das bombas atômicas
Doenças malignas
Vítimas de acidentes de radiação Morte
Mineiros de urânio Câncer de pulmão
Pintores de mostradores de relógio
Câncer ósseo
Irradiação intra-útero Câncer infantil
Stuart C. Bushong – Radiologic Science for Technologists - 1997
EFEITOS DA RADIAÇÃO
28Rosângela F. Coelho - AFM/CEB -CONFIME 2012
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Relação entre dose D x E efeitoPintoras de mostradores de relógios -> tinta com rádio -> câncer ósseo comlimiar de dose
- idem para câncer de fígado por ingestão de tório
- idem para câncer de pulmão para mineiros não fumantes expostos a radônio e seus filhos
Emico Okuno, Elisabeth Mateus
Yoshimura – Física das Radiações –
Editora Oficina de Textos - 2010
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EFEITOS DA RADIAÇÃO
S. C. Bushong – Radiologic Science for Technologists - Physics, Biology and Protection – 6Th Edition
>1000 mSv
1000 mSv100.000 mSv
2000 mSv
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SENSIBILIDADE x IDADE
Bushong, S. C. - Radiologic science for technologists: physics, biology, and protection –6th Edition – 1997- Mosby, Inc.
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DISTRIBUIÇÃO DE DOSES
Bushong, S. C. - Radiologic science for technologists: physics, biology, and protection –6th Edition – 1997- Mosby, Inc.
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COMISSÃO NACIONAL DE ENERGIA NUCLEAR (CNEN)
� Estabelece, publica e faz cumprir normas para o trabalho seguro com materiais e equipamentos emissores de radiações ionizantes
� Normas importantes:� NN 3.01 – Diretrizes Básicas de Radioproteção –
2005
� NE 6.02 – Licenciamento de Instalações Radiativas –1998
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PROTEÇÃO RADIOLÓGICA� Princípios de Radioproteção (CNEN-NN-3.01)
� JUSTIFICATIVA
� OTIMIZAÇÃO
� LIMITAÇÃO DE DOSES
� as doses individuais de trabalhadores e de indivíduos do público não devem
exceder os limites de dose equivalente estabelecidos na norma
� evitam efeitos determinísticos e previnem efeitos estocásticos
� doses que se recebidas pelo indivíduo não afetam a ele ou a seus
descendentes
INTRODUÇÃO À PROTEÇÃO RADIOLÓGICA
Período DMP(mSv/ano)
1931-1936 500
1936-1948 300
1948-1958 150
1958-Presente*
50
� Variação da DMP (DMA) ao longo do tempo
� atualmente - exposição = benefício*ALARA (As Low As Reasonably Achievable)
202005
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LIMITES DE DOSE
� Limites Primários de Dose Equivalente
Órgão Dose equivalente (mSv) Trabalhadores Público Corpo Inteiro (Hefetiva)
20a 1
Órgão ou Tecido T
500 1/wt**
Pele 500 50 Cristalino 150 50 Extremidades* 500 50
a – média em 5 anos, com H=50 mSv em 1 único ano* - mãos, antebraços, pés e tornozelos** - wt - fator de ponderação para o órgão ou tecido T
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LIMITES DERIVADOS
� DMA ANUAL -> períodos mais curtos � Trabalhadores:
� 1,670 mSv/mês
� 0,385 mSv/semana
� 0,080 mSv/dia
� 0,010 mSv/h
� H=8(h/dia)x5(dia/sem)x50(sem/ano)x0,010(mSv/h)
� H=20,0 mSv/ano
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COMPARAÇÃO COM RISCOS NA INDÚSTRIA (EUA - 1972)
Atividade Mortes/milhão ano
Risco
Comércio 72 segura Indústria 96 segura Serviços 120 Governo 131 Transporte 362 Agricultura 657 Construção 710 Mineração 1000
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COMPARAÇÃO COM RISCOS NA INDÚSTRIA
� ATIVIDADES SEGURAS� risco = 10-4 /ano
� para doses de 5 mSv/ano = 5xBG� risco = 10-4 /ano
� limite de dose = 20 mSv/ano� doses médias = 5 mSv/ano� equivalente a:
� 64.000 km por ar ou 9.600 km de carro� 75 cigarros� 1,4 dias na vida de um homem de 60 anos
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FONTES SELADAS X NÃO SELADAS
� Fontes seladas:� material radioativo encapsulado, sem
possibilidade de contacto com o mesmo� ex. fontes de cobalto, césio, irídio usadas
em radioterapia
� Fontes não seladas ou abertas:� material radioativo líquido, em pó, etc.� ex. materiais usados em medicina nuclear,
pesquisa, etc.
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� Emissores β de T1/2 variada� 3 H, 14 C, 35 S, 32 P
� medicina e biologia
� Emissores γ de T1/2 curta� 99m Tc, 131 I, 51 Cr
� medicina
� emissores α T1/2 > 103 anos� 226Ra, 238U, 232 Th , 147 Sm
� cronologia e raios cósmicos
MATERIAIS RADIOATIVOS:
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Planejamento de Instalações e Programa de Proteção Radiológica
� Planejamento Físico� lay-out
� Blindagens
� Planejamento de Procedimentos� descrição do trabalho, riscos e procedimentos para
garantir a segurança
� Depende de:� fontes de radiação
� características e uso
� usuários� formação e quantidade
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PLANEJAMENTO DE PROCEDIMENTOS
� deve ser feito pelo próprio pesquisador� => envolvimento com a proteção radiológica
do laboratório = efetivo
� depende de características da atividade
� conhecido e entendido por todos
45
45
PROTEÇÃO RADIOLÓGICA� Instalações com fontes ->
� Símbolo internacional de presença de
radiação ionizante
Desenho + óbvio indicando risco
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RESPONSABILIDADES
� PROTEÇÃO RADIOLÓGICA� controle da exposição de trabalhadores e indivíduos
do público
� TRABALHADORES� seguir as recomendações da proteção radiológica
� informar sobre anormalidades
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MEIOS DE PROTEÇÃO
Mould, R. F. – Radiation Protection in Hospitals - 1985
Distância intensidade varia com 1/d2
TempoBlindagem
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BLINDAGENS
• α α α α e ββββ de baixa energia
� distância, embalagens, condições de uso
• ββββ de energia mais alta
� áreas de trabalho e locais de armazenamento de fontes e rejeitos
� material = acrílico
• γγγγ e X� áreas de trabalho, local de armazenamento
de fontes e rejeitos
� material ==== chumbo ou barita
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HVL x espessura do absorvedor
Powsner, R. A; Powsner E. R – “Essentials of nuclear medicine physics” – Blackwell Science - 1998
BLINDAGENS → GAMA = CHUMBO
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BLINDAGEM PARA TELETERAPIA
2,67 m – sala do acelerador linear do HC-Unicamp – parede mais espessa
região de feixe primário (direto) de radiação
“labirinto” – protege a porta da sala => espessura diminui
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MONITORAÇÃO DE ÁREA
� Avaliação da eficácia das blindagens� medida em todos os pontos de interesse ao redor
da fonte ou da sala
� Resultados classificam a área� restrita
� livre
� Monitoração individual???
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INSTRUMENTAÇÃO USADA EM PROTEÇÃO RADIOLÓGICA
� Detectores a Gás� Geiger-Müller
� bom para medir γ e β
� sondas � Cilíndrica ou “pancake”
Powsner, R. A; Powsner E. R – “Essentials of nuclear medicine physics” –Blackwell Science - 1998
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CLASSIFICAÇÃO DE ÁREASRadioterapia - CAISM
Co-
60
HDR
simulado
r
controlada
salas dos aparelhos
supervisionada
sala dos controles
livre
vizinhanças das salas
AL
HDR
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DOSÍMETRO
• Monitoração Individual:• obrigatória para trabalhadores de áreas
controladas• avaliar
• a dose dos trabalhadores e suas tendências• local de trabalho• exposições acidentais
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MONITORAÇÃO INDIVIDUAL
Composição dos monitores Sapra Landauer.
Pastilha de CaSO4
Pastilha de LiF
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Monitoração IndividualNOME DO SETOR:SMN CÓDIGO DO SETOR (SAPRA) 3801CÓDIGO DO USUÁRIO:SAPRA 004 IPEN: 009/014NOME:
SEXO: F CPF:
DATA DE NASCIMENTO:
FUNÇÃO: Auxiliar de Enfermagem DATA DE ADMIS.:
CARGA HORÁRIA (h/sem): DOSE ACUMULADA ANTERIOR:
INÍCIO DE RADIAÇÃO: jan/95 INÍCIO DE CONTROLE: 1/4/1995
MÊS 1995 1996 1997 2001 2002 2003 2004
janeiro 0,70 0 0,3 0,3
fevereiro 1,90 1,50 0,4 0,3
março 2,95 1,10 0,4 0,3
abril 0,60 2,95 1,10 0,6
setembro 0,80 0,90 0,90 0,4
outubro 0,90 1,90 1,30 0,4
novembro 0 1,90 0,90 0,3
dezembro 0,50 0,40 0,30 0
TOTAL ANUAL 2,80 13,60 7,10 2,80 0,90 0,00 0,00
MÉDIA MENSAL: 0,56 1,70 0,89 0,35 0,30 #DIV/0! #DIV/0!
DOSE MENSAL (mSv)
ANO
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LABORATÓRIO DE RADIONUCLÍDEOS
� Itens necessários:� Local de recebimento, armazenagem e
manipulação de radionucídeos
� Bancada com proteção em “L”
� Recipientes blindados para as fontes e rejeitos;
� Livros de registro
60
LABORATÓRIO DE RADIONUCLÍDEOS
� Itens necessários:� Monitor de Área e de Contaminação
� Luvas descartáveis
� Bandejas forradas
� Conjuntos para descontaminação
� Água corrente
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Laboratório de Radioisótopos do Serviço de Medicina Nuclear
vista frontal da bancada de manuseio com as blindagens
área de manuseio de radionuclídeos
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LABORATÓRIO DE RADIONUCLÍDEOS
� Procedimentos:� não fumar, beber ou comer
� monitorar superfícies de trabalho
� usar:
�pipetas automáticas
� luvas
�aventais
� manipular fontes sobre bandejas forradas
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REJEITOS RADIOATIVOS - Definição
� Rejeito Radioativo – “qualquer material resultante de atividades humanas, que contenha radionuclídeosem quantidades superiores aos limites de isenção especificados na norma CNEN-NN-3.01 e para o qual a reutilização é imprópria ou não prevista”
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GERENCIAMENTO DE REJEITOS
� Rejeitos Radioativos
� coletados
� segregados
� classificados
� identificados
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GERENCIAMENTO DE REJEITOS
� Rejeitos Radioativos
� descartados tão logo quanto possível
� armazenados para decaimento (depósito)
� T½ muito longa => IPEN
� devolução ao fabricante (fontes seladas)
� registro de inventário
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GERENCIAMENTO DE REJEITOS
� Armazenamento de rejeitos� inicialmente no Laboratório
� Descarte definitivo� Sólidos
� Lixo Comum
� Lixo Hospitalar
� Líquidos� Rede de Esgotos
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GERENCIAMENTO DE REJEITOS
� Rejeitos Líquidos Com Solventes Orgânicos� problema químico + importante
� separação
� incineração ??? (autor. da CNEN)
� evaporação em capelas ???
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RECIPIENTES PARA COLETA E
ARMAZENAMENTO
� O acondicionamento dos rejeitos deve considerar� estado físico
� tipo de emissão
� características perigosas (químicas e biológicas).
� deve ser feito em recipientes � padronizados
� identificados
� estocados em local pré-determinado, segundo o tipo de rejeito
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Etiqueta de Identificação dos Rejeitos
HC – UNICAMP – Serviço de Medicina NuclearResp . Radioproteção : Dr. xxxxxxxx
Sólido não combustível ( ) Sólido combustível ( )Plástico ( ) Papel ( ) Vidro ( ) Pérfuro – cortante ( )
Cx.: _______________ Atividade : ______________99m Tc ( ) 18F ( ) 131I ( ) 67Ga ( ) 201Tl ( ) 153Sm ( ) 51Cr ( ) Massa do conteúdo : _____ kg Volume do conteúdo : 0,0074m3
Qtde de rejeito : ______ kg/m3 Massa da emb. Vazia : 0,45 kgTipo de embalagem : 2 – caixa de papelão
Nível da radiação na superfície : ________ mSvh-1 / mRh-1
Nível da radiação a 1,0 m da superfície: ________mSvh-1 / mRh-1
Resp. : _____________ Data de fechamento : ___ / ___ / ___DATA PARA DESCARTE : ____ / ____ / ____
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CENTRO DE ENGENHARIA BIOMÉDICA/UNICAMPÁREA DE FÍSICA MÉDICA
CONTROLE DE VARIAÇÕES DE INVENTÁRIOFósforo - 33 - Conteúdo Atual dos Castelos Originais
λ λ λ λ = 2,77E-02 dia^-1 T1/2 = 25,0 dias
AQUISIÇÃO UTILIZAÇÃO
CATE- ELIMINADOS
DATA ISÓTOPO ATIVIDADE ATIVIDADE QUANTIDADE DATA ATIVIDADE QUANTIDADE GORIA REDE DE LIXO
UNITÁRIA TOTAL MASSA VOL. TOTAL MASSA VOL. DATA ATIV. MASSA
(MBq/ml) (MBq) (kg) ml (MBq) (kg) ml (MBq) (kg)
08/05/98 P-33 0,42 0,011 0,025 07/06/98 0,004 0,025 LBN 18/07/02 7,57E-23 0,045
08/05/98 P-33 0,42 0,011 0,025 07/06/98 0,004 0,025 LBN 18/07/02 7,57E-23 0,045
22/05/98 P-33 0,42 0,011 0,025 21/06/98 0,004 0,025 LBN 18/07/02 1,12E-22 0,045
19/06/98 P-33 0,42 0,011 0,025 19/07/98 0,004 0,025 LBN 18/07/02 2,42E-22 0,045
19/06/98 P-33 0,42 0,011 0,025 19/07/98 0,004 0,025 LBN 18/07/02 2,42E-22 0,045
19/06/98 P-33 0,42 0,011 0,025 19/07/98 0,004 0,025 LBN 18/07/02 2,42E-22 0,045
19/06/98 P-33 0,42 0,011 0,025 19/07/98 0,004 0,025 LBN 18/07/02 2,42E-22 0,045
31/07/98 P-33 0,42 0,011 0,025 30/08/98 0,004 0,025 LBN 18/07/02 7,77E-22 0,045
14/08/98 P-33 0,42 0,011 0,025 13/09/98 0,004 0,025 LBN 18/07/02 1,14E-21 0,045
25/09/98 P-33 0,42 0,011 0,025 25/10/98 0,004 0,025 LBN 18/07/02 3,67E-21 0,045
IDENTIFICAÇÃO DA INSTALAÇÃO: Laboratório de Hemostasia RAMAL: 88755
HEMOCENTRO/HC
RESPONSÁVEL PELA RADIOPROTEÇÃO: Lúcia Helena Siqueira DATA 18/07/02 ASSINATURA
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TRANSPORTE DE MATERIAIS RADIOATIVOS
� TRANSPORTE EXTERNO � obedecer norma específica
� aprovado pela CNEN (cargas maiores)
� obedecer exigências do Ministério dos Transportes
� motorista habilitado (transp. de produtos perigosos)
� TRANSPORTE INTERNO E EXTERNO� recipientes adequados e sinalizados
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79
TRANSPORTE DE MATERIAIS RADIOATIVOS
Etiqueta de identificação:
radionuclídeo, atividade, índice de transporte
Container para transporte de fonte de Ir-192 (embalagem tipo A)