proteÇÃo radiolÓgica

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Noes Bsicas de Proteo Radiolgica

Instituto de Pesquisas Energticas e Nucleares

2002

Noes Bsicas de Proteo RadiolgicaDiretoria de Segurana Nuclear Diviso de Desenvolvimento de Recursos HumanosAutores: 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

ndice1 Radioproteo e evoluo da tecnologia nuclear 2 Radiaes e radioatividade 2.1 Elementos e tomos 2.2 Conceito de radioatividade 2.3 Conceito de atividade 2.4 Decaimento radioativo 2.5 Mecanismos de transferncia de energia 3 Fontes naturais e artificiais de radiao 4 Aplicaes das radiaes ionizantes 4.1 Aplicaes na medicina 4.2 Aplicaes na indstria 4.3 Aplicaes na agricultura 4.4 Gerao de energia 5 Efeitos biolgicos das radiaes ionizantes 5.1 Noes de biologia 5.2 Mecanismo de ao das radiaes ionizantes 5.3 Caractersticas gerais dos efeitos biolgicos 5.4 Classificao dos efeitos biolgicos 6 Grandezas e unidades para uso em radioproteo 6.1 Atividade 6.2 Avaliao de dose 7 Princpios de proteo radiolgica 7.1 Justificao 7.2 Limites de dose 7.3 Otimizao 8 Modos de exposio e princpios de proteo 8.1 Tipos de fontes 8.2 Modos de exposio 8.3 Fatores de proteo radiolgica 8.4 Controle de acesso em reas restritas 9 Deteco e medida das radiaes 9.1 Detectores 9.2 Dosmetros 9.3 Calibrao de detectores

Pgina2 3 3 6 8 9 9 10 12 12 13 14 15 15 16 16 16 17 19 19 20 23 23 23 25 25 25 26 27 30 30 31 31 32

10 Programas e procedimentos de monitorao 10.1 Monitorao individual 10.2 Monitorao de rea 10.3 Sinais e avisos de radiao 10.3 Classificao das reas de trabalho 11 Contaminao radioativa e procedimentos de descontaminao 11.1 Preveno e controle da contaminao radioativa 11.2 Descontaminao de superfcie 1.3 Procedimentos de descontaminao 12 Transporte de materiais radioativos 12.1 Aplicao das exigncias legais 12.2 Embalados 12.3 Informaes exigidas no transporte de materiais radioativos 12.4 Documentos de expedio 13 Gerncia de rejeitos radioativos 13.1 Origem dos rejeitos radioativos 13.2 Gerncia dos rejeitos radioativos 13.3 Tratamento dos rejeitos radioativos 13.4 Confinamento 13.4 Panorama dos rejeitos radioativos mo Brasil 14 Controle radiolgico ambiental 14.1 Programa de monitorao ambiental 14.2 Comportamento dos radionucldeos no ecossistema 15 Emergncias Radiolgicas 15.1 Plano de emergncia radiolgica 15.2 Procedimentos de emergncia 15.3 Procedimentos bsicos de emergncia

32 33 34 35 35 36 36 37 38 39 40 40 40 42 42 42 43 45 47 48 48 49 51 51 51 52 54

Noes Bsicas de Proteo Radiolgica

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RADIOPROTEO E EVOLUO DA TECNOLOGIA NUCLEAR

A radioatividade e as radiaes ionizantes no so percebidas naturalmente pelos rgos dos sentidos do ser humano, diferindo-se da luz e do calor. Talvez seja por isso que a humanidade no conhecia sua existncia e nem 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 propriedades despertaram o interesse da classe mdica. Os raios X atravessavam o corpo humano, provocavam fluorescncia em determinadas substncias e impressionavam chapas fotogrficas. Eles permitiam obter imagens do interior do corpo. Sua aplicao foi rpida, pois em 1896 foi instalada a primeira unidade de radiografia diagnstica nos Estados Unidos. Naquele mesmo ano, em 1896, Antoine Henri Becquerel anunciou que um sal de urnio com que ele fazia seus experimentos emitia radiaes espontaneamente. Mais tarde, mostrou que essas radiaes apresentavam caractersticas semelhantes s dos raios X, isto , atravessavam materiais opacos, causavam fluorescncia e impressionavam chapas fotogrficas. As pesquisas e as descobertas sucederam-se. O casal Pierre e Marie Curie foi responsvel pela descoberta e isolamento dos elementos qumicos naturalmente radioativos - o polnio e o rdio. As idias a respeito da constituio da matria e dos tomos foram sendo elucidadas pelos estudos e experimentos que se seguiram s descobertas da radioatividade e das interaes das radiaes com a matria. Os conhecimentos obtidos por muitos pesquisadores e cientistas contriburam para o desenvolvimento 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 quantidade de energia era liberada na ruptura, ou seja, na fisso do tomo. Essa energia foi designada como "energia atmica" e mais tarde como "energia nuclear". Esses conhecimentos cientficos possibilitaram a construo de reatores nucleares e explosivos nucleares. Lamentavelmente, ao final dos anos 30 e incio dos anos 40, em vista da situao mundial, muitos pases estavam envolvidos na 2 Guerra M undial. A busca da hegemonia nuclear levou construo da bomba atmica. Em 1945, a humanidade tomou conhecimento do poder destruidor das bombas atmicas lanadas nas cidades de Hiroshima e Nagasaki. O efeito das bombas no se restringiu exploso propri amente dita e ao calor gerado por ela, mas tambm muitas pessoas atingidas morreram posteriormente pelos efeitos causados pelas radiaes ionizantes. Com o trmino da 2a Guerra Mundial, houve uma preocupao em se aplicar a energia proveniente do ncleo do tomo em benefcio da humanidade. As alternativas eram a construo de usinas eltricas e a aplicao de materiais 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 e a energia nuclear nas mais diversas reas do conhecimento. A histria do desenvolvimento da energia nuclear foi acompanhada tambm por outros acontecimentos desagradveis, alm das exploses de Hiroshima e Nagasaki. Esses acontecimentos ocorreram quando no se tinha ainda o entendimento adequado sobre os efeitos biolgicos das radiaes ionizantes. Muitos radiologistas morreram ao redor de 1922 em conseqncia dos danos causados pelas radiaes.Instituto de Pesquisas Energticas e Nucleares ipen-cnen/sp 2/1

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Operrias que trabalhavam pintando painis e ponteiros luminosos de relgio em New Jersey, entre 1917 e 1924, apresentaram leses nos ossos e muitas delas morreram. Essas leses foram provocadas pelas radiaes 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 da cincia, a proteo radiolgica, com a finalidade de proteger os indivduos, regulamentando e limitando o uso das radiaes em condies aceitveis. Em 1928, foi estabelecida uma comisso de peritos em proteo radiolgica para sugerir limites de dose e outros procedimentos de trabalho seguro com radiaes ionizantes. Esta comisso, a ICRP - International Commission on Radiological Protection, ainda continua como um rgo cientfico que elabora recomendaes sobre a utilizao segura de materiais radioativos e de radiaes ionizantes. Posteriormente, outros grupos foram criados, com o objetivo de aprofundar os estudos neste campo. Como exemplos 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 em 1957 como rgo oficial da ONU, com sede em Viena. A IAEA promove a utilizao pacfica da energia nuclear pelos pases membros e tem publicado padres de segurana e normas para manuseio seguro de materiais radioativos, transporte e monitorao ambiental. No Brasil, a utilizao das radiaes ionizantes e dos materiais radioativos e nucleares regulamentada pela Comisso Nacional de Energia Nuclear (CNEN). Para trabalhar com radiaes ionizantes e com materiais radioativos, so necessrios conhecimento e responsabilidade.

2 RADIAES E RADIOATIVIDADE 2.1 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 que bebemos 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 elementos e 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 seis elementos principais: ferro, oxignio, magnsio, silcio, enxofre e nquel. Pode-se verificar na tabela peridica dos elementos qumicos (tabela 1) que os 92 primeiros so elementos de ocorrncia natural, os demais so produzidos pelo homem e so radioativos. A menor unidade de um elemento o tomo. O tomo possui todas as propriedades fsicas e qumicas necessrias para se identificar como um elemento particular. Os tomos so compostos de pequenas partculas as quais incluem os prtons, os nutrons e os eltrons. Os prtons e os nutrons so partculas pesadas que so encontradas no ncleo do tomo. A diferena bsica entre um prton e nutron a carga eltrica associada. Os prtons possuem uma carga positiva e os nutrons 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