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PROTEÇÃO RADIOLÓGICA

Rosângela Franco CoelhoÁrea de Física Médica

Centro de Engenharia Biomédica

UNICAMP

[email protected]

2

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

5

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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APLICAÇÕES MEDICINAIS

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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

Introduction to Radiation Protection in Diagnostic Radiology

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Há RADIAÇÃO nesta sala?

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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


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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)


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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


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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

18

Curva de estabilidade nuclear

Powsner, R. A; Powsner E. R –“Essentials of nuclear medicine physics” – Blackwell Science -1998

19

Modos de decaimento

Powsner, R. A; Powsner E. R – “Essentials of nuclear medicine physics” – Blackwell Science - 1998

emissão alfa

-2 n

-2p

20

Curva de decaimento

Powsner, R. A; Powsner E. R –“Essentials of nuclear medicine physics” –Blackwell Science -1998

21

Espectro eletromagnético

Bushong, S. C. - Radiologic science for technologists: physics, biology, and protection –6th Edition – 1997- Mosby, Inc.

22

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


25

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


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EFEITOS DA RADIAÇÃO


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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


28Rosângela F. Coelho - AFM/CEB -CONFIME 2012

28

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

29



>1000 mSv

1000 mSv100.000 mSv

2000 mSv

30

SENSIBILIDADE x IDADE


31

DISTRIBUIÇÃO DE DOSES


32

CURVA DE DANOS À SAÚDE

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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

34

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

36

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

38

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

39

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

40

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.

42

� 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:

43

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

46

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

48

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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BLINDAGENS → BETA = ACRÍLICO

50

HVL x espessura do absorvedor


BLINDAGENS → GAMA = CHUMBO

51

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

52

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???

53

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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DETECTOR GEIGER-MÜLLER

sonda cilíndrica

sonda “pancake”

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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

59

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


� Itens necessários:� Monitor de Área e de Contaminação

� Luvas descartáveis

� Bandejas forradas

� Conjuntos para descontaminação

� Água corrente

61

PLANEJAMENTO DE INSTALAÇÕES

62

PLANEJAMENTO DE INSTALAÇÕES

63

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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� Procedimentos:� não fumar, beber ou comer

� monitorar superfícies de trabalho

� usar:

�pipetas automáticas

� luvas

�aventais

� manipular fontes sobre bandejas forradas

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ORGANIZAÇÃO DE ÁREAS DE TRABALHO

66

Uso de Luvas e Monitoração das Mãos

67

DESCONTAMINAÇÃO

68

CONTAMINAÇÃO

Armazenagem de roupa contaminada

Descontaminação e Monitoração

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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”

70

GERENCIAMENTO DE REJEITOS

� Rejeitos Radioativos

� coletados

� segregados

� classificados

� identificados

71


� 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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� Armazenamento de rejeitos� inicialmente no Laboratório

� Descarte definitivo� Sólidos

� Lixo Comum

� Lixo Hospitalar

� Líquidos� Rede de Esgotos

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� 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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RECIPIENTES PARA COLETA E

ARMAZENAMENTO

� Rejeitos Líquidos

� Rejeitos Sólidos

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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

79

79

TRANSPORTE DE MATERIAIS RADIOATIVOS

Etiqueta de identificação:

radionuclídeo, atividade, índice de transporte

Container para transporte de fonte de Ir-192 (embalagem tipo A)

81

� ACIDENTE COM DIFRATÔMETRO(blindagem retirada para calibração)

82

ACIDENTE COM DIFRATÔMETRO

83

FILME BOM SOBRE RADIAÇÕES E EFEITOS -

http://www.youtube.com/watch?v=UfxlrD-Su7M&feature=endscreen&NR=1

radioprote o rosangel coelho [modo de compatibilidade])§ão... · princípios de radioproteção...

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