Post on 08-Jan-2017
DIPLAN – Distrito do Planalto Central
IntroduIntroduçção ão àà FFíísica das Radiasica das Radiaçções e ões e RadioproteRadioproteççãoão
Bete Figueiredo Bete Figueiredo Bete Figueiredo Bete Figueiredo betefig@cnen.gov.br
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Estrutura do Estrutura do ÁÁtomotomo
Núcleo: prótons e nêutrons
Eletrosfera : elétrons
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Z Nome Símbolo Z Nome Símbolo
82 chumbo Pb 87 frâncio Fr
83 bismuto Bi 88 rádio Ra
84 polônio Po 89 actínio Ac
85 astatíneo At 90 tório Th
86 radônio Rn 91 protactínio Pa
92 urânio U
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n → p + β- + ν
p→n+ β+ + ν
Z XA→ β- + Z+1YA + Q
Z XA→ β+ + Z-1YA + Q
Emissão de β- e de β+ (pósitron)
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Radiação γ - Radiação eletromagnética
Diferencia-se dos raios X devido à sua origem nuclear
Partícula alfa – 2 prótons e 2 nêutrons
Partícula Beta - elétron ou pósitron
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ProduProdu çção de raios Xão de raios X
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Produção de Raios XElétrons acelerados pela diferença de
potencial
+-
Elétrons
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Espectro eletromagnético
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RADIOATIVIDADE
Propriedade que têm alguns nuclídeos de emitir partículas ou radiação eletromagnética:
• Radioatividade Natural : ocorre espontaneamente na natureza, sendo característica dos nuclídeos instáveis.
• Radioatividade Artificial : é produzida pelo bombardeio de nuclídeos estáveis por fótons ou partículas aceleradas, que os transformam em nuclídeos instáveis.
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EXPOSIÇÃO HUMANA À RADIAÇÃO NATURAL
�Dose média da população mundial: 2,4 mSv/a�Quando a vida começou o nível era 3 a 5 vezes mais elevado
Cósmica17%
Radônio ar
Alimentos e águas13%
Rdn Solos20%
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Radioatividade natural no organismo humano
0,010C-14
0,003Pb-210
0,010Ra-226
0,150K-40Dose ( mSv/ano)Radionuclídeo
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Radiação Cósmica
• Elétrons, nêutrons, mésons, neutrinos, núcleos leves e radiação gama provenientes do espaço sideral.
-----
1610
2840
3900
Altitude(m)
270Nível do mar
570Denver, USA
1130Quito, Equador
2020La Paz,Bolívia
Dose efetiva
(µSv/a)
Localidade
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Ionização do Átomo
• O átomo recebe energia suficiente para arrancar o elétron de seu orbital
EnergiaEnergia
ElEléétron tron ejetadoejetado
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Excitação do Átomo• O átomo recebe energia suficiente para transferir
o elétron de uma camada mais interna para uma camada mais externa do átomo
EnergiaEnergia
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Interação da Radiação com a matéria:
Efeito Fotoelétrico
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Efeito Compton
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O exemplo acima refere-se ao Iodo-131, cuja meia vida é de 8 dias
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* Atividade de 100g de material
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PODER DE PENETRAÇÃO DAS RADIAÇÕES
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Poder de Penetração
FONTE
RAIOS αααα, ββββ e γγγγ
PAPELLÂMINA
METÁLICA CHUMBO
ββββ e γγγγγγγγ
γγγγ
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Lei do Inverso do Quadrado
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CONTAMINAÇÃO
EXPOSIÇÃO
CONCEITOS IMPORTANTES
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EXPOSIÇÃO
NÃO HÁ CONTATO COM O MATERIAL RADIOATIVO
FONTE
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CONTAMINAÇÃO EXTERNA
EXISTE CONTATO COM O MATERIAL RADIOATIVO EM FORMA DE PÓ, LÍQUIDO OU GÁS, SEM INALAÇÃO OU INGESTÃO.
SE FOR TRANSFERÍVEL
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CONTATO COM O MATERIAL RADIOATIVO EM FORMA D E PÓ, LÍQUIDO OU GÁS, COM INALAÇÃO OU INGESTÃO.
CONTAMINAÇÃO
SE AINDA ESTIVER SENDO ELIMINADO
CONTAMINAÇÃO INTERNA
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DOSE ABSORVIDA (Gy)
1 GRAY= 1 JOULE/KG: expressa a energia absorvida em 1 Kg de matéria quando uma radiação ionizante interage com ela
DOSE EQUIVALENTE (Sv)
Sievert= GY x F : expressa o dano biológico sobre o ser humano
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Unidades de Medida de Radiação
• Atividade=1 Bequerel(Bq)=1 dps – número de desintegrações nucleares na unidade de tempo
• Dose absorvida= 1 Gray(Gy)=1J/Kg – a energia da radiação de 1 Joule é absorvida por 1 Kg do material
• Sievert= Gy x F – A dose equivalente em Svexpressa o dano biológico sobre o ser humano. F é o fator que qualifica o efeito de cada tipo de reação: RX e Gama e beta F=1 e alfa F=20
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Unidades de Medida de Radiação
• O Curie (Ci) é uma unidade para atividade= 3,7 E07 Bq
• Roentgen(R) expressa a quantidadae de ionizações produzidas no ar (CNTP) por raios gama e X e equivqale a 1,6E15 pares de íons/Kg
• O rad assim como o Gy expressa a dose absorvida
• 1 Gy=100rad• Rem assim como o Sievert expressa o dano biológico causado pela
radiação
• 1 Sv= 100 rem
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Dose e Efeito das Radiações
100 % probabilidade de morte
um a dois10 A 50
80 a 100 % probabilidade de morte
quatro a seis6 A 10
semelhante anterior 50% probabilidade de morte
quatro a seis2 A 6
Pequena queda nos leocócitos risco cancer a longo prazo
-----------------1 A 2
Náusea e vomitos-----------------0 A 1
Efeitos sobre o corpoPrazo para o surgimento dos sintomas
Medida de intensidade da radiação (Sv)
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Efeitos Estocásticos
Célula modificada, pode levar a câncerou a efeitos hereditários.
A probabilidade do câncer induzido pela radiaçãoaumenta com a dose.
Não existe limiar de dose.
A severidade de um determinado efeito não é afetada pela dose
Efeitos Biológicos da Radiação
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Efeitos Estocásticos
Nos descendentes:
Até o presente não se verificou esses efeitos
Entretanto estudos em animais e plantas
sugerem essa possibilidade.
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Efeito DeterminísticoNúmero elevados de células mortas com colapso
do tecido.
Dezenas e Centenas Sv Existe um “ limiar de dose”A severidade do dano produzido aumenta com a
dose.
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SÍNDROME DA IRRADIAÇÃO AGUDA
• CONJUNTO E SUCESSÃO DE SINTOMAS EM VÍTIMAS
DE ACIDENTES, ENVOLVENDO DOSES ELEVADAS DE
RADIAÇÃO PARA CORPO INTEIRO.
• SISTEMA CIRCULATÓRIO, PARTICULARMENTE O
HEMATOPOIÉTICO; SISTEMA GASTRINTESTINAL E
SISTEMA NERVOSO CENTRAL.
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SÍNDROME DA IRRADIAÇÃO AGUDA
DOSEABSORVIDA
((Gy)
FORMA SINTOMAS
< 1 Infra-clínica Ausência de sintomas
1 a 2 Reações levesgeneralizadas
Astenia, náuseas, vômitos de 3a 6 h
2 a 4 Síndromehematopoiética
leve
Depressão da função medular(linfopenia, leucopenia,trombopenia, anemia).
Epilação. Máximo 3 semanas
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DOSEABSORVIDA
(Gy)
FORMA SINTOMAS
4 a 6 Síndrome hematopoiética
grave
Depressão severa da função medular
6 a 7 Síndrome dosistema
gastrintestinal
Diarréia, vômitos
6 a 10 Síndrome pulmonar
Insuficiência respiratória aguda
> 10 Síndrome dosistema nervoso
central
Edema cerebral. Colapsocirculatório.Coma e morte
SÍNDROME DA IRRADIAÇÃO AGUDA
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•
Princípios Básicos da Radioproteção :Justificação
Qualquer atividade envolvendo radiação ou exposição deve ser justificada em relação a outras alternativas e produzir um benefício líquido positivo para a sociedade
Otimização
O projeto, o planejamento do uso e a operação de instalação e de fontes de radiação devem ser feitos de modo a garantir que as exposições sejam tão reduzidas quanto razoavelmente exeqüível, levando-se em consideração fatores sociais e econômicos
Limitação da Dose Individual
As doses individuais de trabalhadores e de indivíduos do público não devem exceder os limites anuais de dose equivalente estabelecidos na norma CNEN NN-3.01
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Limites de doses individuais
• Para indivíduo do público, as exposições normais decorrentes de todas as práticas não devem exceder a dose de 1mSv/ano.
• Para trabalhadores não deve exceder a 20 mSv/ano, média em 5 anos, não podendo ultrapassar a 50mSv em um único ano.
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Tempo
Distancia
Blindagem
Minimização de dose
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Principais usos da radiação
Medicina:
RadioisRadioisRadioisRadioisóóóótopotopotopotopo Energia Energia Energia Energia (keV)(keV)(keV)(keV)
MeiaMeiaMeiaMeia----VidaVidaVidaVida FinalidadeFinalidadeFinalidadeFinalidade
Co-60 1170, 1330 5,3 anos tratamento de câncer
Cs-137 662 30 anos tratamento de câncer
I-123 159 13,2 horas imagem da tireóide
I-125 28 60,2 dias determinações in vivo
I-131 364 8,0 horas imagem/terapia da tireóide
Tc-99m 140 6,0 horas imagem de órgãos/tecidos
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INDÚSTRIA:
RadioisRadioisRadioisRadioisóóóótopotopotopotopo Energia Energia Energia Energia (keV)(keV)(keV)(keV)
MeiaMeiaMeiaMeia----VidaVidaVidaVida FinalidadeFinalidadeFinalidadeFinalidade
Co-60 1170, 1330 5,3 anos radiografia industrial, controle de processos
Cs-137 662 30 anos radiografia industrial, controle de processos
AGRICULTURA:
RadioisRadioisRadioisRadioisóóóótopotopotopotopo Energia Energia Energia Energia (keV)(keV)(keV)(keV)
MeiaMeiaMeiaMeia----VidaVidaVidaVida FinalidadeFinalidadeFinalidadeFinalidade
Co-60 1170, 1330 5,3 anos desinfestação de pragas, esterilização de alimentos
Cs-137 662 30 anos desinfestação de pragas, esterilização de alimentos
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DETETORES DE RADIAÇÃO
A DETEÇÃO DAS RADIAÇÕES ÉBASEADA NA INTERAÇÃO QUÍMICA OU
FÍSICA DAS RADIAÇÕES COM A SUBSTÂNCIA SENSÍVEL DO DETETOR
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MONITORES UTILIZADOS EM EMERGÊNCIA RADIOLÓGICA PELO SAER/CNEN
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MALETA EBERLINE
SUPERFÍCIE
ÁREA
TODOS DETETORES GM
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MALETA EBERLINE
0 - 2 R/h0 - 50 mR/h
0 - 60 KCPM
SONDAS DE SUPERFÍCIE
SONDAS DE ÁREA
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TELETECTOR
ESCALA 0- 99 R/hBRAÇO 3,85cm
ESCALAS GRADUADAS EM mR/h
e R/h
DETETOR GM
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MONITORAÇÃO PESSOAL
TLD
FILME DOSIMÉTRICO
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Categorização de Fontes de Radiação Ionizante
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Objetivos
�Apresentar um sistema simples e lógico de classificação de fontes de radiação ionizante, baseado no seu potencial de provocar danos à saúde humana (periculosidade)
�Subsidiar o planejamento da resposta a emergências:� na elaboração de Mapas de Risco� para nortear as ações protetoras
�Propiciar uma linguagem de fácil comunicação com o público e a imprensa
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� Uma Fonte Perigosa é aquela que, uma vez fora de controle, possa levar a exposições suficientes para provocar severos efeitos determinísticos à saúde humana.
� Entende-se por efeito determinístico severo aquele que coloca em risco a vida ou resulte em dano que afete de maneira permanente a qualidade de vida.
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�TECDOC-1344: Categorization of radioactive sources
�Julho de 2003
httphttp ://www://www --pub.pub. iaeaiaea..orgorg /MTCD//MTCD/publicationspublications //pdfpdf /te_1344_/te_1344_webweb ..pdfpdf
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�As fontes são agrupadas levando em consideração as práticas
�Para informação ao público: as fontes são dividas em 5 categorias
�As categorias são baseadas num número: a razão A/D
Conceito de Fonte Perigosa
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Qual o significado de A ?
É a atividade da fonte (em Becquerels).
Qual o significado de D ?
É a atividade a partir da qual uma fonte de radiação ionizante pode ser considerada como perigosa, caso não seja tratada de maneira segura, i.e., caso não obedeça o sistema regulatório do país.
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Qual o significado da razão A/D ?
Este número pode ser utilizado para determinar a categoria (de periculosidade) de uma fonte de radiação.
Como calcular ?
O TECDOC EPR-Method, em seu Apêndice 18 fornece uma metodologia simples para isso.
Conceito de Fonte Perigosa
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< 0,015
0,01 - 14
1 - 103
10 - 10002
> 10001
A / DCATEGORIA
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�Fonte Não-Perigosa
�Nenhuma lesão permanente é esperada devido à manipulação dessa quantidade de material radioativo.
A / D < 0,01
Categoria 5
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� Fonte Provavelmente Não-Perigosa
� É muito pouco provável que alguém possa sofrer uma lesão permanente manipulando esta quantidade de material radioativo.
� É possível a ocorrência de algum efeito temporário para exposições com a duração de algumas semanas.
A / D = 0,01 A / D = 0,01 –– 1,01,0
Categoria 4
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� Fonte Perigosa
� Esta quantidade de material radioativo pode causar lesões permanentes em exposições com duração de algumas horas.
� Embora pouco provável, pode levar ao óbito em exposições pelo período de dias até semanas.
A / D = 1,0 A / D = 1,0 –– 10,010,0Categoria 3
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� Fonte Muito Perigosa
� Esta quantidade de material radioativo pode causar lesões permanentes em exposições com duração de alguns minutos.
� Pode levar ao óbito em exposições pelo período de horas até dias.
A / D = 10,0 A / D = 10,0 –– 10001000Categoria 2
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� Fonte Extremamente Perigosa
� Esta quantidade de material radioativo pode causar lesões permanentes em exposições com duração de alguns segundos.
� Pode levar ao óbito em exposições pelo período de minutos a uma hora.
A / D > 1000A / D > 1000Categoria 1
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Acidente Radiológico no Irã, 1996
�Fonte abandonada
�Ir-192: 0,185 TBq
�2 horas no bolso
�Lesão grave
�Ameaça à vida
�A / D = 2,3
�Categoria 3
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Acidente Radiológico na Tailândia, 2000
�Fonte roubada e desmontada num ferro-velho
�Co-60: 15,7 TBq
�3 Mortes
�A / D = 520
�Categoria 2
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Acidente Radiológico de Goiânia, 1987
�Fonte roubada e desmontada num ferro-velho
�Cs-137: 51 TBq
�4 Mortes
�A / D = 510
�Categoria 2
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Roubo de Fonte, RJ 2004
�Fonte roubada
�Kr-85: 3,7 GBq
�Nunca encontrada
�A / D = 1,2 x 10 -4
�Categoria 5
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FIM
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Espectro eletromagnétic
o
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Z Nome Símbolo Z Nome Símbolo Z Nome Símbolo
1 hidrogênio H 10 neônio Ne 19 potássio K
2 hélio He 11 sódio Na 20 cálcio Ca
3 lítio Li 12 magnésio Mg 21 escândio Sc
4 berilo Be 13 alumínio Al 22 titânio Ti
5 boro B 14 silício Si 23 vanádio V
6 carbono C 15 fósforo P 24 cromo Cr
7 nitrogênio N 16 enxofre S 25 manganês Mn
8 oxigênio O 17 cloro Cl 26 ferro Fe
9 flúor F 18 argônio Ar 27 cobalto Co
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Z Nome Símbolo Z Nome Símbolo Z Nome Símbolo
28 níquel Ni 37 rubídio Rb 46 paládio Pd
29 cobre Cu 38 estrôncio Sr 47 prata Ag
30 zinco Zn 39 ítrio Y 48 cádmio Cd
31 gálio Ga 40 zircônio Zr 49 índio In
32 germânio Ge 41 nióbio Nb 50 estanho Sn
33 arsênio As 42 molibdênio Mo 51 antimôn
io
Sb
34 selênio Se 43 tecnécio Tc 52 telúrio Te
35 bromo Br 44 rutênio Ru 53 iodo I
36 criptônio Kr 45 ródio Rh 54 xenônio Xe
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Z Nome Símbolo Z Nome Símbolo Z Nome Símbolo
55 césio Cs 64 gadolíneo Gd 73 tântalo Ta
56 bário Ba 65 térbio Tb 74 tungstêni
o
W
57 lantânio La 66 disprósio Dy 75 rênio Re
58 cério Ce 67 hólmio Ho 76 ósmio Os
59 praseodímeo Pr 68 érbio Er 77 irídio Ir
60 neodímeo Nd 69 túlio Tm 78 platina Pt
61 promécio Pm 70 itérbio Yb 79 ouro Au
62 samário Sm 71 lutécio Lu 80 mercúrio Hg
63 európio Eu 72 háfnio Hf 81 tálio Tl
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DISTÂNCIA
Minimização de dose - 2
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BLINDAGEM
Minimização de dose - 3