Calculo de Blindagem Convencional

7/23/2019 Calculo de Blindagem Convencional

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Clculo de BlindagemConvencional

Alessandro Facure, D.Sc.

[email protected]


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Comisso Nacional de Energia Nuclear

NCRP 49 (1976)

NCRP 51 (1977)

NCRP 79 (1984)

Literatura:

Shielding Techniques (1998)

NCRP 151


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3


GrandezasGrandezas::

LimitesLimites de dose;de dose;

CargaCarga dede trabalhotrabalho;;

FatoresFatores dede ocupaocupao/usoo/uso;;HVL e TVL;HVL e TVL;

TransmissoTransmisso..


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Limites de doses ocupacionais (trabalhadores)Limites de doses ocupacionais (trabalhadores)

Dose efetiva de P = 20 mSv/ano

4 x 10-4 Sv/sem


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Limites de doses para indivLimites de doses para indivduos do pduos do pblicoblico

Dose efetiva de P = 1 mSv/ano

2 x 10-5 Sv/sem


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Carga de trabalho

AceleradorAcelerador

semana

dias

dia

pacientes

paciente

campos

campo

DoseW

5

_________________________

=

a 1m!


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7


Cont.

ExemploExemplo::

Nmero de pacientes por dia: 60

Nmero mdio de campos por paciente: 1,5 Dose mdia por campo: 2 Gy

Gysemana

diasW 900

5)60()5,1(2 ==


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HDRHDR


Cont.

Nmero de pacientes por dia: 6

Nmero de iseres por paciente: 3

Nmero de inseres/semana: 90

Tempo de insero: 2 minutos


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Cont.

90 inseres x 2 min = 3 horas

Tempo de exposiTempo de exposio semanal:o semanal:

Taxa de kerma no ar, a 1 m:

4,2 x 10-2 Gy/h

10 Ci de 192 Ir


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Cont.

W= AKR x t = 4,2 x 10-2 Gy x 3 h

Carga de trabalho p/ HDR:Carga de trabalho p/ HDR:

Gy13,0W


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FATOR DE OCUPAFATOR DE OCUPAO:O:

a frao do tempo (mdia) em que o indivduomais exposto est presente.

Um fator T=1/40 significa que o indivUm fator T=1/40 significa que o indivduo mais expostoduo mais expostopermanece no local, no mpermanece no local, no mximo, 1 hora por semana (40 horas deximo, 1 hora por semana (40 horas detrabalho semanais).trabalho semanais).

Para trabalhadores, ter cuidado com T < 1 !!! (NCRP 151)


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FATOR DE OCUPAFATOR DE OCUPAO (CONT.):O (CONT.):

reas de trabalho: Consultrios, laboratrios,escritrios, oficinas, quartos, enfermarias, salas derepouso, reas com crianas, espaos ocupados nas

vizinhanas; Corredores (circulao), banheiros publicos, elevadores

com ascensorista, estacionamento de veiculos;

Salas de espera, toilets, escadas, elevadores de carga,depsitos de materiais, reas externas de trfego usadassomente por veculos.

1

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NCRP 49!


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FATOR DE USO:FATOR DE USO:

Fator adimensional relacionado frao de tempo em que ofeixe til de radiao est direcionado a cada uma das 4principais posies

A soma dos fatores de uso nas quatro direes possveis deveser igual a 1.Para equipamentos de braquiterapia, assim comopara radiao de fuga em equipamentos de teleterapia, deve-seconsiderar U=1.


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para o cho ( 00) : U= 3/7

para o teto (1800 ) : U= 2/7

para parede direita (900) : U= 1/7 para parede esquerda (2700) : U= 1/7

Cont:Cont:

Em geral:Em geral:


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HVLs e TVLs


HVL (camada semi-redutora): Espessura de materialnecessria para reduzir-se os nveis de radiao (doses) metade do valor inicial.

TVL (camada deci-redutora): Espessura de materialnecessria para reduzir-se os nveis de radiao (doses) 1/10 do valor inicial.


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Cont.

BA

1=

HVLX/2

TVLX/10

X = TVL x log (A) = TVL x log (1/B)

* 1 HVL = 0,301 TVL


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CCLCULO DE BLINDAGENS:LCULO DE BLINDAGENS:


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Fontes de RadiaoFontes de Radiao

CobaltoCobalto

HDRHDR

Aceleradores LinearesAceleradores Lineares

Ftons

Ftons

Ftons

Nutrons


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ACELERADORES & COBALTOACELERADORES & COBALTO


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FFTONS:TONS:

Primria (barreira primria);

Fuga (barreiras secundrias, labirinto e porta); Espalhada no paciente (barreiras secundrias, porta);

Espalhada nas paredes (barreira secundria, porta).


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NUTRONS:NUTRONS:

Diretos;

Espalhados;

Trmicos;

Gamas de captura.


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Clculo da Transmisso pela Barreira Primria

D0

D0 . T/d2

d

* D0= W.U


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23



Transmisso B (


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24



( )

WUT

dPB

prim

x

2= P = Limite de Dosedprim = Distncia alvo- ponto

W = Carga de TrabalhoU = Fator UsoT = Fator Ocupacional

nTVL = - log Bx


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Largura de Cinturo

Tamanho de campo

Dimenso mxima

6,0566,0 += XL


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Largura de Cinturo


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Clculo da Transmisso da Radiao de Fuga

dfuga = distncia isoc ponto (metros).

Assumir que a fuga pelo cabeote menor ou igual a 1/1000 da primria noisocentro.

( )WT

dP1000

B

2fuga

x

=


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Clculo da Transmisso da Radiao Espalhada no Paciente

a = frao espalhada (@ dm)

dsec = distncia (em metros)isoc - ponto ;

desp = distncia (em metros) alvo -paciente;F = rea do campo em cm2

Fdd

aWT

PB espp 400)()(22

sec=

TVL de 17, 3 cm McGinley, pg. 27


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RECOMENDARECOMENDAES:ES:

Quando a diferena entre as espessuras for menor que

1 TVL, considerar a maior e adicionar 1 HVL; Se a diferena das espessuras for maior ou igual a 1

TVL, considerar a maior;

A distncia mnima area ocupada sempre de 30 cmda parede que serve como blindagem;

Na dvida, ser conservador em relao a fatores deocupao.


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DOSE NA PORTADOSE NA PORTA


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1. Dose de Ftons de Fuga e Espalhados;

2. Dose de Nutrons;

3. Dose de Raios Gama de Captura.

ACELERADORES


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ACELERADORES

(feixe primrio espalhado nas paredes) + (radiao de fugaespalhada nas paredes) + (espalhado no paciente) + (radiaode fuga transmitida pela parede do labirinto).

G

* Os 4 termos so doses na

porta quando o feixe aponta

para a parede G.

MMtodotodo de McGinleyde McGinley


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1. Radiao primria espalhada:


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34



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2. Radiao de fuga espalhada nas paredes:

dsec

dzz


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3. Radiao espalhada pelo paciente:

dsec

dzz


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37



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4. Radiao de fuga que atravessa o labirinto:

dL


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ACELERADORES

onde f = frao transmitida atravs do paciente

TOTAL:TOTAL:

)(64.2 LTpsLSSG HHHHfH +++=

Para U = 1/4


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RESTRIRESTRIES:ES:

Essa metodologia deve ser utilizada com muita cautela foradas condies abaixo:

6labdoreta(2


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Para equipamentos < 10 MV

BHP G =/Faz-se Transmisso necessTransmisso necessria!ria!

A partir de B, estimaA partir de B, estima--se a espessura da porta com base em valoresse a espessura da porta com base em valoresde feixe largo para a energia de fde feixe largo para a energia de ftons de 200 keV.tons de 200 keV.


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Para equipamentos 10 MV

Nutrons!!! Gamas de Captura

C i N i l d E i N l


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Mtodo Falco & Okuno

Duas Componentes:

Fuga

Espalhada

HTOT = Dfuga + Desp

C i N i l d E i N l


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Mtodo Falco & Okuno Cont.

TVLTVLs:s:

Fuga

Espalhada

primrio

0,5 MeV

C i N i l d E i N l


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Clculo da dose de Nutrons

NCRP 79



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LabirintosLabirintos



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Mtodo de Kersey

( )

( ) 105

2

21

2

00

0

d

d

d

T

THH

=



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HH00Potencial

(MV)

Modelo H0(mSv.n/Gy

RX)

(Isocentro)

Tcnica de

Medida

Referncia

15 Varian 1800 0,79-1,30 Anlise por Ativao McGinley, 1998

GE Saturne 43F 2,36 Detectores de Bolhas Bourgois et al, 1997

Siemens Mevatron 1,18 Anlise por Ativao Palta et al, 1984

Siemens KD2 1,90 Detectores de Bolhas dErrico et al, 2001

18 Varian 1800 1,50 Anlise por Ativao VARIAN

0,50 TLD 600 e TLD 700 Barquero et al, 2005

GE Saturne 43F 2,98 Detectores de Bolhas Bourgois et al, 1997

CGR Saturne 20 4,50 Detectores de Bolhas dErrico et al, 1998

Siemens Mevatron 3,76 Anlise por Ativao Palta et al, 1984

Siemens KD2 5,50 Detectores de Bolhas dErrico et al, 2001

20 Siemens KD 1,10-1,24 Anlise por Ativao McGinley, 1998

25 GE Saturne 43 F 7,52 Detectores de Bolhas Bourgois et al, 1997

1,38 Anlise por Ativao McGinley, 1998

Sagiltaire 5,26 Anlise por Ativao Nath et al, 1980



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Gamas de Captura

10 4,62d

totalH

=



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50


42

d

Qadir

=

4,5S

Qaesp

=

26,1

S

Qtrm

=

(McCall et al,1979)



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51

Gamas de captura: 6,1 cm de chumboGamas de captura: 6,1 cm de chumbo

g

TVLs

NutronsNutrons -- PolietilenoPolietileno boradoborado a 5%: 4,5a 5%: 4,5

cm, que corresponde a uma fluncia decm, que corresponde a uma fluncia de

nutronsnutrons monoenergmonoenergticosticos dede 100 keV100 keV

(NCRP 79).(NCRP 79).



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g

HDRHDR

Comisso Nacional de Energia NuclearComisso Nacional de Energia Nuclear


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gg

Clculo da Transmisso

( )WT

dPBprim

x

2

= P = Limite de Dosedprim = Distncia ao ponto

W = Carga de TrabalhoT = Fator Ocupacional

nTVL = - log Bx

foi feito U=1



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DOSE NA PORTADOSE NA PORTA

HDR



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Duas Componentes:

Fuga

Espalhada

HTOT = Dfuga + Desp

A = rea vista da portad = Distncia fonte-porta

W = Carga de Trabalhodi = distncia fonte-rea Adrl= distncia rea A porta = coeficiente de reflexo



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OTIMIZAOTIMIZAOO



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JustificativaJustificativa

LimitaLimitao de doseo de dose

OtimizaOtimizaoo

NormasNormas dada CNEN: 3CNEN: 3 princprincpiospios::



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Norma NN 3.01:Norma NN 3.01:

Item 5.4.3

(...) a proteo radiolgica deve ser otimizada de forma quea magnitude das doses individuais, o nmero de pessoasexpostas e a probabilidade de ocorrncia de exposies

mantenham-se to baixas quanto possa ser razoavelmenteexeqvel, tendo em conta os fatores econmicos e sociais.



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Trabalhador: 1Trabalhador: 1 mSvmSv/ano/ano -- rea controladarea controlada

IndivIndivduo do pduo do pblico: 10blico: 10 SvSv/ano/ano -- rea livrerea livre

Trabalhador: 20Trabalhador: 20 mSvmSv/ano/ano -- rea controladarea controlada IndivIndivduo do pduo do pblico: 1blico: 1 mSvmSv/ano/ano -- rea livrerea livre

LIMITESLIMITES PRIMPRIMRIOSRIOS

DISPENSA DE OTIMIZADISPENSA DE OTIMIZAOO



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Dose Coletiva Homem.Sievert

Custo do concreto convencional:

US$ 400/m3 a 500/m3

Maximizar as margens de seguranMaximizar as margens de segurana, minimizando os custos!a, minimizando os custos!



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Propos

ta:AvaliaAvalia--se o custo para cada homemse o custo para cada homem--sievertsievertpoupadopoupado

durante toda a vida da instaladurante toda a vida da instalao:o:

C < US$ 10000 SIM

C > US$ 10000 NO



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Norma NN 3.01:Norma NN 3.01:

Item 5.4.3



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OTIMIZAO

THn

TVLCAB

tot

mx

=

)10(ln

3

A = rea da barreiraCm3 = custo do material (m3)TVL = valor do TVL = custo do detrimenton= no de pessoas com T=1

Htot= dose na ausncia da barreiraTv=vida til da instalao



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