Irradiadores industriais e sua radioproteção

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1 Irradiadores industriais e sua radioproteção Ary de Araújo Rodrigues Júnior Edição do autor

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3 IRRADIADORES INDUSTRIAIS E SUA RADIOPROTEÇÃO

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5 ARY DE ARAÚJO RODRIGUES JÚNIOR IRRADIADORES INDUSTRIAIS E SUA RADIOPROTEÇÃO 1ª Edição Maringá PR Brasil Edição do Autor 2014

6 2014 Ary de Araújo Rodrigues Júnior Capa: Irradiador público do IPEN Instituto de Pesquisas energéticas e Nucleares/ CNEN-SP: CALVO, W. A. P.; RELA, P. R.; SPRENGER, F. E.; COSTA, F. E.; OMI, N. M.; VIEIRA, J. M. A Small Size Continuos Industrial Gamma Irradiator. Radiat. Phys. Chem, v. 71, p , Revisão de Texto: Marta Yumi Ando Rodrigues Júnior, Ary de Araújo Irradiadores industriais e sua radioproteção/ Ary de Araújo Rodrigues Júnior Maringá-PR: edição do autor, ISBN Física Nuclear 2. Radioproteção 3. Irradiadores gama 4. Aceleradores de elétrons 5. Irradiação industrial I. Título.

7 Sumário Sobre o autor V Agradecimentos V Pequeno glossário VI Introdução IX 1. Um pouco de Física das radiações e de radioproteção Grandezas e unidades da Física das radiações O elétron volt (ev) Exposição Dose absorvida Dose equivalente Atividade Meia-vida Decaimento radioativo Radioproteção Irradiação e contaminação radioativa Irradiação Contaminação Radiação de fundo Limites de dose para Indivíduo Ocupacionalmente Exposto 12 (IOE) e para indivíduos do público 2. Irradiadores Irradiadores gama Irradiador gama de categoria I (autoblindado) Irradiador gama de categoria II (panorâmico e com 20 armazenagem da fonte a seco) Irradiador gama de categoria III (autoblindado com água) Irradiador gama de categoria IV (panorâmico e de 26 armazenagem da fonte em água) Fonte de irradiadores gama de categoria IV Mecanismos de transporte dos materiais a serem 33 processados em irradiadores gama de categoria IV Blindagem de irradiadores gama Aceleradores Aceleradores de categoria I (irradiador blindado) Aceleradores de categoria II (irradiador dentro de uma sala 42 blindada) 3. Segurança Responsabilidades Defesa em Profundidade 49 i

8 3.3 Sistemas de segurança pela SSG Conceito de Falha Segura (Fail Safe) Como aprender estes conceitos 90 4 Manutenções Semanalmente Mensalmente Semestralmente Testes de vazamento das fontes radioativas Modificações da instalação Levantamento radiométrico (Shield survey) Auditorias Treinamento Inicial Periódico Periódico para cargos abaixo do operador Periódico para operadores Formação de operadores Registro dos treinamentos Cultura de segurança Acidentes Stimos (Itália maio de 1975) O irradiador Entrada no irradiador pelo procedimento regular O acidente Causas do acidente Atualização do irradiador San Salvador (El Salvador 05 de fevereiro de 1989) O irradiador Situação em fevereiro de O acidente Desdobramentos Lições gerais aprendidas Soreq (Israel 21 de junho de 1990) O irradiador Operação supervisão e treinamento O acidente Lições e ações Administração da planta Fabricante Autoridades competentes Complementares Nesvizh (Bielo Rússia 26 de outubro de 1991) 139 ii

9 6.4.1 O irradiador Sistema de transporte dos produtos Sistema de segurança Sequência de entrada no irradiador Sequência para sair do irradiador Operação e manutenção Perfil do operador O acidente Lições aprendidas Illinois (EUA fevereiro de 1965) O irradiador O acidente Causas do acidente Maryland (EUA 11 de dezembro de 1991) O irradiador Perfil do operador e do seu assistente O acidente Lições aprendidas ou causas do acidente Hanói (Vietnam 17 de novembro de 1992) O irradiador Sistemas de segurança e controle O acidente Lições aprendidas ou causas do acidente Fleurus (Bélgica 11 de março de 2006) O irradiador O acidente Causas do acidente Lições gerais Considerações finais sobre acidentes Transporte e carga do material radioativo Licença de importação Transporte Carga Reflexão final sobre segurança Questões de exames específicos da CNEN Questões Sugestões de resposta 188 Referências 207 Seção de apêndices Interação da radiação gama e X com a matéria Exemplo de manual e de planilha da manutenção semanal Exemplo de manual e de planilha da manutenção mensal iii

10 Exemplo de manual e de planilha da manutenção trimestral, semestral e anual Planilha para levantamento radiométrico de um irradiador JS 9600, fornecida pelo fabricante, a MDS Nordion (Canadá) Exemplo de planilha de acompanhamento da água Artigo: Adaptação de um jogo comercial de perguntas para o auxílio no ensino de radioproteção Artigo: Relembrando os conceitos de radioproteção por meio de um jogo comercial adaptado iv

11 Sobre o autor: Bacharel em Física pelo Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP, 1991), é mestre e doutor em Ciências na área de Tecnologia Nuclear- Aplicações, pela Universidade de São Paulo/ Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (USP/IPEN), títulos adquiridos, respectivamente, em 2000 e Trabalhou na iniciativa privada por 13 anos no setor de esterilização de materiais médicos por radiação e irradiação de alimentos. Foi professor na Universidade Estadual de Maringá campus de Umuarama ( ), na Universidade Estadual de Londrina ( ), na Unicentro campus de Guarapuava ( ) e desde 2010 é professor na Universidade Estadual de Maringá campus sede. É consultor de empresas na área de irradiadores industriais, de dosimetria de alta dose e de radioproteção. Também é autor dos livros: Um pouco do cotidiano dos cientistas (divulgação científica) e Small ionization chamber for high dose measurements (técnico). Contatos para críticas, sugestões ou esclarecimentos: aryarj@ig.com.br. Agradecimentos A todos os colegas que aceitaram o trabalho de analisar esta obra e forneceram valiosos comentários, críticas e sugestões, em especial a: Adaugoberto Soares de Pinho _ Instituto de Radioproteção e Dosimetria (IRD)/ CNEN-RJ; Gilberto Ribeiro Furlan _ Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA)/ USP; Manoel Gomes _ REGAFF Assessoria em Vigilância Sanitária; Nelson Minoru Omi _ Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN)/ CNEN-SP. v

12 Pequeno glossário Área controlada: área sujeita a regras especiais de proteção e segurança, com a finalidade de controlar as exposições normais, prevenir a disseminação de contaminação radioativa e prevenir ou limitar a amplitude das exposições potenciais. Área livre: qualquer área que não seja classificada como área controlada ou área supervisionada. Área supervisionada: área para a qual as condições de exposição ocupacional são mantidas sob supervisão, mesmo que medidas de proteção e segurança específicas não sejam normalmente necessárias. Atividade (de uma quantidade de radionuclídeo em um determinado estado de energia em um instante de tempo): grandeza definida por A=dN/dt, onde dn é o valor esperado do número de transições nucleares espontâneas daquele estado de energia no intervalo de tempo dt. A unidade no sistema internacional é o recíproco do segundo (s - 1 ), denominada becquerel (Bq). CNEN: Comissão Nacional de Energia Nuclear. Dose: dose absorvida ou dose equivalente, dependendo do contexto. Dose absorvida: grandeza dosimétrica fundamental expressa por D = dε /dm, onde dε é a energia média depositada pela radiação em um volume elementar de matéria de massa dm. A unidade no sistema internacional é o joule por quilograma (J/kg), denominada gray (Gy). Dose equivalente: H T - grandeza expressa por H T = D T w R, onde D T é a dose absorvida média no órgão ou tecido e w R é o fator de ponderação da radiação. A unidade no sistema internacional é o joule por quilograma (J/kg), denominada sievert (Sv). Efeito Cherenkov: quando uma partícula carregada eletricamente (como o elétron) atravessa um meio isolante (como a água deionizada) a uma velocidade superior à da luz nesse meio, ela emite radiação eletromagnética que vai do visível ao ultravioleta, sendo que, no primeiro caso, será um brilho azulado porque a intensidade será maior nas altas frequências. Efeitos determinísticos: efeitos para os quais existe um limiar de dose absorvida, necessário para sua ocorrência e cuja gravidade aumenta com o aumento da dose. vi

13 Efeitos estocásticos: efeitos para os quais não existe um limiar de dose para sua ocorrência e cuja probabilidade de ocorrência é uma função da dose. A gravidade desses efeitos é independente da dose. Empregador: pessoa física ou jurídica com responsabilidades e deveres reconhecidos com relação a seu empregado, estagiário, bolsista ou estudante, no seu trabalho ou treinamento, devido a um contrato ou outro acordo formal. Um autônomo é considerado empregador e empregado. Exposição: ato ou condição de estar submetido à radiação ionizante. Fonte: equipamento ou material que emite, ou é capaz de emitir, radiação ionizante ou de liberar substâncias ou materiais radioativos. Grade de fontes: contém módulos, que, por sua vez, contêm as fontes individuais. IAEA: Agência Internacional de Energia Atômica. Instalação: estabelecimento ou parte de um estabelecimento ou local destinado à realização de uma prática. A instalação pode ser classificada como instalação nuclear ou instalação radiativa. Instalação radiativa: estabelecimento ou instalação onde se produzem, utilizam, transportam ou armazenam fontes de radiação. Excetuam-se dessa definição: as instalações nucleares e os veículos transportadores de fontes de radiação, quando estas não são partes integrantes dos mesmos. IOE: Indivíduo Ocupacionalmente Exposto, ou seja, indivíduo sujeito à exposição ocupacional. Isótopo: elemento químico que possui o mesmo número de prótons e diferente número de nêutrons. Labirinto: corredor em formato tortuoso, que liga o meio externo à sala de irradiação; sua finalidade é absorver a radiação espalhada, de forma a atenuá-la a valores da radiação de fundo ou abaixo. Processamento: ato de irradiar materiais em série. Proteção radiológica ou Radioproteção: conjunto de medidas que visam a proteger o ser humano e seus descendentes contra possíveis efeitos indesejados causados pela radiação ionizante. Radiação ionizante ou Radiação: qualquer partícula ou radiação eletromagnética que, ao interagir com a matéria, ioniza seus átomos ou moléculas. Radionuclídeo: núcleo de átomo que emite radiação. vii

14 Radisótopo: isótopo instável de um elemento químico. Shroud: placas de metal paralelas aos lados da fonte, quando ela se encontra na posição de exposição, formando uma capa protetora. Situação de Emergência: situação envolvendo exposição temporária de pessoas, em decorrência de acidente, terrorismo ou sabotagem, que implique intervenção. SS-107: Safety Series 107 Radiation safety of gamma and electron irradiation facilities, publicação da IAEA de 1992; foi substituída pela SSG-8. SSG-8: Specific Safety Guide No. 8 Radiation safety of gamma, electron and X ray irradiation facilities, publicação da IAEA de 2010, dentro da Safety Standards Series. Supervisor de proteção radiológica (SPR) ou supervisor de radioproteção (SR): indivíduo com habilitação de qualificação emitida pela CNEN, no âmbito de sua atuação, formalmente designado pelo titular da instalação para assumir a condução das tarefas relativas às ações de proteção radiológica na instalação relacionada àquela prática. Passivação: cinética eletroquímica, que resulta da formação de películas protetoras sobre a superfície de metais por imposição de correntes. A passivação prestase para assegurar a resistência à corrosão do componente ou peça e, consequentemente, sua durabilidade. Supervisor de proteção radiológica ou supervisor de radioproteção: indivíduo com habilitação de qualificação emitida pela CNEN, no âmbito de sua atuação, formalmente designado pelo titular da instalação para assumir a condução das tarefas relativas às ações de proteção radiológica na instalação relacionada àquela prática. Switch (plural: switches): interruptor ou chave de energia elétrica, com formato e forma de acionamento específico, para a função para a qual foi projetado. Titular: responsável legal pela instituição, estabelecimento ou instalação para a qual foi outorgada, pela CNEN, uma licença, autorização ou qualquer outro ato administrativo de natureza semelhante. viii

15 Introdução Apesar do foco deste livro ser irradiadores gama, 90% do exposto aqui também pode ser aplicado aos aceleradores de elétrons e aos de produção de raios X, pois todos seguem a mesma recomendação internacional emitida pela IAEA (Agência Internacional de Energia Atômica), órgão da Organização das Nações Unidas (ONU), ou seja, a SSG-8 (Specific Safety Guide Radiation Safety of Gamma, Electron and X Ray Irradiation Facilities) emitida em 2010, em substituição à SS-107 (Safety Series Radiation Safety of Gamma and Electron and Irradiation Facilities) de Ambas estão disponíveis para serem copiadas gratuitamente no formato pdf no sítio da IAEA. As normas da Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) também estão disponíveis gratuitamente no respectivo sítio ( Aqui você poderá saber como funcionam os irradiadores gama e aceleradores para fins industriais e de pesquisa e toda a parte de segurança radiológica que deve acompanhar o trabalho com eles. O texto foi pensado, principalmente para os que pretendem se tornar supervisores de radioproteção para irradiadores gama, mas também é útil aos empresários que pensam em enveredar por essa área e aos que são simplesmente curiosos. Aviso que este livro é apenas uma introdução ao assunto e está longe de ser exaustivo. Tanto faz o título: Supervisor de Radioproteção (SR) ou Supervisor de Proteção Radiológica (SPR), ambos têm o mesmo significado e adotarei a primeira denominação. O processo de certificação varia de país para país. No Brasil, a CNEN rege todo o processo e um candidato a SR deve preencher alguns requisitos (Resolução CNEN-N o 111 de 24 de agosto de 2011; Certificação da Qualificação de Supervisores de Proteção Radiológica, publicada no Diário Oficial da União em 5 de setembro de 2011): Possuir diploma de curso de nível superior de graduação (Bacharel, Tecnólogo ou Licenciado) reconhecido pelo Ministério da Educação, nas áreas biomédica, científica ou tecnológica; A formação acadêmica do candidato deve ser compatível com a área de atuação pretendida; O candidato deve possuir experiência operacional na área de atuação pretendida, abrangendo a familiaridade com atividades de proteção radiológica durante a operação da instalação por um tempo mínimo descrito na resolução; ix

16 A experiência operacional deve ter sido adquirida nos últimos cinco anos anteriores à data de solicitação da certificação; O tempo de experiência operacional deve ser comprovado mediante declaração do supervisor de proteção radiológica da instalação na qual a experiência operacional foi adquirida, do titular da instalação ou do chefe do serviço de proteção radiológica. Depois de preencher o requerimento de inscrição, de anexar os certificados exigidos e de pagar a taxa de inscrição (é claro), toda essa documentação deve ser enviada para a CNEN. Sendo a inscrição aceita, o candidato está apto a realizar os exames do processo de certificação. São em número de três e cada um deles corresponde a um exame de conhecimento. Em cada um, a nota mínima necessária para passar para o próximo exame é 7 (sete) ; portanto, o candidato estará automaticamente eliminado se não alcançar essa nota em um deles. O programa de cada exame é descrito no Manual do Candidato, assim como na bibliografia, que pode ser copiado do sítio da CNEN. Resumidamente, são: Primeiro exame: Sobre tópicos básicos de energia nuclear (que, há muitos anos, é de múltipla escolha). Observação: Este livro não cobre esta parte, mas há boa bibliografia disponível nas livrarias, bibliotecas e na internet, além de cursos oferecidos por instituições particulares. Apenas o capítulo 1 é dedicado à parte básica de física das radiações, mas contém somente a informação necessária, para permitir uma melhor compreensão do funcionamento dos irradiadores. Importante: Quem já possui uma certificação de SR válida, não importa a área, pode ser dispensado desse primeiro exame*. Segundo exame (em minha opinião, o mais difícil): Questões dissertativas sobre tópicos específicos da área, em que se deseja obter a certificação (neste caso, irradiadores gama de categoria I a IV e aceleradores de categoria I e II). x

17 Terceiro e último exame: Prático. Em geral, ele é realizado em um irradiador industrial de grande porte. Atualmente, a CNEN não qualifica SR para cada uma das quatro categorias de irradiador gama, mas ela foca na IV (no caso de aceleradores ela foca na II), que é a mais completa (ver capítulo 2). Com essa certificação, a pessoa estará, automaticamente, qualificada para todas as categorias. O fato de uma empresa possuir outros tipos de irradiadores que não o gama de categoria IV não importa. Espera-se que, no futuro, a CNEN qualifique SR para as diferentes categorias de irradiadores; nesse meio tempo, o candidato deve ter conhecimento em todas elas e, principalmente, na IV. O número de supervisores de radioproteção exigido pela CNEN, para autorizar o funcionamento de uma instalação que possua um irradiador gama industrial, nunca é inferior a dois. Se houver mais de um irradiador no mesmo local, certamente, esse número será maior. Como a ideia já pode ter ocorrido a alguém, vale ressaltar que, pelo entendimento da CNEN, o titular da instalação (dono, acionista majoritário, presidente, etc.) não pode acumular a função de supervisor de radioproteção. Isso não significa que ele não possa obter a certificação, significa simplesmente que ele não pode exercê-la na própria empresa. Boa leitura! Fís. Ary de Araujo Rodrigues Junior, Dr. SR: GP 0018 *Caso você seja um empresário que pretende montar uma empresa de irradiação, ao invés de treinar um funcionário da estaca zero, há a opção de procurar um supervisor de radioproteção ou ex-supervisor de outras áreas (medicina nuclear, radioterapia, medidores nucleares, perfilagem de poços de petróleo, radiografia industrial, traçadores radioativos, etc.) que possua certificação válida. Esse profissional tem o direito de pedir a dispensa do primeiro exame, o que é uma etapa a menos. Outra vantagem é que ele ou ela já terá familiaridade com as aplicações da radiação, o que facilitará em muito o treinamento específico. xi

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19 1. Um pouco de Física das radiações e de radioproteção Neste capítulo, serão apresentadas algumas grandezas e unidades, bem como conceitos básicos de radioproteção, necessários para o entendimento deste livro. Caso o leitor já esteja familiarizado com esses tópicos, pode pular este capítulo sem nenhum prejuízo. No sentido contrário, se houver necessidade de se aprofundar no tema, recomendo consultar as referências utilizadas Grandezas e unidades da Física das radiações O elétron volt (ev) Trata-se de uma unidade de medida de energia, sendo definida como: a energia gasta pelo elétron para atravessar um campo de 1 V. Sua correspondência em joules (J) é: 1eV = 1,602 x J A energia da radiação emitida por uma fonte é fornecida nessa unidade. Por exemplo, a luz visível tem energia da ordem de ev, o raio X diagnóstico da ordem de kev, o polônio- 214 emite partículas alfa da ordem de 7,8 MeV e o berílio-7 emite um fóton de 478 kev [Biral, 2002; Dimenstein e Hornos, 2001; Okuno, 1998; Okuno e Yoshimura, 2010] Exposição Foi a primeira grandeza da área da Física das Radiações. A primeira tentativa de sua definição ocorreu em 1928, mas somente em 1962 é que se chegou à atual. Ela é aplicada apenas para caracterizar as radiações ionizantes eletromagnéticas (raios X e gama) em termos da carga elétrica que estas produzem em uma massa de ar. É simbolizada pela letra "x" maiúscula (X): dq X = C / kg dm A unidade da grandeza exposição no S.I (Sistema Internacional) é o coulomb por quilograma (C / kg). A unidade anterior ao S.I é o röentgen (R), nome dado em homenagem 1

20 ao descobridor dos raios X, Wilhelm Röentgen. A equivalência de röentgens em C/kg [McLaughlin et al., 1989; Okuno, 1998; Okuno e Yoshimura, 2010] é: 1 R = 2,58 x 10-4 C/kg Dose absorvida Sua definição data de 1950 e é a grandeza dosimétrica mais importante na área de processamento por radiação. A dose absorvida (D) é definida como a energia média cedida pela radiação ionizante (dē) a um elemento de volume com massa (dm): dē D = dm Importante notar que, ao contrário da exposição, a dose absorvida é aplicável para qualquer tipo de radiação e para qualquer tipo de material, mas adotando-se a água como meio de calibração e de referência. No Sistema Internacional, a energia é dada em joules (J) e a massa em quilos (kg), portanto a sua unidade é o joule por quilograma (J/kg). Por questões práticas, adotou-se um nome para a unidade de dose absorvida, que é o gray (Gy), também pertencente ao Sistema Internacional. Essa unidade foi adotada em 1975 para homenagear Louis Harold Gray ( ), um dos pioneiros da Medicina, da Biologia e da Física das Radiações. A equivalência do gray com a unidade anterior, o rad [McLaughlin et al., 1989 Okuno e Yoshimura, 2010] é: 1 Gy = 100 rad A dose absorvida por unidade de tempo é expressa como a taxa de dose absorvida:. dd D = dt 2

21 No Sistema Internacional, a unidade da taxa de dose absorvida é o gray por segundo (Gy/s), mas ela também pode ser expressa em gray por minuto ou hora, dependendo da conveniência. Em termos comparativos, caso o material envolvido seja o ar, a correspondência entre a exposição e a dose absorvida [Biral, 2002; Okuno e Yoshimura, 2010] é: 1R = 2,58 x 10-4 C/kg = 8,76 mgy = 0,876 rad Dose equivalente Essa grandeza foi definida em 1962 e sua tradução correta deveria ter sido: equivalente de dose [Okuno, 1998]. Ela foi criada devido ao fato de que, para uma mesma dose absorvida, o dano biológico poderá ser maior ou menor, dependendo do tipo de radiação [Biral, 2002; Okuno, 1998; Okuno e Yoshimura, 2010]. Isto porque, quanto maior o número de ionizações produzidas por unidade de comprimento, maior é o dano. Para um material inanimado, isso pode não fazer muita diferença. Por exemplo, se um pedaço de plástico for irradiado por partícula beta por longo tempo, isso pode não trazer maiores consequências, além de uma possível fragilização do local irradiado, mas se for a pele humana, essa irradiação pode provocar a indução de um câncer de pele no local, apesar de a dose ser a mesma. Portanto, essa grandeza leva em conta o dano biológico e é utilizada para fins de proteção radiológica. A definição de dose equivalente é: a dose absorvida multiplicada por um coeficiente de peso, que dependerá do tipo da radiação incidente, pois o número de ionizações produzidas por unidade de comprimento durante o trajeto varia para cada tipo de radiação. As mais ionizantes e as menos penetrantes são as compostas por partículas com carga e as menos ionizantes e as mais penetrantes são as eletromagnéticas (raios X e gama), sendo estas últimas as utilizadas no processamento por radiação. Matematicamente: H = D.Wr H = dose equivalente D = dose absorvida Wr = coeficiente de peso, que dependerá do tipo de radiação incidente 3

22 A Tabela 1.1 apresenta os valores aceitos de Wr para vários tipos de radiação. Por meio dessa tabela, pode-se observar que a dose absorvida e a equivalente, no caso da radiação eletromagnética (fótons), são numericamente iguais. Tabela 1.1: Coeficientes de peso (Wr) para os vários tipos de radiação [CNEN, 2011] Feixe de radiação ionizante Coeficiente de peso da radiação incidente (Wr) Fótons, todas as energias 1 Elétrons e múons, de todas as energias 1 Nêutrons Energia abaixo de 10 kev 100 kev a 100 kev 100 kev a 2 MeV 2 MeV a 20 MeV Maior do que 20 MeV Prótons com energia acima de 2 MeV (excetuando próton de recuo) Partículas alfa, fragmentos de fissão, núcleos pesados No Sistema Internacional, a unidade da dose equivalente é o sievert (Sv) e foi adotada em 1979, em homenagem ao físico Sueco Rolf Sievert ( ). A unidade anterior se chamava rem (roentgen equivalent man ou equivalente em roentgen no homem) e a equivalência entre as duas é: 1 Sv = 100 rem A taxa de dose equivalente será expressa pela dose equivalente aplicada por unidade de tempo (segundo, hora etc.) [Biral, 2002; Okuno, 1998]:. Sv Sv H = ; ; Etc. S h Como cada órgão do corpo humano apresenta uma sensibilidade diferente à radiação, há outro fator que deve ser multiplicado à dose equivalente, cujo valor dependerá da parte do corpo sob irradiação. No caso da irradiação de humanos (por exemplo, na radioterapia), essa 4

23 informação é relevante, mas no caso da irradiação de materiais, ela é desnecessária e, portanto, não será abordada Atividade É definida como o número de desintegrações nucleares dos átomos de uma amostra radioativa, na unidade de tempo. Por sua vez a desintegração é definida como: o processo, espontâneo ou provocado, em que um núcleo atômico emite uma partícula (dicionário Aurélio, 1994). Cada vez que há uma desintegração, há emissão de radiação. No Sistema Internacional, a unidade de medida dessa grandeza é o bequerel (Bq), cujo plural é bequerels. A sua definição é: 1Bq = uma desintegração por segundo Portanto, se uma amostra tem 1000 Bq, ela apresenta 1000 desintegrações por segundo. A unidade anterior ao bequerel se chamava curie (Ci), em homenagem a Pierre e Maria Sklodowska Curie (Mme. Curie), que desenvolveram trabalhos pioneiros com materiais radioativos. Um curie é definido como o número de desintegrações por segundo presente em um grama de rádio-226, que perfaz 3,7 x desintegrações por segundo. Portanto, a correspondência entre a unidade antiga e a nova [Biral, 2002; Okuno, 1998; Okuno e Yoshimura, 2010] é: 1 Ci = 3,7 x Bq Meia-vida Pelo princípio da conservação da energia, uma fonte de energia, seja ela qual for, não a emite indefinidamente com a mesma intensidade. No caso dos materiais radioativos, a emissão de energia, na forma de radiação, ocorre pela desintegração de átomos. Com o tempo, o número de radionuclídeos disponíveis diminui, assim como a atividade do material e, consequentemente, a emissão de energia 1. Esse processo é totalmente aleatório, ou seja, há átomos que se desintegrarão em poucos segundos, enquanto outros só o farão depois de vários anos. Mas para uma amostra radioativa com um grande número de radionuclídeos (átomos que emitem radiação) essa diminuição de atividade com o tempo pode ser prevista. Esse parâmetro é característico para cada radionuclídeo e é chamado de meia-vida. Não há dois radionuclídeos com a mesma meia-vida e, medindo-a, o radionuclídeo pode ser 1 Por haver uma grande emissão de energia sem perda aparente de massa, a radioatividade parecia violar as leis da termodinâmica, mas isso não é verdade. Quando uma ligação nuclear é quebrada, a liberação de energia por unidade de massa é por volta de centenas de vezes maior do que a de uma ligação química. 5

24 identificado [Biral, 2002; Okuno, 1998; Okuno e Yoshimura, 2010]. A meia-vida é definida como: O tempo necessário para que a atividade de uma fonte radioativa diminua para a metade do valor anterior. Figura 1.1 Isso leva a um decaimento exponencial da atividade, como pode ser observado na Atividade A A / 2 T = tempo de meia vida Para o: Césio 137: 30 anos Cobalto 60: 5,27 anos Iodo 131: 8,05 dias Tecnécio 99: 6,01 horas A / 4 A / 8 Figura 1.1: T T 2T 2T 3T 3T Tempo Curva característica da diminuição da atividade de uma fonte radioativa em termos de meias-vidas. Também são mostradas as meias-vidas de alguns radionuclídeos. A Tabela 1.1 resume todas as grandezas e unidades vistas neste capítulo. Tabela 1.1: Grandezas da física de radiações, suas unidades antigas e no Sistema Internacional. Grandeza Unidade antiga Unidade nova no Sistema Internacional Exposição roentgen (R) coulomb/quilograma (C/kg) 1R = 2,58 x 10-4 C/kg Dose absorvida rad gray (Gy) 1 rad = 0,01 Gy Dose equivalente rem siervet (Sv) 1 rem = 0,01 Sv Atividade curie (Ci) bequerel (Bq) 1 Ci = 3,7 x s -1 6

25 1.1.7 Decaimento radioativo Quando o núcleo de um átomo se encontra em uma situação de excesso de energia, ele está em um estado instável. Para chegar a um estado estável, o núcleo emite energia sob a forma de radiação, resultando na sua desintegração, também chamada decaimento, em que o átomo original deixa de existir e dá origem a outro em um estado mais estável. As Figuras 1.2 e 1.3 mostram, respectivamente, as curvas de decaimento dos elementos césio-137 e cobalto- 60, bem como os radionuclídeos mais utilizados em irradiadores gama, sendo o último elemento o mais comum. 137 Cs 55 β - (5,4%) 1,18 MeV T 1/2 = 30 anos β - (94,6%) 0,51 MeV γ (85%) 0,66 MeV 137 Ba 56 Figura 1.2: Curva de decaimento do césio-137 [Johns and Cunnigham, 1974] 60 Co 27 β - (0,12%) 1,49 MeV T 1/2 = 5,27 anos β - (99,8%) 0,31 MeV γ (99,8%) 1,17 MeV γ (100%) 1,33 MeV 60 Ni 28 Figura 1.3: Curva de decaimento do cobalto-60 [Johns and Cunnigham, 1974] O motivo da utilização preferencial desses radionuclídeos em irradiadores é devido aos seguintes fatores [Diehl, 1995; IAEA, após 2004]: 7

26 Energia da radiação gama emitida está na faixa do efeito Compton (para que a dose dependa apenas da densidade do material e não de sua composição, ver a seção de apêndices para entender em detalhes o que isso significa); Meia-vida relativamente longa (cobalto-60: 5,27 anos e césio-137: 30 anos); Ambos decaem para elementos estáveis: o césio-137 para o bário-137 (Figura 1.2) e o cobalto-60 para o níquel-60 (Figura 1.3). A preferência pelo cobalto-60 não é só porque ele emite mais radiação gama por desintegração, o motivo principal é por questão de segurança. O césio não possui existência livre na natureza, isso quer dizer que ele está sempre ligado a outros elementos, ou seja, ele é reativo. Ele reage facilmente com água, sendo que, na sua forma pura, essa reação é muito violenta, reagindo explosivamente até com gelo a temperaturas extremamente baixas. Na área de irradiação, é utilizado o cloreto de césio (CsCl), que por se apresentar na forma de pó, deve ser misturado a um aglutinante [ Okuno, 1998]. Por sua vez, o cobalto não é reativo e a exemplo do ferro e do níquel, pode formar ligas metálicas, o que torna a sua utilização mais fácil e segura [ Muitos radionuclídeos decaem para outros radionuclídeos, como ocorre com as séries naturais do urânio-238, do urânio-235 e do tório-232, mostradas na Figura 1.4, até atingirem um elemento estável. 8

27 Figura 1.4: Séries do urânio-238, do urânio-235 e do tório-232, mostradas na apostila educativa da CNEN, intitulada radioatividade, página: Radioproteção Irradiação e contaminação radioativa [Biral, 2002; Okuno, 1998; Rodrigues Júnior, 2007] Irradiação Quando um objeto ou um ser vivo está sendo irradiado, ele está recebendo radiação de uma fonte emissora e sofrendo os efeitos que a radiação causa. À medida que ele se afasta da fonte, a intensidade da irradiação vai diminuindo. Esse efeito pode ser melhor visualizado pela analogia com uma fonte de luz, que é uma forma de radiação eletromagnética visível. Suponhamos que estamos à noite em um descampado no qual existe apenas um único poste de iluminação. Enquanto estivermos 9

28 próximos ao poste, conseguiremos ver tudo o que está ao nosso redor, mas à medida que nos afastamos, a dificuldade em ver os objetos próximos vai aumentando até que a intensidade da luz seja insuficiente para permitir a nossa visão. É importante frisar que um objeto ou ser vivo não fica radioativo ou acumula radiação por ter sido irradiado. Utilizando novamente a analogia com uma fonte luminosa, isso é tão absurdo quanto dizer que, após a exposição a uma fonte de luz, um objeto ou ser vivo sairia emitindo luminosidade ou que é possível guardar luz dentro de um recipiente qualquer, por exemplo, um saco de papel Contaminação Quando um objeto ou ser vivo está contaminado, ele contém material radioativo na sua estrutura. Nesse caso, ele estará sendo continuamente irradiado, não importando o lugar para onde ele se desloque, pois a fonte estará indo junto com ele. Para a remoção desse material, é necessário um processo de descontaminação, ou seja, de retirada do contaminante radioativo Radiação de fundo A radiação não foi inventada e sim descoberta, ou seja, ela já existia (e existe) na natureza. Essa radiação natural tem várias componentes e origens: ela vem do espaço (raios cósmicos), está presente, sob a forma de átomos radioativos (os radionuclídeos), no ar que respiramos (por exemplo, o carbono-14), na nossa comida (do potássio presente nos alimentos, como o leite, o feijão, a batata e a banana, pois 0,0118% é de potássio-40, que é radioativo), na água (gás radônio), na crosta terrestre e nos materiais que usamos para construir nossas moradias (gás radônio, urânio e tório) [Okuno, 1998]. Portanto, independente da profissão ou da localização, todo ser humano recebe certa quantidade de radiação natural, que compõe a chamada radiação de fundo, e ela varia de acordo com a localização geográfica e com a altitude. A média mundial anual por habitante é de 2,4 msv, variando de 1 a 13 msv/ano, e grupos populacionais consideráveis recebem entre 10 e 20mSv/ano [UNSCEAR, 2010]. A radiação artificial, isto é, aquela que é produzida pelo homem, também contribui para a radiação de fundo, sendo a sua principal componente a exposição médica, que abrange, na maioria dos casos, o diagnóstico de doenças ou lesões e, em uma parcela significativa, os tratamentos para eliminar células cancerosas. 10

29 Como exemplos do primeiro caso, temos os raios X, a tomografia computadorizada, a introdução em pacientes de materiais radioativos de meia-vida curta e emissores de radiação gama de baixa energia, visando à obtenção de imagens específicas de órgãos do interior do corpo. O exemplo para o segundo caso são as técnicas de radioterapia, que consistem no uso de fontes intensas de radiação para matar tecidos doentes, irradiando-os externamente ou internamente (por meio de implantes de fontes). Outras fontes de radiação artificial são o material radioativo liberado no ambiente pelos testes nucleares, pelo acidente de Chernobyl e pelas usinas nucleares. A média mundial anual por habitante da contribuição da radiação artificial varia de essencialmente zero a algumas dezenas de msv, dependendo basicamente da qualidade do sistema de saúde vigente no país ou de estar próximo de locais de testes ou de acidentes nucleares. De acordo com o Comitê Científico das Nações Unidas sobre os Efeitos da Radiação Atômica (UNSCEAR), a contribuição dos vários fatores pode ser visualizada na Tabela 1.2. Tabela 1.2: Contribuição das fontes naturais e artificiais de radiação para a dose média anual por habitante no ano de 2008 [UNSCEAR, 2010]. Radiação natural Exposição externa: Radiação cósmica Radiação gama externa (materiais radioativos presentes na crosta da Terra) Exposição interna: Inalação (principalmente radônio) Ingestão (principalmente potássio-40) Dose média (msv/ano) 0,39 0,48 1,26 0,29 Total radiação natural: 2,4 Radiação artificial Dose (msv/ano) Radiação diagnóstica 0,6 Poeira radioativa (testes nucleares) 0,005 Acidente de Chernobyl 0,002 Usinas nucleares 0,0002 Total radiação artificial: 0,61 Total radiação artificial e natural: 3,01 Como já foi dito, esse é o número médio; há lugares onde a dose anual é menor e lugares onde ela é maior, como na cidade litorânea de Guaraparí, no estado do Espírito Santo, 11

30 onde a presença da areia monazítica, rica em urânio e tório, provoca níveis de radiação que variam de 8 a 15 msv/ano [Okuno, 1998]. Mesmo assim, os índices de incidência de câncer e outros problemas de saúde que podem ser decorrentes de exposição à radiação estão dentro da média de incidência de regiões onde o nível da radiação de fundo é considerado normal, como as cidades de São Paulo e Rio de Janeiro Limites de dose para Indivíduo Ocupacionalmente Exposto (IOE) e para indivíduos do público [CNEN, 2011] Podemos definir o IOE como pessoas sujeitas à exposição à radiação ionizante em decorrência do seu trabalho, que (supõe-se) receberam instruções e orientações adequadas com relação aos riscos oferecidos pela exposição à radiação ionizante. E Indivíduos do público incluem qualquer membro da população quando não submetido à exposição ocupacional ou exposição médica. Na Tabela 1.3, são mostrados os limites de doses para essas duas categorias. Tabela 1.3: Limites de dose anuais (a) para Indivíduos Ocupacionalmente Expostos (IOEs) e para indivíduos do público* [CNEN, 2011]. Grandeza Órgão IOE Público Dose efetiva Corpo inteiro** 20 msv (b) 1 msv (c) Dose equivalente Cristalino 20 msv (b) 15 msv Pele (d) 500 msv 50 msv Mãos e pés 500 msv --- (a) Para fins de controle administrativo efetuado pela CNEN, o termo dose anual deve ser considerado como dose no ano calendário, isto é, no período vigente de janeiro a dezembro de cada ano. (b) Média aritmética em 5 anos consecutivos, desde que não exceda 50 msv em qualquer ano. 12

31 (c) Em circunstâncias especiais, a CNEN poderá autorizar um valor de dose efetiva de até 5 msv em um ano, desde que a dose efetiva média em um período de 5 anos consecutivos, não exceda 1 msv por ano. (d) Valor médio em 1 cm 2 de área, na região mais irradiada. * Esses limites devem ser aplicados sem incluir a radiação de fundo, ou seja, somente deve ser levado em conta o acréscimo de dose, devido às atividades que utilizam radiação, e ele não pode ser superior aos valores mostrados nesta tabela. ** Para irradiação uniforme no corpo todo, que é o caso em irradiadores de grande porte. Para medir a dose recebida pelos IOEs durante o trabalho, eles portam dosímetros pessoais, que, em geral, são lidos mensalmente. Em caso de acidente radiológico, o dosímetro do respectivo IOE deve ser enviado para o fornecedor o quanto antes para leitura. Se o dosímetro pessoal de um IOE acusar uma dose, o seu histórico dosimétrico dos últimos 12 meses, incluindo-se o atual, deve ser analisado, para verificar se a soma não ultrapassa o limite de dose aplicável ao seu caso. Os valores de dose efetiva se aplicam à soma das doses efetivas, causadas por exposições externas, com as doses efetivas comprometidas (integradas em 50 anos para adultos e até a idade de 70 anos para crianças), causadas por incorporações ocorridas no mesmo ano. Para mulheres grávidas ocupacionalmente expostas, suas tarefas devem ser controladas, de maneira que seja improvável que, a partir da notificação da gravidez, o feto receba dose efetiva superior a 1 msv durante o resto do período de gestação. Indivíduos com idade inferior a 18 anos não podem estar sujeitos a exposições ocupacionais. IMPORTANTE: Esses limites de dose NÃO devem ser tomados como limites a serem tolerados. Quanto menor a dose recebida, melhor. 13

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33 2. Irradiadores O objetivo dos irradiadores é análogo ao fazer um churrasco (os colegas mais ortodoxos que me desculpem). Você coloca uma fatia de carne na grelha para ser exposta a uma fonte de energia, neste caso, o calor vindo do carvão em brasa logo abaixo. Devido à espessura da carne, de vez em quando, há a necessidade de virá-la para assar o lado que não estava voltado para o calor; desse modo, os dois lados assarão aproximadamente por igual. Claro que, devido à propagação do calor, o meio da carne também estará assando, mas mesmo que se chegue a deixá-la bem passada, sempre as partes externas estarão mais assadas do que o meio. Pode-se chegar muito perto de deixá-la assada por igual, por exemplo, utilizando-se fatias de carne bem finas, mas um exame minucioso mostrará que existe diferença, apesar de pequena e, em termos práticos, pode ser desprezada. Todas as configurações de irradiadores que vamos estudar foram projetadas para expor os materiais à radiação, de modo que a dose absorvida seja a mais homogênea possível e todos eles podem ser divididos em três partes principais: 1ª) Blindagem: Absorve a maior parte da radiação emitida, diminuindo o seu nível na parte externa para níveis abaixo da radiação de fundo local. 2ª) Mecanismo de transporte: Conduz o material a ser irradiado para dentro do irradiador, onde será exposto à radiação durante o tempo necessário para acumular a dose desejada, e o retira sem a intervenção humana. 3ª) Fonte de radiação: No caso de irradiadores gama, trata-se de um material radioativo (em geral, cobalto-60) e, no caso de aceleradores, um feixe de elétrons. Alguns modelos realizam a conversão do feixe de elétrons em raios X (como ocorre nos equipamentos de raios X hospitalares e de tomografia), mas devido à baixa eficiência dessa conversão (o que implica alto custo), são pouco utilizados na área industrial. Em irradiadores de batch (lote), a segunda parte está ausente. Nesse tipo de equipamento, que é destinado à pesquisa ou ao processamento em pequena escala, a fonte de radiação é recolhida ou desligada para que o material seja levado ou retirado pela ação de pessoas. 15

34 A CNEN classifica as instalações radiativas em sua norma de licenciamento [CNEN, 2011a] pela finalidade desta e se a fonte é selada ou não selada. Para as fontes seladas, a classificação em grupos e subgrupos é: I - GRUPO 1: Instalações de grande porte que utilizam fontes seladas em processos industriais induzidos por radiação, incluindo os irradiadores de grande porte utilizados para esterilização de materiais, para preservação de alimentos ou para outras aplicações da irradiação. II - GRUPO 2: Instalações que utilizam fontes seladas em equipamentos, subdividindo-se em: a) SUBGRUPO 2A - Instalações que utilizam fontes seladas em equipamentos de grande porte autoblindados, que não permitem acesso às fontes nem à câmara de irradiação, e nos quais não há o deslocamento das fontes em operação rotineira; b) SUBGRUPO 2B - Instalações que utilizam fontes seladas em equipamentos para fins de radioterapia, nas modalidades de teleterapia e braquiterapia com altas taxas de dose, radiografia industrial e de outras práticas que requeiram blindagem externa para a utilização das fontes. III - GRUPO 3 - Instalações, incluindo aquelas para fins de comércio e prestação de serviços, nas quais se manipulam, utilizam ou armazenam fontes seladas que não se enquadram nos GRUPOS 1 e 2. As instalações radiativas que utilizam equipamentos geradores de radiação ionizante estão classificadas no GRUPO 7, compreendendo as instalações que utilizam aceleradores de partículas ou quaisquer outros aparelhos geradores de raios-x e são classificadas em um dos seguintes subgrupos, conforme o nível de energia de feixe gerado: I - SUBGRUPO 7A - Equipamentos geradores de radiação ionizante que produzem feixe com energia menor ou igual a 0,10 MeV; II - SUBGRUPO 7B - Equipamentos geradores de radiação ionizante que produzem feixe com energia maior que 0,10 MeV e menor ou igual a 0,60 MeV; III - SUBGRUPO 7C - Equipamentos geradores de radiação ionizante que produzem feixe com energia maior que 0,60 MeV e menor ou igual a 50 MeV; ou IV - SUBGRUPO 7D - Equipamentos geradores de radiação ionizante que produzem feixe com energia maior que 50 MeV. No caso de irradiadores industriais, as instalações seriam classificadas como: do grupo 1 ou do subgrupo 2A ou do subgrupo 7C. Por outro lado, a IAEA, por meio da Safety 16

35 Series 107 [IAEA, 1992] e da sua substituta, a Specific Safety Guide [IAEA, 2010], classifica os irradiadores pelas suas características, independentemente de sua finalidade. Os que utilizam radiação gama são divididos nas categorias I (autoblindado), II (panorâmico e com armazenagem da fonte a seco), III (autoblindado com água) e IV (panorâmico e de armazenagem da fonte em água) e os aceleradores nas categorias I (irradiador blindado) e II (irradiador dentro de uma sala blindada). Como o objetivo deste capítulo é apresentar os diversos tipos de irradiadores, será adotada a classificação da IAEA. 2.1 Irradiadores gama Irradiador gama de categoria I (autoblindado) Trata-se de um irradiador em que a fonte está completamente encerrada em um contêiner seco, feito de material sólido, que a blinda e a encerra permanentemente, de tal modo que o acesso humano às fontes seladas e ao volume durante a irradiação não é fisicamente possível. O material a ser irradiado deve ser conduzido até a fonte [IAEA, 1992; 1996a; 2010]. Alguns exemplos desse tipo de irradiador podem ser vistos nas Figuras 2.1, 2.2, 2.4 e 2.5. Figura 2.1: Irradiador gama de categoria I: um irradiador autoblindado, com armazenamento da fonte a seco [IAEA, 1992]. Sample loading tube: Câmara de irradiação, onde o material a ser irradiado deve ser colocado para descer até a fonte. Shielding colar: Sistema de segurança e blindagem, que somente é liberado para abertura quando o sample loading tube está totalmente para cima. Shielding source container: Blindagem do conjunto de fontes. Sample loading drive: Painel de controle do irradiador. 17

36 Figura 2.2 Irradiador gama de categoria I adequado para irradiações de pesquisa e de pequena escala. Um suporte com amostra está sendo colocado na câmara de irradiação, quando ela está na posição de carga. Dependendo da taxa de dose do dia, o marcador de tempo no painel de controle (embaixo à direita) é ajustado para fornecer a dose desejada [IAEA, 2004]. Nos modelos mostrados nas Figuras 2.1 e 2.2, as fontes estão distribuídas na forma de anel e a câmara de irradiação com o material a ser exposto desce no meio dele, como mostra a Figura 2.3, o que fará com que tal material receba radiação de todas as direções, garantindo uma boa homogeneidade de dose. Esse tipo de disposição das fontes impõe restrições sobre o volume limite da amostra para algo em torno de 1 a 5 litros. Entretanto, esse volume é muito adequado para pesquisa de irradiações em pequena escala [IAEA, 2004]. Fontes Câmara de irradiação com a amostra Figura 2.3: Esquema do arranjo de fontes dentro dos irradiadores mostrados nas Figuras 2.1 e 2.2 Embora esse modelo de irradiador compacto seja muito popular, a sua produção foi descontinuada. Em seu lugar, foram introduzidos modelos cuja câmara de irradiação possui uma única fonte e o material é girado em torno do próprio eixo em frente a ela, com o objetivo de homogeneizar a dose [MacLaughlin et al., 1989]. Um esquema desse sistema é mostrado na Figura 2.4. Como o custo do material radioativo é significativo no preço final 18

37 desses irradiadores, a grande vantagem é a diminuição do seu valor, com a obtenção do mesmo efeito, embora haja um aumento do tempo de aplicação da dose. Blindagens de chumbo Fonte Nicho para colocação da amostra Blindagem giratória de chumbo Mesa giratória Posição de recebimento Posição de Irradiação Figura 2.4: Vista superior em corte do esquema de funcionamento de irradiador gama de categoria I, com uma fonte e mesa giratória [baseado em MacLaughlin et al., 1989, p. 40 ]. Muitos pensam que irradiadores gama de categoria I são pequenos, mas isso não é verdade. Assim como qualquer equipamento, eles podem ser do tamanho necessário para atender aos requisitos do processamento. Um exemplo disso pode ser visto na Figura 2.5. Trata-se de um irradiador gama de categoria I de 17 toneladas e com 1,11 PBq (30 kci) instalado em um navio para a irradiação de pescado no ano de Nessa época havia três navios pertencentes ao governo americano com esse tipo de irradiador instalado: o Delaware, mostrado na Figura 2.5, o Oregon e o Miller Freeman [AEC, 1968]. 19

38 b a c Figura 2.5: 1968: Navio de pesquisa Delaware com um irradiador gama de categoria I de grandes dimensões, para o processamento de pescado; a) desenho do irradiador; b) foto do irradiador; c) navio Delaware, um dos três navios do governo americano, em que esse tipo de irradiador foi instalado [AEC, 1968] Irradiador gama de categoria II (panorâmico e com armazenagem da fonte a seco) Trata-se de um irradiador em que o acesso humano à câmara de irradiação é possível e, por isso, deve ser controlado. Quando a fonte não está sendo utilizada ela é recolhida para um contêiner de armazenamento seco feito de material sólido, para blindá-la, o que permite a entrada para fins de manutenção, inspeção ou para a colocação ou a retirada de materiais a serem expostos ou que já foram expostos à radiação. Quando se deseja irradiar algo, a fonte deverá ser içada de sua blindagem, mas antes disso, há sistemas de segurança e procedimentos que visam à retirada de pessoas de dentro da câmara de irradiação e que a mantém inacessível durante o processamento. Para que as pessoas na parte externa do irradiador não sejam irradiadas, há uma blindagem externa de concreto para reduzir os níveis de radiação provenientes da fonte, quando esta estiver fora do contêiner de armazenamento, abaixo dos níveis da radiação de fundo local. [IAEA, 1992; 1996b; 2010]. 20

39 A Figura 2.6 mostra um irradiador gama de fluxo contínuo para a desinfestação de grãos (embora, o emprego de um acelerador de elétrons fosse mais apropriado). Os grãos são transportados por meio de dutos pneumáticos até a entrada do irradiador, onde eles são despejados em dutos, que envolvem uma fonte de cobalto-60, quando ela está na posição de exposição. Durante a queda, os grãos são irradiados. Entrance: Entrada do irradiador. Annular cylinders: dutos que envolvem a fonte. Radiation source: fonte de radiação (neste caso, cobalto-60). Interior, middle e exterior Field: Campo de irradiação interno, do meio e externo. Flow rate control valves: válvulas de controle da taxa de fluxo. Pneumatic transfer exit tube: Tubo pneumático de saída Figura 2.6: Irradiador gama de categoria II para grãos, que são despejados por cima do equipamento, descem por gravidade, passam por dutos que envolvem a fonte de cobalto-60 e, durante essa passagem, recebem a dose necessária para a eliminação de insetos [IAEA, 2002]. A figura 2.7 mostra um irradiador de um instituto na Hungria. O objetivo desse processamento é a inibição de brotamento de cebolas [MaClaughlin et al., 1989]. O método é similar ao do irradiador de grãos, mostrado na Figura

40 Figura 2.7: Irradiador de cobalto-60 na Hungria, que opera por fluxo gravitacional, para a inibição do brotamento de cebolas [MaClaughlin et al., 1989]. 1. Fonte de cobalto-60 na posição de irradiação. 2. Fonte de cobalto-60 recolhida na sua blindagem seca. 3. Blindagem do irradiador. 4. Blindagem de chumbo. 5. Blindagem da fonte. 6. Esteira de carga. 7. Mesa giratória. 8. Esteira de saída. Um irradiador gama para exposições de materiais em geral é mostrado na Figura 2.8. Nesse equipamento, os materiais devem ser transportados manualmente até a sala de irradiação, onde são colocados em mesas giratórias, que estão distribuídas em torno da posição em que a fonte será exposta. Na sua posição de repouso, ela é alojada em uma blindagem abaixo do nível do piso. Após a acomodação do material, o operador e demais funcionários se retiram, fecham a porta de acesso e é dado o comando para erguer a fonte de sua blindagem. Quando a fonte chega à sua posição de exposição, as mesas começam a girar em torno de seus eixos. Durante todo o processamento, uma série de sistemas de segurança mantém a porta de acesso travada e qualquer tentativa de abri-la por meios escusos acarretará o imediato recolhimento da fonte. 22

41 Blindagem do irradiador Sala de irradiação Porta de acesso Sala de controle Pistão para elevar a fonte Blindagem da fonte Corredor de acesso à sala de irradiação Cabo de elevação da fonte Fonte na posição de exposição Figura 2.8: Desenho do irradiador gama de categoria II GammaBeam-127, fabricado pela MDS Nordion. O Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN) em Belo Horizonte possui um [catálogo MDS Nordion] Um da mesma categoria, mas com mecanismo automático de transporte, existente na Bielorrússia [IAEA, 1996c], pode ser visto na Figura 2.9. A B Fonte na posição de repouso C Figura 2.9: Irradiador gama de categoria II existente na Bielorrússia [IAEA, 1996c]: A) Desenho com vista em corte do irradiador, sendo possível notar a fonte (source rack) em sua posição de repouso abaixo do nível do solo e sob a sua blindagem (shielding plug). B) Foto do interior da sala de irradiação, com a fonte na posição de repouso. C) Mecanismo automático de transporte 23

42 2.1.3 Irradiador gama de categoria III (autoblindado com água) Trata-se de um irradiador em que a fonte é fixada no fundo de um tanque preenchido com água. Isso implica que o material a ser irradiado deve ir até a fonte. A função dessa coluna de água é tripla: a primeira e a mais importante é a de blindagem da radiação emitida; a segunda é a de restringir o acesso humano à fonte e ao volume sob irradiação; a terceira é a de funcionar como dissipadora do calor gerado pela fonte (por meio de correntes de convecção naturalmente formadas), permitindo que essa categoria de irradiador gama possa operar com atividades maiores do que os de categoria I e II cujas fontes são armazenadas a seco [IAEA, 2004]. Para se ter uma ideia do aquecimento gerado, a potência emitida por uma fonte de cobalto-60, que emite dois fótons com energia média de 1,25 Mev por desintegração, com atividade de 18,5 PBq (500 kci), é dada por: 2 x 1,25 x 10 6 x 1,602 x J x 18,5 x /s 7,4 kw Como parâmetro de comparação, um chuveiro elétrico comum tem entre 6 e 7 kw. Para fontes com atividades maiores, as correntes de convecção formadas não são suficientes para evitar perdas significativas de água por evaporação em curto espaço de tempo e o tanque assemelhar-se-á mais com um caldeirão de água quente. A blindagem não será comprometida, pois é exigido um sistema automático de reposição de água cujo acionamento deve ser pouco requisitado, pois, por questões de segurança, qualquer barreira deve exigir pouca manutenção. Caso contrário, é como manter um pedreiro de plantão para reparar o muro de barro da sua casa a cada intempérie; é melhor construir um de alvenaria. A solução é adicionar um sistema de resfriamento ao circuito da água. Ao redor da fonte, a radiação emitida por ela ao interagir com a água, produzirá o efeito Cherenkov, que é uma luz azul brilhante e inócua. Para retirar os íons e cátions formados pela irradiação das impurezas presentes na água e, dessa forma, minimizar o potencial de corrosão do tanque, da grade de fontes e das próprias fontes, a água é continuamente passada por um circuito fechado, que possui um sistema de deionização. Um benefício adicional é deixar a água translúcida, o que permite a inspeção visual da grade de fontes. Como se pode notar, esse tipo de irradiador opera da mesma maneira que os de categoria I, mas, neste caso, a blindagem é feita pela água [IAEA,1992; 1996a; 2010]. 24

43 Referências mostrando irradiadores gama de categoria III não são comuns na literatura; a própria IAEA mostra sempre o mesmo desenho [IAEA, 1992, 1996a, 2003 e 2010], que pode ser visto na Figura 2.10a. A Figura 2.10b [McLaughlin et al. 1989] mostra o mesmo modelo de irradiador, mas com uma vista em corte. Nesse modelo, as amostras podem ser irradiadas tanto no centro dessa disposição anular, como podem ser colocadas em outras posições a certas distâncias das fontes. Nessa disposição anular, a taxa de dose é constante dentro do volume cilíndrico, desde que todas as fontes tenham atividades semelhantes [McLaughlin et al. 1982]. a b Figura 2.10: a) Irradiador gama de categoria III: Um irradiador autoblindado, com armazenamento da fonte no fundo de um tanque com água. O material a ser irradiado deve ir até a fonte em um recipiente hermético ou não (depende do material) [IAEA, 1992]. b) Vista em corte do recipiente na posição de irradiação cercado pelo anel de fontes. No detalhe, é possível observar o material a ser irradiado: um pequeno dosímetro colocado bem no meio do recipiente [McLaughlin et al. 1989]. Outro modelo encontrado é o GENESIS, fabricado pela Gray*Star, mostrado na Figura Trata-se de um equipamento destinado ao processamento em escala industrial de alimentos. O material a ser irradiado é colocado dentro de grandes campânulas de aço inoxidável, que são fechadas no topo, mas não são vedadas no fundo. A água é mantida do lado de fora pela injeção de ar comprimido durante o trajeto até o fundo do tanque. A dose 25

44 absorvida é determinada pelo tempo de permanência das campânulas, que são colocadas primeiramente de um lado e, então, do outro da grade de fontes [Sommers e Fan, 2006]. Figura 2.11: Desenho de um irradiador gama de cobalto-60 modelo GENESIS, fabricado pela Gray*Star (cortesia da Gray*Star) [Sommers e Fan, 2006] Irradiador gama de categoria IV (panorâmico e de armazenagem da fonte em água) Trata-se de um irradiador em que o acesso humano à câmara de irradiação é possível e, por isso, deve ser controlado. A grade de fontes possui duas posições: a de repouso e a de exposição. Na posição de repouso, ela está no fundo de um tanque com vários metros de profundidade cheio de água cuja função é a de blindar a radiação, no caso de haver a necessidade de entrar na câmara de irradiação, por exemplo, para efetuar algum reparo no sistema de transporte ou uma inspeção de rotina. Na posição de exposição, a grade de fontes está fora do tanque para irradiar os produtos dentro da câmara. Neste último caso, a câmara de irradiação é mantida inacessível durante o uso por um conjunto de sistemas de segurança [IAEA, 1992, 1996b, 2010]. A Figura 2.12 mostra um exemplo dessa categoria de irradiador e de seus componentes principais. 26

45 Figura 2.12: Irradiador gama de categoria IV: um irradiador panorâmico, com armazenamento da fonte em tanque com água [IAEA, 1992, 2010]. Hoist cable: cabo do guincho (ver observação para o Source hoist cylinder). 2 m concrete shielding: blindagem de concreto de 2 metros de espessura (essa espessura pode ser maior ou menor, dependendo da atividade máxima licenciada para o irradiador). Source hoist cylinder: guincho da grade de fontes (alguns modelos possuem grades de fontes independentes e, por isso, possuem mais de um guincho, um para cada grade). Acess for source transport container: tampas de concreto para a entrada do contêiner de transporte de fontes (na maioria dos irradiadores dessa categoria, a entrada do contêiner blindado contendo as fontes individuais, para serem colocadas na grade de fontes, é feita por uma abertura no teto, que possui tampas de concreto, as quais devem ser removidas antes da operação e recolocadas após). Product conveyor: esteira de produtos (transporta o material para a câmara de irradiação, faz o mesmo percorrer um trajeto em torno da fonte e o retira). Personnel access door: Porta de acesso ou do labirinto. Control panel: painel de controle. Source transport container: contêiner blindado para o transporte de fontes individuais (não permanece dentro do irradiador durante a operação normal). Source array (safe position): grade de fontes (posição de repouso). Guide cable: cabos guias (para evitar que a grade de fontes gire em torno do próprio eixo). Shielding pool: tanque com água para a blindagem da fonte. 27

46 O tanque e a sua água seguem os mesmos cuidados destinados a um irradiador gama de categoria III (ver item 2.1.3) e, como no caso dos de categoria II (ver item 2.1.2), é necessária uma blindagem externa de concreto, para reduzir os níveis de radiação provenientes da grade de fontes a níveis inferiores aos da radiação de fundo local, quando ela estiver fora do tanque. Vamos analisar em maiores detalhes os componentes para essa categoria de irradiador, ou seja, a fonte de radiação, o mecanismo de transporte dos materiais a serem irradiados e a blindagem. O objetivo é facilitar a compreensão do porquê dos seus sistemas de segurança, que serão analisados no próximo capítulo Fonte de irradiadores gama de categoria IV O radionuclídeo cobalto-60 (Co-60 ou 60 Co 27 ) é a fonte de radiação gama majoritariamente utilizada na tecnologia da radiação, tanto na indústria quanto na medicina. A produção de cobalto radioativo começa com o cobalto natural (metal) cuja predominância do isótopo estável cobalto-59 é de 100 %. Veios ricos em cobalto são raros e esse metal corresponde a somente 0,001% da crosta terrestre. Tarugos (pequenos cilindros) ou peletes feitos de 99,9 % de puro pó de cobalto sinterizado (unidos por alta temperatura, mas sem atingir a de fusão/derretimento) e, geralmente, soldados dentro de cápsulas de Zircaloy TM (Ligas de Zircônio) são colocados em reatores nucleares, onde eles permanecem por um determinado período de tempo (por volta de 18 a 24 meses), o que irá depender da intensidade do fluxo de neutros [IAEA, 2004]. Enquanto estão dentro do reator, os átomos de cobalto-59 absorvem um nêutron e se convertem em cobalto-60: Co-59 + n Co-60 Durante o tempo de permanência dentro do reator, uma pequena percentagem dos átomos nos peletes se converte em cobalto-60. A atividade específica é, geralmente, limitada a, aproximadamente, 4,44 TBq/g de cobalto (por volta de 120 Ci/g). Depois da irradiação, as cápsulas contendo os peletes de cobalto são acondicionados em tubos de aço inoxidável resistentes à corrosão cujas pontas são seladas com solda, para finalizar a produção de uma fonte em formato cilíndrico, que é chamada lápis. Cada lápis possui um número de identificação gravado em suas pontas. Desse modo, a radiação gama pode atravessar as 28

47 paredes do lápis, mas o material radioativo (cobalto-60) não pode sair, ele está aprisionado dentro da fonte. Em outras palavras: o material radioativo não tem como entrar em contato direto com o produto que está sendo irradiado. O cobalto-60 é duplamente selado, para maximizar a segurança. A Figura 2.13 mostra uma maquete de um lápis de cobalto-60 com corte, para a visualização da parte interna, e com alguns peletes ao lado, que estaria pronto para ser colocado em uma instalação [IAEA, 2004; MaCLaughlin et al., 1989]. A maioria das fontes de cobalto-60 para irradiadores gama industriais é na forma de lápis, com um comprimento de 452 mm (17.8 polegadas) e com um diâmetro de 11,1 mm (0,44 polegadas). A atividade de um lápis pode chegar a 527 Tbq (14,25 kci) [Sommers and Fan, 2006]. Figura 2.13 Fotografia de uma maquete de um lápis de cobalto-60 e de seus peletes fabricado pela MDS Nordion (Canadá). Notar as duas camadas de aço inoxidável que envolvem os peletes de cobalto-60 [Sommers e Fan, 2006]. As cápsulas de césio-137 atualmente em uso são fabricadas de modo similar. Elas têm um diâmetro maior, levando a uma maior autoabsorção da radiação e a uma menor eficiência em relação às fontes de cobalto-60, para uma mesma atividade [MaCLaughlin et al., 1989]. Fontes de césio-137 não devem ser utilizadas em irradiadores de armazenamento de fontes em água, por causa da alta solubilidade do cloreto de césio nela presente [IAEA, 2010, p. 51, 8.52]. 29

48 A geometria adequada da fonte é obtida colocando os lápis, em posições prédeterminadas, dentro de módulos e distribuindo esses módulos na grade de fontes do irradiador (Fig. 2.14). O número de módulos na grade de fontes e o de lápis em cada módulo varia de acordo com o modelo e o fabricante do irradiador. Figura 2.14: Esquema fornecido pela MDS Nordion (Canadá), mostrando uma montagem típica de uma grade de fontes (source rack) de um irradiador industrial. Desde os peletes (slugs), passando pelos lápis (pencils), módulos (module) até chegar à montagem final [IAEA, 2004]. 30

49 O formato da grade de fontes e, consequentemente, dos módulos também pode variar, dependendo da geometria de irradiação adotada. Por exemplo, há grade de fontes no formato cilíndrico, como o irradiador de batatas da cooperativa de Shihoro (Japão), mostrado na Figura 2.15, que visa estender o período de armazenamento desse tubérculo [IAEA, 2002]. Mas o formato mais adotado é o plano. Há irradiadores que possuem grade de fontes independentes, como mostra a Figura 2.16, cujo objetivo é reduzir a taxa de dose aplicada em produtos sensíveis a um limite de dose. Observação: No Japão, é viável a irradiação de batatas porque lá esse alimento é caro (assim como vários outros). Figura 2.15: Irradiador de batatas da Cooperativa de Shihoro (Japão). A fonte circular pode ser vista no centro da foto [IAEA, 2002]. A grade de fontes é composta de módulos e cada módulo é composto de tubos vazios e/ou lápis de cobalto-60, ou seja, nem todos estão preenchidos com material radioativo. Estes tubos estão servindo apenas de calço para manter o posicionamento dos lápis com cobalto-60. Esse tubo vazio é chamado simulador ou dummy. O motivo disso é que, com o decaimento do material radioativo, são necessárias novas recargas para manter ou ampliar a capacidade de irradiação do equipamento, então se retiram esses simuladores e se colocam os novos lápis de cobalto-60. Em geral, as fontes novas são colocadas próximas à região central da grade de fontes, os simuladores nas extremidades e as fontes mais antigas entre essas duas regiões. 31

50 Figura 2.16: Irradiador com três grades de fontes independentes, sendo erguidas para a posição de exposição (na época dessa foto, o irradiador ainda estava sendo montado e os módulos só possuíam simuladores). O transporte das fontes do fornecedor até o irradiador é feito por meio de contêineres de transporte (de chumbo ou de urânio exaurido), como mostram as figuras 2.17 a e b. 32

51 a b Figura 2.17: a) Fontes sendo colocadas no contêiner de transporte, por meio de mãos mecânicas. b) Contêiner de transporte carregado, sendo checado antes do embarque Mecanismos de transporte dos materiais a serem processados em irradiadores gama de categoria IV Eventualmente, os mecanismos de irradiação descritos podem ser aplicados às demais categorias de irradiadores gama. O material a ser irradiado é acondicionado dentro de contêineres (em geral, feitos de alumínio; devido a vários aspectos, tais como: sua resistência à radiação, o preço e a densidade relativamente baixos e o fato de não enferrujar) cujas dimensões dependerão do projeto do irradiador. Dentro desses contêineres o material é levado à câmara de irradiação, onde percorre um trajeto em torno da grade de fontes de cobalto-60, e é trazido para fora. Esse trajeto em torno da grade de fontes é composto por certo número de posições e a dose recebida pelo material é diretamente proporcional ao tempo em que o contêiner permanece em cada uma dessas posições. Esse tempo é ajustado por meio do painel de controle e é chamado ciclo ou passo da máquina. Em todo o trajeto percorrido pelo contêiner dentro do irradiador, este não sofre qualquer movimento de rotação, ocorre somente translação. Obviamente, com o decaimento do material radioativo, o tempo de ciclo deverá ser corrigido periodicamente (no caso do cobalto-60, essa correção é de cerca de 1% ao mês) [IAEA, 2004]. Existem vários tipos de sistemas de transporte, sendo os dois mais comuns: o tipo Tote ou Product Overlap e o tipo Carrier ou Source Overlap. Aqui Tote assume o significado de um contêiner que é colocado em esteiras e Carrier, o de um contêiner que 33

52 viaja pendurado. No primeiro caso, o sistema de irradiação faz com que o posicionamento do contêiner seja acima ou abaixo do meio da grade de fontes. Isso exige que o produto passe duas ou mais vezes em torno da grade em diferentes níveis, para atingir uma melhor uniformidade de dose. No segundo caso, o tamanho da grade é maior do que o do contêiner, então, normalmente, o produto necessita passar somente uma vez em torno da fonte e em apenas um nível para atingir uma melhor uniformidade de dose [IAEA, 2004; Fairband, 2002]. A Figura 2.18 mostra o detalhe desses dois sistemas. Tote ou Product Overlap Carrier ou Source Overlap Figura 2.18: Dois sistemas de geometria de irradiação: Product Overlap e Source Overlap. Notar que, para o primeiro sistema, o tamanho combinado de dois contêineres é maior do que o da grade de fontes e que cada contêiner passa por dois níveis. Para o segundo sistema, o tamanho da grade de fontes é maior do que o do contêiner e o trajeto é em um único nível [IAEA, 2004]. No sistema Source Overlap, como a grade de fontes é maior do que o carrier, a uniformidade de dose no produto na direção vertical será obtida por meio de uma grade cuja 34

53 distribuição de material radioativo seja gradual. Isso é obtido, colocando-se mais radioisótopos no topo e na base do que na região próxima ao centro. Para que seja alcançada uma eficiência razoavelmente boa, a distância entre os carrieres e a fonte é, geralmente, muito menor do que a distância encontrada nos irradiadores tipo Tote ( Product Overlap ) (Fairband, 2002). Dentre as principais diferenças entre um irradiador que opera no sistema Tote e um que opera no sistema Carrier, é possível observar que o primeiro aproveita mais a radiação emitida pela fonte, mas apresenta uma distribuição de dose mais inomogênea em relação ao segundo sistema, considerando que os dois tipos de irradiadores apresentam os contêineres com as mesmas dimensões e irradiam materiais de mesma densidade. Para um melhor aproveitamento da radiação emitida, os projetos costumam ser de várias fileiras de contêineres em torno da grade de fontes, como mostra a Figura Entretanto, se a densidade do material dentro dos contêineres não for uniforme, a dose aplicada também não será uniforme. Se o produto a ser irradiado for sensível a variações de dose (como é o caso de frutas), deve-se optar por um trajeto de apenas duas fileiras e poucas posições. Figura 2.19: Exemplo de um trajeto de irradiação com quatro fileiras em um único nível e 40 posições. Notar que o ponto A, marcado arbitrariamente em uma das faces do contêiner não sofre rotação, ele somente translada [IAEA, 2002]. As Figuras 2.12 e 2.20 mostram exemplos de irradiadores tipo Tote. A última figura mostra um irradiador projetado e produzido no Brasil pelo IPEN/CNEN-SP, com 35

54 características inovadoras em relação aos estrangeiros (como o sistema de movimentação dos contêineres estar do lado externo e a porta giratória permitir que ele seja compacto, pois elimina o corredor). A Figura 2.21 mostra um irradiador tipo Carrier. Figura 2.20: Irradiador gama de categoria IV tipo Tote, projetado e produzido no Brasil pelo IPEN/CNEN-SP [Calvo et al., 2004]. Figura 2.21: Irradiador gama de categoria IV tipo Carrier. Devido às suas dimensões, esta máquina irradia paletes inteiros [IAEA, 2002]. 36

55 Há irradiadores em que o sistema de transporte para levar e trazer os contêineres da sala de irradiação é manual; assim, o mecanismo de movimentação em torno da fonte pode ser automático ou manual. Esse tipo é conhecido como de lote ou de batch, adequado para a produção em pequena escala. Durante a operação de posicionamento dos contêineres na sala de irradiação, a grade de fontes permanece recolhida no fundo do tanque [IAEA, 2004; MaClaughlin et al., 1989]. As Figuras 2.22 e 2.23 mostram exemplos desse tipo de irradiador. Figura 2.22: Irradiador gama de categoria IV operando no modo de batch ou de lote, em que os contêineres são posicionados dentro da sala de irradiação por meio de uma empilhadeira. Após a saída do operador e a sala ter sido fechada, a fonte é erguida de sua posição de repouso e um mecanismo automático faz os contêineres percorrerem um trajeto em torno da mesma. Após uma volta ter sido completada a fonte é recolhida para o fundo do tanque e os contêineres são trocados [IAEA, 2004]. 37

56 Figura 2.23: Irradiador gama de categoria IV tipo Carrier, operando no modo de batch ou de lote. O transporte dos contêineres entre os armazéns e a sala de irradiação é feito manualmente [IAEA, 2004]. Os trajetos percorridos pelos contêineres em torno da fonte tem o objetivo de otimizar a dose aplicada a eles, por meio da exposição das suas faces à fonte de radiação (similar ao assar um bife em uma churrasqueira, para deixá-lo bem passado). A Figura 2.24 mostra a distribuição de dose resultante dessa técnica. 38

57 Figura 2.24 Distribuição de dose em função da espessura em um produto dentro de um contêiner cujos dois lados foram expostos a uma fonte de cobalto-60. A curva a representa a distribuição de dose quando um lado do contêiner é exposto (fonte na posição a ) e a curva b quando o outro lado é exposto (fonte na posição b ). A dose total, devido à exposição dos dois lados, é mostrada pela curva a+b. Notar que esta última curva apresenta uma distribuição de dose mais uniforme do que as devidas à exposição de um único lado ( a ou b ) [IAEA, 2002 e 2004] Blindagem de irradiadores gama Irradiadores que utilizam radionuclídeos como fonte são construídos de maneira similar, não importando se são de cobalto-60 ou de césio-137. Para uma mesma atividade, as fontes de césio exigem uma espessura de blindagem menor em relação às de cobalto-60, por causa da menor energia do raio gama emitido, implicando maior atenuação relativa, mas a planta da instalação é similar em ambos os casos (MacLaughlin et al., 1989). É preciso lembrar que fontes de césio-137 não devem ser utilizadas em irradiadores de armazenamento de fontes em água, por causa da alta solubilidade do cloreto de césio nessa substância [IAEA, 2010, p. 51, 8.52]. 39

58 Envolvendo a sala de irradiação, há uma blindagem para a radiação, também chamada blindagem biológica ou simplesmente blindagem. Ela deve ser projetada para que o nível de radiação na sua superfície externa, considerando a grade de fontes carregada em sua atividade máxima (a licenciada perante a CNEN), esteja em conformidade com níveis de segurança para os trabalhadores (em geral, no mesmo nível ou abaixo da radiação de fundo local). Se for utilizado concreto comum, uma espessura entre 1,5 a 2 m propiciará uma blindagem adequada para uma fonte de cobalto-60. No caso de a fonte ser de césio-137, essa espessura pode ser reduzida de meio metro. A parede de concreto é construída com um corredor, chamado labirinto, que permite a movimentação de produtos e pessoas e a absorção da radiação espalhada, reduzindo significativamente o nível de radiação que alcança a parte externa. A porta de acesso ao irradiador possui vários dispositivos de intertravamento, que tornam impossível a entrada quando a fonte estiver na posição de exposição [IAEA, 2004; MaClaughlin et al., 1989]. Em alguns modelos, a entrada do contêiner de transporte de fontes é feita pelo labirinto. Mas na grande maioria dos casos, é feita por uma abertura no teto do irradiador, como pode ser visto nas Figuras 2.12, 2.22 e Quando não está ocorrendo uma carga ou retirada de fontes, essa abertura é bloqueada com tampas de concreto [IAEA, 1996b]. Observação: é necessário um guincho que suporte várias toneladas para remover as tampas de concreto, assim como para descer e retirar o contêiner de transporte de fontes do fundo do tanque (ver capítulo 7, item 7.3). 2.2 Aceleradores São equipamentos que aceleram elétrons dentro de um sistema de vácuo. O feixe de elétrons é utilizado para irradiar os produtos diretamente ou para produzir raios X (pelo direcionamento do feixe em um alvo de alto número atômico), que irradiarão os produtos. A energia dos feixes deve ser limitada a 10 MeV no caso de feixe de elétrons, e 5 Mev para raios X, para evitar a ativação dos materiais [IAEA, 2010]. Nesses equipamentos a fonte de radiação pode ser desligada, o que não acontece com os que utilizam radiação gama. A grande desvantagem dos irradiadores com feixe de elétrons é a baixa penetração, no máximo 3,8 cm por passada pelo feixe para a água (densidade de 1g/cm 3 ). Virando o material e passando-o novamente, essa espessura aumenta para um pouco mais do dobro desse valor [Miller, 2010], o que os inviabiliza para várias aplicações em que os materiais não podem ser desmembrados, para pacotes de menor espessura. Mas caso isso seja possível, são imbatíveis 40

59 na rapidez do processamento, porque fornecem uma taxa de dose bem superior a dos irradiadores gama. Por exemplo, na irradiação de grão se dá preferência a esse tipo de máquina. Na reticulação ( croslink ) de polímeros, processo que os deixa mais rígidos e resistentes e, por isso, apresenta várias aplicações industriais, eles são a única opção viável em termos de irradiação, pois esse processo exige taxas de dose altas. A utilização de raios X, à primeira vista, parece ser a máquina ideal para a irradiação de materiais, pois produz radiação com as mesmas características da gama sem necessitar de material radioativo. Infelizmente, o que ocorre é que, nas melhores condições, a conversão de um feixe de elétrons de 5 MeV em raios X é da ordem de 8%. Se a energia do feixe for aumentada para 7,5 Mev, por vários estudos mostrarem que o nível de ativação é insignificante, a conversão não vai além de 12 %, o restante é transformado em calor [IAEA, 2002; Miller, 2010]. Isso torna a operação com raios X muito cara e inviável economicamente para a maioria das aplicações Aceleradores de categoria I (irradiador blindado) A unidade de irradiação é totalmente blindada e com intertravamentos de segurança. A configuração da blindagem não permite o acesso físico ao local do processamento [IAEA, 1992]. As Figuras 2.25 e 2.26 exibem aceleradores de elétrons para a reticulação de filmes plásticos. Figura 2.25 Acelerador de elétrons de categoria I utilizado para a reticulação de placas plásticas [IAEA, 1992]. 41

60 Figura 2.26 Acelerador de elétrons de categoria I utilizado para o tratamento da superfície de filmes plásticos em uma etapa anterior à metalização. O acelerador é a peça cilíndrica no topo da Figura [Mclaughlin et al., 1989] Aceleradores de categoria II (irradiador dentro de uma sala blindada) A unidade irradiadora é alojada dentro de salas blindadas, que são mantidas inacessíveis durante a operação por uma série de sistemas de segurança. As Figuras 2.27 e 2.28 mostram exemplos desses equipamentos com feixe de elétrons. Somente um feixe é produzido e, para que ele irradie todo o produto que é transportado pela esteira, utiliza-se a técnica do feixe de varredura (similar aos antigos aparelhos de televisão que operavam com tubo de elétrons). A delimitação da varredura pode ser visualizada pelo tamanho da corneta (scan horn) [Mclaughlin et al., 1989], último estágio da trajetória do feixe mantida em vácuo. A Figura 2.30 mostra esse processo. O isolamento da corneta do ambiente é feito por finas placas metálicas chamadas janelas, da ordem de algumas dezenas de micrômetros, para permitir a passagem do feixe de elétrons com pouca perda por absorção e, ao mesmo tempo, manter o vácuo do sistema. Um metal muito empregado para essa função é o titânio. 42

61 Figura 2.27 Acelerador de elétrons de categoria II. A esteira leva os produtos para serem irradiados sob o feixe de elétrons vindos da corneta (scan horn). Caso seja necessária uma maior homogeneidade de dose, o material é virado na saída e enviado para uma segunda irradiação [IAEA, 1992 e 2010]. Aceleradores de elétrons Figura 2.28 Acelerador de elétrons de categoria II com dois aceleradores verticais, um para irradiar a parte de cima e o outro para a parte de baixo [IAEA, 2002]. 43

62 A Figura 2.29 mostra um exemplo da distribuição de dose em um simulador com densidade igual à da água nesse tipo de irradiador. O simulador foi irradiado duas vezes, uma face de cada vez. Pode-se notar que a distribuição máxima de dose está dentro de um alcance de cerca de 7 cm (cerca de 3,5 cm para cada face irradiada). Figura 2.29 Distribuição de dose em água irradiada por um acelerador de elétrons de 10 MeV. A linha cheia representa a distribuição de dose, devido à primeira irradiação (fonte do lado direito); a tracejada devido à segunda irradiação na face oposta; e a linha reta, a distribuição de dose resultante. Notar a profundidade máxima de cerca de 7 cm [IAEA, 2002]. A Figura 2.30 mostra a conversão de um feixe de elétrons em raios X, por meio de uma placa de alto número atômico. A Figura 2.31 mostra um irradiador de raios X completo. Figura 2.30 Acelerador de elétrons com conversor de raios X [Diehl, 1995]. Notar a técnica de varredura aplicada ao feixe. 44

63 A B Figura 2.31 A: Acelerador de elétrons compacto com conversor de raios X [IAEA, 2010] B: O mesmo acelerador em corte lateral. 45

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65 3. Segurança Algo extremamente importante que eu aprendi com os mais experientes é que: Se o projeto da instalação não for elaborado de forma adequada, não haverá serviço de radioproteção que consiga consertá-lo. Mas o que é um projeto adequado? É aquele em que todos do setor se veem e podem ser vistos; desse modo, casos de desvio de conduta serão inibidos ou poderão ser detectados e corrigidos antes de atingirem maiores proporções. E, nas situações de emergência, a mobilização do setor será mais ágil. A Figura 3.1 mostra um exemplo de disposição das áreas de uma empresa ou setor de irradiação de materiais. Pelas janelas da área administrativa, onde estará localizada a sala do serviço de radioproteção e que é mais conveniente estar em um segundo andar, é possível acompanhar toda a movimentação do setor, o que inclui o painel de controle, os operadores e o pessoal auxiliar que circula pelas imediações. Uma variação dessa disposição é a área administrativa estar sobre as baias de carga e descarga de materiais. Alguém pode sugerir que nos dias de hoje, a disposição das áreas não importa, pois há a opção de instalar um conjunto de câmeras e de monitores que tornarão possível a observação de todas as partes da empresa, não importando como elas estão distribuídas. Isso é uma meia verdade, pois, do ponto de vista psicológico, é mais agradável olhar por uma janela do que para um monitor, não importa quão maior ou mais definido ele seja. Essa técnica deve ser aplicada como um meio de minorar projetos que não levaram em conta o princípio: todos devem se ver e ser vistos. Observando a Figura 3.1, é possível também notar a organização da produção. A principal característica é a segregação entre o material não irradiado e o irradiado em todas as etapas do processo: recebimento, armazenamento, entrada no irradiador, saída do irradiador, armazenamento após o processamento e expedição. Essa segregação é necessária, devido ao fato de ser impossível a olho nu diferenciar se o material em si foi irradiado ou não. Esse modo de organização segue a norma: ISO Sterilization of care products - requeriments for validation and routine control - radiation sterilization, 1995, que é uma norma voltada à esterilização de material médico, mas que, no aspecto de organização da produção, pode e deve ser aplicada à irradiação de qualquer material. 47

66 Estacionamento e pátio de manobras para caminhões Irradiador Armazém de materiais não irradiados Entrada de materiais Cerca de separação entre os armazéns Saída de materiais Armazém de materiais irradiados Baias para descarga de materiais não irradiados Baias para carga de materiais irradiados Administração Estacionamento Portaria Saída e entrada de veículos Figura 3.1: Exemplo de disposição das áreas de uma empresa ou setor de irradiação de materiais, que contempla o princípio: todos devem se ver e ser vistos (baseada em Kotler, 2002 e na empresa Tech Ion Industrial Brasil S.A Manaus, AM). Uma variação dessa planta é a área administrativa estar sobre as baias de carga e descarga de materiais. 3.1 Responsabilidades A segurança da instalação é responsabilidade dos titulares e dos empregadores, que pode ser delegada a supervisores de radioproteção, mas isso não os exime dessa responsabilidade [CNEN, 2011, p.9]. Portanto a direção deve realizar auditorias regulares, para se certificar de que as medidas de segurança adotadas estão sendo seguidas [IAEA, 2010, p.18]. Essas medidas constam do plano 48

67 de radioproteção da instalação; isso significa que os responsáveis pela segurança devem se certificar de que esse plano esteja sendo seguido. Antes de começar a operar, o irradiador deve possuir um plano de radioproteção aprovado pela CNEN. Esse plano, cujo roteiro mínimo pode ser encontrado na NN 3.01 [CNEN, 2011, p. 11], deve contemplar as normas de segurança cabíveis emitidas pela CNEN e pela SSG-8, emitida pela IAEA [IAEA, 2010]. Com o passar do tempo, a segurança evolui e, por necessidade própria ou por exigência da CNEN ou por recomendação do fabricante, novos equipamentos e/ou instruções serão necessários e eles deverão ser incorporados ao plano de radioproteção. Outro ponto importante: a administração da instalação deve assegurar que todos os documentos fornecidos pelo fabricante do equipamento com informações relevantes para a segurança (manuais de operação, regras e procedimentos de operação e procedimentos de emergência) sejam traduzidos em linguagem compreensível para os trabalhadores [IAEA, 2010, p. 12]. Os titulares e empregadores são sempre os responsáveis pela segurança da instalação, mas a sua manutenção é obrigação de todos. 3.2 Defesa em profundidade A maior contribuição para a filosofia de segurança para irradiadores gama e para aceleradores de elétrons é fornecida pelo conceito de defesa em profundidade. Esse conceito deve ser aplicado em todas as atividades relacionadas com a segurança, de modo que elas estejam cobertas entre si por uma série de mecanismos. Assim, se ocorrer uma falha, esta poderá ser compensada ou corrigida [IAEA, 1992]. O conceito de defesa em profundidade deve ser incorporado durante o projeto, tanto do irradiador como da empresa, de modo a fornecer vários graus de proteção que minimizem a intervenção humana. Por exemplo: a) Múltiplos meios para assegurar as funções de segurança básicas. b) Integração dos sistemas de segurança. c) Ativação automática dos sistemas de segurança por mau funcionamento da instalação e por desvio de procedimento do operador. d) Equipamentos e procedimentos para controlar e minimizar as consequências de acidentes. 49

68 Um exemplo do conceito de defesa em profundidade utilizado na elaboração do projeto é mostrado a seguir. Uma série de níveis (ou estágios) de defesa, em termos de equipamentos e procedimentos, é aplicada, com o objetivo de prevenir acidentes ou minimizar as suas consequências, caso as medidas preventivas venham a falhar: 1 o Nível objetivo: prevenir desvios da operação normal, o que envolve o projeto da instalação, a construção (programa de qualidade para esta fase) e espaços livres para manutenções; 2 o Nível objetivo: detectar e responder a desvios das condições normais da operação, para prevenir antecipadamente eventos cuja evolução pode acabar em um acidente; 3 o Nível objetivo: atenuar as consequências de um acidente. Um irradiador somente deve ser operado se todos os níveis forem aplicados. Para atingir esses níveis, os sistemas de segurança devem ser planejados para serem redundantes, diversos e independentes [IAEA, 1992]: Redundância: usar mais do que o número mínimo de itens necessários para cumprir determinada tarefa. Diversidade: é aplicada aos sistemas redundantes, possuem a mesma função, mas tem princípios de funcionamento diferentes ou são de fabricantes diferentes ou estão submetidos a diferentes condições de operação. Independência: separação física e funcional entre os sistemas de segurança: i. Independência entre os sistemas redundantes. ii. Independência entre componentes e equipamentos do sistema projetados para minimizar o efeito de incidentes, por exemplo: um incidente não deve causar a falha ou a perda de um sistema de segurança ou função de segurança que é exigida para minimizar os efeitos de tal evento. iii. Independência apropriada dos sistemas ou componentes de importâncias diferentes para a segurança. iv. Independência entre itens importantes para a segurança e aqueles que não estão relacionados com a segurança. A publicação da IAEA intitulada Radiation safety of gamma, electron and X ray irradiation facilities, Specific Safety Guide No. 8 ou SSG-8 [IAEA, 2010], como também é conhecida, já incorpora o conceito de defesa em profundidade. 50

69 3.3 Sistema de segurança pela SSG-8 A Figura 3.2 mostra alguns dos muitos sistemas de segurança de um irradiador de categoria IV, neste caso específico, um fabricado pela MDS Nordion (Canadá) e a Tabela 3.1 fornece uma tradução deles para o português com alguns comentários, quando necessário. Dependendo do modelo e do fabricante o número e o tipo desses sistemas podem variar, mas, em geral, eles seguirão, no mínimo, os descritos na SSG-8. Em geral, porque as publicações da IAEA são linhas guias, referências, ou seja, nenhum país é obrigado a segui-las, mas como elas são feitas envolvendo uma ampla participação dos países membros (o que inclui o Brasil) e versões preliminares são submetidas a avaliações durante um longo tempo, elas costumam ser adotadas ipsis litteris pelos órgãos reguladores dos países. Portanto, a descrição dos sistemas de segurança terá como base a SSG-8 [IAEA, 2010, p. 39], o que implica a manutenção do nome em inglês e de sua numeração original. Uma tradução livre com comentários também será fornecida. Recomendo a leitura da SSG-8 na íntegra, pois ela traz informações complementares importantes à função de um supervisor de radioproteção. Pode-se dizer, sem exageros, que é a Bíblia internacional da área de segurança dos irradiadores. Figura 3.2: Sistemas de segurança de um irradiador de categoria IV fabricado pela MDS Nordion 51

70 Tabela 3.1: Tradução dos nomes dos sistemas de segurança mostrados na Figura 3.2 com alguns comentários, quando necessário. Biological shield Cable tesion devices Source hoist mechanism Source up switch Personnel maze & Area radiation monitor Personnel access door (maze) interlocked eletronically with L118 reader Control console Product separation fence Source hoist safety valve assembly Blindagem. Atenua os níveis de radiação do lado de fora para níveis abaixo da radiação de fundo local. Aparato para manter os cabos guias tensionados. A grade de fontes é puxada por um cabo central, para que ela não gire sobre o próprio eixo. Há dois cabos guias, um em cada lado, para impedir esse movimento. Para o correto funcionamento, esses cabos guias devem ser mantidos tensionados (o aparato nada mais é do que uma série de arruelas de pressão empilhadas ou uma mola). Guincho. Responsável por elevar a grade de fontes da sua posição de repouso para a de exposição. Funciona com ar comprimido. Guincho da fonte e switch de fonte em cima. Quando a fonte chega à posição de exposição, ela empurra uma barra que aciona um switch, que envia um sinal ao painel de controle. Labirinto. Atenua a radiação por espalhamento. Monitor de radiação de área de saída de contêineres. Se houver a detecção de radiação, significa que material radioativo proveniente da grade de fontes caiu dentro de um dos contêineres. Nesse caso, o sistema de transporte será parado, a fonte irá para a sua posição de repouso e soará um alarme de evacuação de área. Porta do labirinto interligada com o monitor de radiação interna (L118 é uma denominação técnica somente utilizada pela MDS Nordion). Essa porta somente pode ser aberta por uma chave, que é a mesma utilizada para ligar o guincho da fonte por meio do painel de controle. Ela somente pode ser retirada do painel na posição desliga. Há somente uma em operação e ela está conectada por meio de uma corrente a um monitor de radiação portátil calibrado. Mas para abrir a porta, não basta a chave, é necessário que o monitor de radiação interna não acuse a presença de radiação com a grade de fontes supostamente no fundo do tanque. Ele é ligado automaticamente, quando a grade chega à sua posição de repouso (o monitor está do lado de fora ao lado da porta e o seu sensor próximo à sala de irradiação) e só libera a porta para abertura com a chave após o seu botão de checagem de funcionamento normal ter sido testado pelo operador. Painel de controle. Nele se pode visualizar a posição da grade de fontes, a movimentação dos contêineres, os sinais de alerta e de falha. Pode-se ordenar o recolhimento da grade e o acionamento do irradiador, entre outras funções. Cerca para separação de produtos. Os produtos a serem irradiados entram por um lado da cerca e saem processados pelo outro. Isto, além de etiquetas indicativas, evita a mistura dos dois materiais. Válvula do guincho. Ao passar pela porta, o operador encontrará um obstáculo físico, que precisará mover para continuar o seu caminho até a sala de irradiação. Esse obstáculo físico é uma cancela ou uma corrente (nos modelos mais antigos). Ao movê-lo, ocorrerá o fechamento da válvula que leva ar comprimido para o guincho. Desse modo, mesmo que haja um sinal elétrico permitindo o seu acionamento, ele não erguerá a 52

71 Deionizer & Area radiation monitors Source storage pool Source rack Exhaust air ducts Radiation room ventilation system & Área radiation monitors Air compressor Pool water chiller Pool water skimmer Safety key switch grade de fontes por falta de ar comprimido. Sistema de deionização de água. Os íons criados pela radiação nos sais minerais presentes na água precisam ser continuamente removidos, para que eles não ataquem a estrutura da grade de fontes e as próprias fontes. Monitor de radiação de área do sistema de deionização. Se houver a detecção de radiação, significa que houve vazamento de material radioativo proveniente das fontes e ele foi sugado pelo sistema de recirculação da água e ficou preso no sistema de deionização. Nesse caso, o sistema de recirculação de água será parado, a grade de fontes irá para a sua posição de repouso e soará um alarme de evacuação de área. Tanque ou piscina. É preenchido com água, aloja a grade de fontes na sua posição de repouso e a sua profundidade permite a atenuação da radiação em sua superfície a níveis abaixo da radiação de fundo local. Grade de fontes. Os lápis de cobalto-60 são alojados em módulos, que por sua vez, são alojados em uma grade. Na Figura, ela é mostrada na sua posição de repouso (no fundo do tanque). Dutos de exaustão de ar. Por causa da formação de ozônio (O 3 ) e óxidos de nitrogênio (N x O x ) pela radiação, o ar da sala de irradiação precisa ser continuamente removido. Sistema de exaustão de ar da sala de irradiação. Na parte mais larga, estão os filtros absolutos do sistema. No topo das chaminés, que saem dessas partes mais largas, estão as bombas elétricas responsáveis pela exaustão de ar. Monitor de radiação de área do sistema de exaustão de ar. Se houver a detecção de radiação, significa que houve vazamento de material radioativo proveniente das fontes e ele foi sugado pelo sistema de exaustão de ar, ficou preso nos filtros desse sistema. Nesse caso, o sistema de exaustão de ar será parado, a fonte irá para a sua posição de repouso e soará um alarme de evacuação de área. Compressor de ar. Responsável pela manutenção do suprimento de ar dos guinchos. Sistema de resfriamento da água. Para atividades muito altas, a temperatura da água sobe a níveis que tornam a evaporação dela significativa, o que acarreta o umedecimento da estrutura de transporte de contêineres em torno da fonte, podendo ser a semente de futuros problemas elétricos e mecânicos. Peneira. Sistema para remoção de sujeira macroscópica, o que aumenta o tempo de vida útil das resinas do sistema de deionização. Partida interna do irradiador. Primeiro passo para início ou reinício de operação. Está localizada no final da sala de irradiação, o que obriga o operador a inspecionar toda a parte interna do irradiador antes de acionála e sair. L-118 probe Sensores do monitor de radiação interna. Ficam próximos à sala de irradiação, recebendo radiação espalhada, o que evita a saturação e aumenta a vida útil (L118 é uma denominação técnica somente utilizada pela MDS Nordion). Emergency stop cable Cabo de parada de emergência. Percorre boa parte da sala de irradiação e todo o labirinto. Estando o operador dentro do irradiador e for detectada alguma anormalidade, ele deve imediatamente puxar esse cabo. Isso parará todo o sistema de transporte de contêineres e cortará a energia 53

72 elétrica que alimenta a válvula elétrica do guincho, expurgando o ar que possa existir dentro dele e impedindo a entrada do ar comprimido. Sistema de movimentação de produtos (Product positioning system) 8.3. Um mau funcionamento do sistema de movimentação de contêineres, no trajeto em torno da fonte de radiação, pode provocar o deslocamento de um deles em direção à fonte, o que pode danificá-la ou deslocá-la. Por isso o sistema de movimentação deve ser monitorado e qualquer movimento anormal deve fazer a grade de fontes retornar ao fundo do tanque (ou, no caso de aceleradores, o desligamento do feixe de elétrons). Tempo de ciclo excedido (Product movement timer) 8.4. Se o tempo selecionado para o ciclo (tempo em que o contêiner permanece em cada uma das posições em torno da fonte) for excedido, por exemplo, em 10%, a grade de fontes deve retornar ao fundo do tanque (ou, no caso de aceleradores, o desligamento do feixe de elétrons) e o sistema de movimentação de contêineres deve parar. Um sinal visual e sonoro deve alertar o operador dessa falha. O risco aqui é que se um produto for exposto à radiação por longo tempo, ele pode superaquecer e pegar fogo. 8.5 a 8.9 referem-se à blindagem, que já foi vista em Entrada no irradiador e sistemas de segurança interligados (Access to the radiation source and safety interlock systems) O projeto dos irradiadores deve ser feito de modo que a entrada neles é bloqueada, enquanto a grade de fontes estiver na posição de exposição (ou o feixe de elétrons estiver ligado). Tal controle de entrada se baseia na utilização de sistemas de segurança interligados O procedimento de entrada no irradiador após uma irradiação, o de preparativos para o início de uma irradiação e o de iniciar a irradiação devem incorporar uma série de sistemas de segurança interligados. Eles devem ser projetados, de modo a serem acionados em uma ordem específica; assim, se não forem acionados nessa ordem, o procedimento não surtirá efeito A seguir, exemplos de como esse conceito é aplicado: Sequência do procedimento de entrada no irradiador: No painel de controle, desligar a máquina e retirar a chave (que está presa ao monitor portátil) do painel. 54

73 Prestar atenção nos sinais (sonoro e visual) que indicam que a grade de fontes está se movimentando. Observar se o sinal de grade de fontes na posição de repouso acende no painel (os sinais de movimentação devem cessar). Ligar o monitor de bolso com alarme, verificar se a bateria não está descarregada e colocá-lo no bolso ou na cintura. Verificar o nível de radiação interno por meio do monitor de radiação interna Testar o funcionamento do monitor de radiação interna. Verificar se a bateria do monitor portátil (ver Figura 3.4, Quadro 2) está carregada. Selecionar a escala mais sensível do monitor e testá-lo na fonte de baixa atividade localizada na fechadura da porta. Esperar o indicativo de ozônio se apagar e abrir a porta de acesso com a chave (que está presa ao monitor). Mover o obstáculo físico que ocasiona o fechamento da válvula de ar do guincho (abrir a cancela, Figura 3.3, ou retirar a corrente, Figura 3.4: Quadros 6 e 7) e entrar prestando atenção na leitura do monitor. O monitor portátil acompanha o operador durante todo o tempo em que ele estiver dentro do irradiador e ele é sempre o primeiro a entrar e o último a sair. Figura 3.3: Obstáculo físico de fechamento da válvula de ar do guincho localizado após a porta do labirinto, neste caso, uma cancela (MDS Nordion Safety Retrofit Systems Catalogue): Source interlock gate: Cancela interligada com a válvula de ar Source interlock valve: Válvula de ar do guincho. Source pressure switch: Sensor de pressão de ar. 55

74 A Figura 3.4 mostra a sequência ilustrada do procedimento de entrada no irradiador. Embora ela tenha sido elaborada há muitos anos e necessite de certas correções, feitas na legenda da Figura 3.4, ela ajuda a visualizar esse importante procedimento. Figura 3.4: Procedimento de entrada ilustrado por uma página de manual da AECL, nome anterior da MDS Nordion. Algumas correções: Quadro 2: A chave atualmente só sai na posição OFF (que não implica mais o desligamento do painel); Quadro 4: além de ouvir o som, o operador deve observar se o mostrador do monitor está funcionando; Quadro 7: Entrar olhando para o monitor e não de olhos fechados. 56

75 O ser humano não é dotado de órgãos para sentir ou ver a radiação, o que o leva a perder o medo de lidar com material radioativo. ISTO É UM GRANDE PERIGO. A radiação existe e, apesar de não podermos senti-la, podemos detectá-la por meio dos nossos equipamentos (e somente por meio deles). Se esse procedimento não for seguido na íntegra ou algum dos equipamentos que o compõem não estiver funcionando adequadamente, a probabilidade de o operador ser irradiado em uma de suas entradas na máquina aumenta consideravelmente. Por esse motivo, esse procedimento é certamente o mais crítico no trabalho de um operador em termos de radioproteção, motivo pelo qual é composto por tantas verificações e procedimentos, que devem ser obrigatoriamente realizados a cada entrada, pois garantem que a grade de fontes esteja na posição de repouso, que continuará nessa posição e que não há níveis de radiação acima do predeterminado na sala de irradiação (na eventualidade de o material radioativo se soltar da grade e não ir para a posição de repouso). Uma exposição de alguns segundos a uma fonte com algumas dezenas de PBq (centenas de kci) é o suficiente para ser letal (mas não instantaneamente). O procedimento de entrada e saída do irradiador só pode ser executado autonomamente por funcionários treinados e autorizados pelo supervisor de radioproteção responsável pelo irradiador, que costuma receber o nome de operador. Todas as funções desempenhadas pelo operador podem ser desempenhadas pelo supervisor de radioproteção, mas o operador não tem autonomia para autorizar funcionários sem treinamento em radioproteção ou pessoas estranhas à empresa (por exemplo: visitas) a adentrar áreas supervisionadas e controladas. Isso é atribuição exclusiva do supervisor de radioproteção. Sequência do procedimento de saída ou de partida do irradiador (Sequence for securing the radiation room prior to initiating irradiation) Este procedimento apresenta verificações e procedimentos que devem ser obrigatoriamente realizados a cada saída, pois garantem que ninguém será esquecido dentro do irradiador e que a fonte só sairá da posição de repouso quando todas as condições de segurança forem satisfeitas: Acionar a partida interna com a chave (que deve estar presa ao monitor), localizada no final da sala de irradiação, ativando os sinais internos (sonoro e visual), o que indicará que a máquina será ligada. Percorrer o labirinto até a entrada, assegurando-se de que não há mais ninguém dentro do irradiador. 57

76 Recolocar o obstáculo físico (fechar a cancela ou puxar e prender a corrente) de fechamento da válvula de ar do guincho. Fechar a porta. Acionar a partida no painel com a chave (que está presa ao monitor) Prestar atenção nos sinais (sonoro e visual) que indicam que a fonte está se movimentando. Observar se o sinal de fonte em cima acende no painel. Após acionar a partida interna, o operador terá um tempo (cerca de um minuto) para realizar toda a sequência de saída do irradiador. Se a máquina não for ligada dentro desse período, a sequência será interrompida e o operador terá que executar todo o procedimento novamente. Observação: se o operador for sair do irradiador, mas não for ligá-lo, ele também deve percorrer todo o labirinto para se assegurar de que ninguém seja esquecido e fechar a porta, pois a permanência de outros funcionários dentro da máquina só é permitida quando acompanhados por um operador. Detector do estado da porta do labirinto (Safety interlock for the personell Access door) Ao fechar a porta do labirinto, ela será automaticamente trancada. Para abri-la novamente, será necessário executar o procedimento de entrada (por questões de segurança, é possível abri-la por dentro, por meio de uma barra antipânico). Quando ela é fechada, a sua parte superior aciona um detector (em geral, um microswitch), que envia ao painel de controle o estado da porta (aberta ou fechada). Se durante uma irradiação ela se abrir por problemas técnicos ou for arrombada ou o detector quebrar, o processamento será interrompido e a grade de fontes retornará imediatamente para a sua posição de repouso (ou o feixe de elétrons será desligado). Controles extras de entrada não autorizada de pessoas (Backup Access control) Cada abertura no irradiador por onde possa passar uma pessoa (como a porta do labirinto ou as portas de saída e entrada de contêineres) deve ter um sistema paralelo (redundante) e independente de monitoramento de entrada não autorizada, quando a fonte estiver em exposição (ou o feixe de elétrons estiver ligado). Esse monitoramento de intrusão pode ser realizado, por exemplo, utilizando: sensores de pressão no piso, de movimento, de infravermelho, detectores de interrupção de feixe de luz (fotocélulas) e qualquer outro que a imaginação humana puder conceber. A detecção de uma entrada não autorizada com o irradiador em funcionamento implicará a interrupção imediata 58

77 da irradiação (grade de fontes retorna para a posição de repouso ou feixe de elétrons é desligado) e a ativação de alarmes sonoros e visuais, com o objetivo de avisar o operador da intrusão e ao intruso que há risco no caminho que ele pretende percorrer. Sistema de segurança para as portas de entrada e saída de contêineres (Safety interlocks for product entry and exit ports) As portas de entrada e saída de contêineres devem se dotadas de sistemas que previnam entradas inadvertidas de pessoas nas áreas de alta dose de radiação. Métodos para cumprir esse objetivo baseados no bloqueio físico à passagem humana incluem: a utilização de portões ou portas que somente abrem para permitir a passagem dos produtos e, após a passagem, fecham imediatamente (ver Figura 3.5); manter um contêiner na entrada e um na saída, por meio de um sistema de detectores de posição e posicionamento de contêineres. Se ocorrerem problemas técnicos nesses sistemas, um sinal de falha aparecerá no painel, a irradiação será interrompida e alarmes sonoros e visuais serão acionados. Figura 3.5: Portas de entrada e saída de produtos, que somente abrem para permitir a passagem dos produtos e, após a passagem, fecham imediatamente (MDS Nordion Safety Retrofit Systems Catalogue). Product tote ou Carrier: produtos em contêineres tipo tote ou Carrier. Barrier door: Portas de bloqueio para a passagem de pessoas. 59

78 Controles extras de entrada não autorizada de pessoas pelas portas de entrada e saída de produtos (Backup Access control Product entry and exit ports) Adicionalmente aos sistemas de bloqueio físico nas portas de entrada e saída de contêineres, deve haver um sistema paralelo (redundante) e independente de monitoramento de entrada não autorizada, quando a fonte estiver em exposição (ou o feixe de elétrons estiver ligado ver item 8.14). Um exemplo utilizando fotocélulas é mostrado na Figura 3.6. São quatro fotocélulas, duas para cada porta, as quais são ligadas quando não há contêineres. Figura 3.6: Fotocélulas de monitoração de entrada não autorizada pelas portas de entrada e saída de contêineres (MDS Nordion Safety Retrofit Systems Catalogue): Product Totes: Contêineres Photocells/ reflectors: Fotocélulas/ refletores. Flashing beacon/ siren: Sinal sonoro e visual de aviso de intrusão. Tampas de concreto do teto do irradiador (Removable radiation room shield plugs) Em alguns modelos de irradiador gama de categoria IV, a entrada do contêiner de transporte de fontes é feita pelo teto do irradiador (ver capítulo 7, item 7.3). Então, o teto deve dispor de uma abertura em cima do tanque, que só deve ser aberta para baixar o contêiner até o fundo dele, onde as fontes serão descarregadas, e retirá-lo. Esse fechamento é realizado por tampas de concreto de algumas toneladas, como mostra a Figura 3.7. Essas tampas devem ter sensores que acusem a retirada delas, geralmente um na tampa superior e outro na inferior, fazendo a grade de fontes ir para a posição de repouso e acusando um sinal de falha no painel. 60

79 a b Figura 3.7: a) Tampas de concreto fora da abertura no teto do irradiador gama de categoria IV, neste caso, em número de três; b) Tampas dentro da abertura [IAEA, 2004] A função desses sensores não está ligada à tentativa de roubo de material radioativo, visto que as tampas, assim como o contêiner de transporte de fontes, pesam várias toneladas, necessitando de um guindaste enorme, que dificilmente passaria despercebido. A função deles é desligar o irradiador, caso o operador se esqueça de fazê-lo antes do início da operação de retirada das tampas. Monitor de radiação interna (Fixed radiation monitor with alarms) Esse equipamento já foi citado na Tabela 3.1 (7ª linha Personnel access door (maze) interlocked eletronically with L118 reader) e dentro do item Sua função é permitir a entrada no irradiador somente quando: a grade de fontes estiver na posição de repouso e o nível interno de radiação for o de fundo. O sistema é composto pelo monitor propriamente dito e pelo seu sensor. O primeiro está localizado na parte externa e ao lado da porta do labirinto e o segundo próximo à sala de irradiação, em uma posição que receba apenas radiação espalhada (para evitar a saturação, o que bloquearia o sinal para o monitor, o qual acusaria ausência de radiação erroneamente). Ele é ligado automaticamente, quando a grade chega à sua posição de repouso e só libera a porta para abertura com a chave após o seu botão de checagem de funcionamento normal ter sido testado pelo operador. Essa checagem irá testar o sinal sonoro e o visual, que disparariam, caso a grade de fontes chegasse ao fundo do tanque, mas houvesse um nível de radiação interno acima do estabelecido. Esse nível deve ser tão baixo quanto possível, mas alto o suficiente para evitar alarmes falsos. Em geral, os fabricantes de irradiadores permitem um meio de ativar o sistema, mesmo que a grade de fontes não esteja em sua posição de repouso, para ser utilizado, por exemplo, na confirmação do emperramento da grade de fontes em seu trajeto de subida ou descida. 61

80 Painel de controle (Control console) a b c Figura 3.8: Irradiador JS 9600 fabricado pela MDS Nordion: a) Vista geral do painel de controle; b) Detalhe onde se pode ver o monitor portátil ligado e amarrado à chave multipropósito, que está no miolo do painel, alguns indicadores de falha e de cuidado e o botão de parada de emergência; c) Detalhe do botão de parada de emergência do painel de controle. Chave (Acess key) Os controles devem ser projetados, de modo que somente uma única chave seja utilizada para operar, entrar e ligar o irradiador. É o que se chama de chave multipropósito ou simplesmente chave A chave multipropósito deve ser presa ao monitor de radiação portátil em uso no painel (que deve estar calibrado) por um cabo ou corrente comprido o suficiente para não atrapalhar a utilização da chave (veja Figura 3.4 Quadro 2 e Figura 3.8 a e b). Somente uma chave multipropósito deve estar disponível. As chaves reservas devem ser guardadas em lugar seguro, trancado e acessível somente aos supervisores de radioproteção Por questões de projeto, há irradiadores que necessitam de duas ou mais chaves; nestes casos, uma delas deve permanecer travada no miolo do painel (micro switch que somente pode ser acionado pela chave), enquanto as demais chaves estão sendo usadas. Botão de parada de emergência do painel (Emergency stop device at the control console) Além dos outros meios normais disponíveis no painel de controle para desligar o irradiador, deve haver um botão de parada de emergência, claramente identificado (ver Figura 3.8 c). Ao ser acionado, provocará a imediata interrupção do processo de irradiação (grade de fontes retorna para a posição de repouso ou o feixe de elétrons é desligado), o aparecimento de um sinal de falha no painel e a imediata parada do sistema de movimentação de contêineres. Esse botão é particularmente importante, caso algum funcionário, por acidente, fique preso em uma das esteiras 62

81 externas. Caso seja necessário ficar muito tempo dentro do irradiador, por exemplo, para uma manutenção, deve-se pressionar esse botão, para aumentar o nível de segurança. Desativação da fonte de radiação (Disabling the radiation source) Durante a manutenção do irradiador, deve ser implemetado um método para impedir a subida da grade de fontes ou a ativação do feixe de elétrons. No caso de um irradiador gama, podem-se colocar calços nos guinchos das fontes, que os impedirão de se mover. Para aceleradores, deve-se interromper fisicamente o circuito de alimentação de alta tensão. Sala de irradiação (Radiation room) Partida interna (Safety delay timer with alarms) 8.25 e Antes de ligar o irradiador (ver também item 8.12: Sequência do procedimento de saída ou de partida do irradiador), o operador deve proceder a uma verificação interna, para se certificar de que tudo está em ordem (não há ninguém dentro dele, o percurso da grade de fontes não está obstruído, os contêineres estão alinhados etc.). Para forçar essa verificação, a sequência de partida tem o seu início no extremo da sala de irradiação mais afastado do labirinto, onde se encontra um micro switch que somente pode ser acionado pela chave multipropósito presa ao monitor de radiação portátil. Esse micro switch aciona um temporizador cujo ajuste deve ser suficiente para que o operador percorra todo o labirinto (em geral de 60 a 90 segundos, o que dependerá do comprimento dele) e um alarme sonoro e visual dentro do irradiador cuja função é alertar quem estiver do lado de fora para não entrar e quem estiver do lado de dentro para sair ou acionar um dos dispositivos de parada de emergência internos, para abortar a sequência de partida A partida interna deve ser integrada com o painel de controle, o que significa que ela só pode ser acionada se não houver nenhum sinal de falha no painel e que ela deve ser realizada dentro do tempo estipulado. Caso contrário, ela será desarmada, os alarmes serão desativados e o procedimento terá que ser reiniciado. Detalhe: somente quando todo o procedimento de saída ou de partida do irradiador tiver sido executado (recolocar o obstáculo físico, fechar a porta etc.) é que a fonte começará a se mover. Sistemas de parada de emergência internos (Emergency stop device) Têm a mesma função do botão de parada de emergência do painel de controle (ver item 8.23) e também devem ser claramente identificados. A diferença é que o seu acionamento deve ser feito dentro do irradiador. A solução mais adotada é o acionamento de um micro switch por um cabo que 63

82 percorra a sala de irradiação e parte do labirinto, como mostra a Figura 3.9. O acionamento desse cabo deve causar um sinal visual ou sonoro do lado de fora do irradiador. O mais adotado é um sinal de falha visual no painel de controle, o que permite o seu acionamento como medida adicional de segurança, por exemplo, durante uma manutenção ou colocação de cobalto na grade de fontes. Saída de emergência (Emergency exit) Caso alguém fique preso dentro do irradiador, deve ser possível sair dele a qualquer momento por uma saída de emergência, que costuma ser a própria porta de acesso. Antes de qualquer ação, o indivíduo deve puxar o cabo de parada de emergência e então começar a percorrer o labirinto em direção à saída, remover o obstáculo físico, abrir a porta, pois ela permite a abertura pelo lado de dentro (em geral, por meio de uma barra antipânico), sair do irradiador e fechar a porta. Figura 3.9: Cabo de parada de emergência dentro de um irradiador gama de categoria IV (MDS Nordion, Cobalt 60 IR-202 Operator`s Manual). Emergency stop cables: cabos de parada de emergência Pull cable switch: Switch acionado pelos cabos de parada de emergência (dentro do irradiador, mas afastado da sala de irradiação) Precauções em relação a eventos externos (Considerations with regard to external events) 8.30 a A escolha do local para a construção do irradiador deve ser avaliada em relação a eventos naturais geológicos (terremotos, desabamento de encostas, perigo de afundamento etc.) e meteorológicos extremos (frio, calor, chuva, vento, inundações etc.) e produzidos pelo homem 64

83 (rodovias próximas, fábricas que utilizam materiais inflamáveis ou explosivos, queda de aeronaves etc.) que possam afetar a integridade da blindagem. Essas avaliações devem utilizar as normas, códigos e padrões nacionais adequados e, na falta destes, deve-se procurar na legislação internacional (IAEA, Estados Unidos ou Europa). Em áreas comprovadamente sísmicas, a instalação deve ter um sensor sísmico firmemente preso à blindagem e interligado com o sistema de segurança, para que o irradiador seja desligado em caso de terremoto. Ventilação (Ventilation) 8.34 a A irradiação do ar produz ozônio (O 3 ), que é instável e, após algum tempo, é revertido para oxigênio (O 2 ). O ozônio é oxidante e, em certas concentrações, é prejudicial à saúde, motivo pelo qual deve ser mantido dentro dos níveis legais. Por isso um irradiador deve ser dotado de: Um sistema de ventilação para extrair o ar continuamente da sala de irradiação, mantendo-a à baixa pressão, o que evita a migração do gás para áreas de trabalho. O ar retirado passa por um sistema de filtros e por uma tubulação, que vai até o teto do irradiador, onde é expelido (ver Figura 3.10). Um sistema de retardo de entrada, com o objetivo de fornecer tempo para a redução dos níveis de ozônio a níveis seguros, pela sua extração e pela sua reversão em oxigênio O sistema de ventilação deve ser monitorado quanto ao seu funcionamento adequado. Se o sistema é desligado ou apresenta uma vazão abaixo da estabelecida, um sinal de falha deve aparecer no painel de controle, o que acarretará o retorno da grade de fontes para a posição de repouso ou o desligamento do feixe de elétrons. 65

84 Figura 3.10: Sistema de exaustão de ar para retirada do ozônio produzido pela radiação (MDS Nordion Safety Retrofit Systems Catalogue). Air flow: Fluxo de ar (de dentro para fora). Filter bank: Filtro para retenção de eventuais partículas radioativas (possibilidade remota, tanto que não é previsto monitor de radiação permanente nele). Sensor switch/to controls: Sensor de fluxo, caso o fluxo cesse (por quebra do motor do exaustor, filtro entupido etc.). Um sinal será enviado ao painel de controle. Equipment room: Sala de máquinas. Shield: Blindagem Exhaust air duct: Duto do exaustor de ar dentro da sala de irradiação (notar que o caminho é em curva de 90º e passando por baixo do irradiador, para não comprometer a blindagem). Irradiation room: Sala de irradiação. Avisos e símbolos (Notices and symbols) 8.34 a A colocação de avisos e símbolos de radiação (assim como o formato, tamanho e cores deles) segue a legislação vigente do país, então, este tópico deve ser visto em cursos básicos de radioproteção, motivo pelo qual não será abordado aqui. Indicação da situação da irradiação (da grade de fontes) [Indication (source) status indicators] Os indicadores de situação da irradiação devem informar: _ Quando o irradiador NÃO está operando (grade de fontes na posição de repouso ou feixe de elétrons desligado); _ Quando o irradiador está operando (grade de fontes na posição de exposição ou feixe de elétrons ligado); _ Quando a grade de fontes está em transito ou quando o raio X ou o feixe de elétrons está prestes a ser ligado (neste caso, o sinal visual deve vir acompanhado de um sonoro). 66

85 8.43. Um indicador de situação da irradiação deve ser claramente visível tanto no painel de controle como na porta de acesso e nas de entrada e saída de produtos. Cores dos indicadores da situação da irradiação (Irradiation status indicator colours) O código de cores mostrado na tabela deve ser utilizado nos indicadores, sejam eles do tipo que se acendem ou que são coloridos: Indicação Emergência (sistemas de parada de emergência ou luzes de advertência) Alerta ou perigo Informação crítica; sinais de falha (mau funcionamento do irradiador) Cuidado (não é uma emergência, mas requer atenção para que não se transforme em uma) Normal (o irradiador não está operando ou seu funcionamento não apresenta anormalidades) Informação Cor Vermelha Trifólio ou vermelha Vermelha Amarela ou laranja Verde Azul Sinais sonoros (Audible signals) Para evitar confusão na informação transmitida, cada sinal sonoro utilizado deve ser diferente dos outros (a não ser que a informação seja a mesma, por exemplo, no caso de intrusão) e alto o suficiente para chamar a atenção. Um sinal sonoro deve ser utilizado para indicar que a grade de fontes está em trânsito ou que o feixe de elétrons está prestes a ser ligado. Rotulagem visível e autoexplicativa (Labelling and posting) Os indicadores e sinais visuais de alerta (como luzes piscando ou mensagens no painel de controle) devem ser claramente identificados (ver Figura 3.11), assim como a situação a que eles se referem, para que o operador possa rapidamente executar as ações corretivas necessárias para sanála (ou chamar o supervisor de radioproteção, caso a situação não seja de sua alçada). 67

86 A B Figura 3.11: Painéis do irradiador multipropósito do IPEN/CNEN-SP; A) Indicadores físicos do estado do irradiador; B) Indicadores do painel de controle (tela de computador) Outras informações relevantes que devem estar disponíveis e visíveis são: _ Cópias das licenças de operação emitidas por cada um dos órgãos de fiscalização. Se não for praticável expô-las, um aviso de onde esses documentos podem ser encontrados dentro da instalação deve estar visível (por exemplo, todas as licenças de operação encontram-se no arquivo da gerência). _ Telefones ou outras formas de contato (por exemplo, rádio) com o supervisor de radioproteção e com outros indivíduos responsáveis pelo irradiador, em caso de emergência. IRRADIADORES GAMA (GAMMA IRRADIATORS) Projeto das fontes seladas (Design of sealed sources) 8.48 a A maior parte das informações contempladas por estes itens pode ser lida no capítulo 2 Irradiadores, mais especificamente em Fonte de irradiadores gama de categoria IV. Serão mencionadas as informações não contempladas: As fontes utilizadas em irradiadores gama categorias II, III e IV recebem a classificação Cada dígito está relacionado, respectivamente, com a severidade do teste de resistência: temperatura, pressão externa, impacto, vibração e punção. Ainda há testes de resistência a fogo, explosão e corrosão. Todos eles devem seguir normas internacionais. Cada remessa de fontes deve ser acompanhada da seguinte documentação: _ Modelo, número de série e de identificação da fonte, o radionuclídeo, a atividade e a data em que começou a contagem dela; 68

87 _ Certificado ISO 2919 para as fontes; _ Certificado de flexão (quando exigido); _ Certificado do teste de contaminação; _ Certificado de aprovação do material radioativo sob forma especial, se disponível; _ Qualquer outra documentação exigida pelo órgão regulador. Projeto interno: todo equipamento dentro da sala de irradiação (fiação, luzes, equipamento elétrico, avisos) deve ser resistente à exposição prolongada à radiação. Observação passada por técnicos: nunca utilizar fita de PVC na estrutura do irradiador, pois a exposição do PVC à radiação gama libera gás cloro (Cl 2 ), que é corrosivo para o aço inoxidável. Quando aplicável, a grade de fontes deve possuir fechos em sua parte superior, para impedir que os módulos (e, consequentemente, as fontes) sejam lançados, caso ela pare bruscamente na posição de exposição. Isto pode ocorrer por causa, por exemplo, de um repentino aumento da pressão de ar do guincho, em virtude de um defeito na válvula reguladora, que faria a grade de fontes subir em alta velocidade. A Figura 3.12 mostra esses fechos. Quando há a chegada de uma nova carga de material radioativo, toda a operação que envolva o manuseio das fontes, tais como: retirada das fontes do contêiner de transporte, abertura dos fechos, retirada dos módulos, abertura dos módulos, retirada dos simuladores, colocação das novas fontes, rearranjo das fontes antigas, fechamento dos módulos, recolocação dos módulos na grade de fontes e fechamento dos fechos, deve ser efetuada no fundo do tanque. O que exige ferramentas de vários metros de comprimento, para que os técnicos responsáveis por essa operação possam executar esse serviço da borda do tanque. Em geral, o cabo dessas ferramentas é feita de tubos de alumínio acopláveis, com cerca de um metro cada um. DETALHE IMPORTANTE: esses tubos devem possuir furos para permitir a entrada de água; caso contrário, a ferramenta transformar-se-ia em um duto de fuga para a radiação, se apontado para a grade de fontes. 69

88 Figura 3.12: Fecho na parte superior da grade de fontes para impedir o lançamento dos módulos, no caso de uma parada brusca dela, ao chegar à posição de exposição (MDS Nordion Safety Retrofit Systems Catalogue). Source rack: Grade de fontes Source module: Módulo de acomodação das fontes Source module latch: Fecho para os módulos (na posição fechada) Proteção da grade de fontes (Source guard) A grade de fontes deve ter proteções físicas que evitem o contato direto ou indireto dela com os contêineres em trânsito, os quais podem causar dano às fontes, caso eles saiam de seu percurso. Para evitar o contato direto, há uma capa protetora (shroud) formada por duas placas de metal paralelas aos lados da grade, quando esta se encontra na posição de exposição. Para que os contêineres não se desviem de seu caminho, há barras guias nas laterais do trajeto, no caso dos irradiadores tipo Tote, ou no chão, no caso de irradiadores tipo Carrier, porque eles possuem, em sua parte inferior, uma haste guia, que impede o balanço deles quando se movimentam (ver Figura 3.13). 70

89 a b c Figura 3.13: Sistemas para evitar o contato da grade de fontes com os contêineres: a) Shroud (irradiador gama de categoria IV do IPEN/CNEN-SP); b) Sistema de barras guias de um irradiador tipo Tote e c) de um Carrier. Observação: Sempre seguir rigorosamente as especificações do fabricante. Por exemplo, às vezes as placas colocadas para o shroud são mais finas do que as especificadas, para atenuar menos a radiação, e com o tempo, elas podem envergar e prender a fonte na posição de exposição Deve haver um mecanismo para prevenir a passagem na fileira mais próxima da fonte de contêineres cujos produtos não estejam acondicionados de forma correta dentro deles; em outras palavras, estejam sobrando pelas laterais do contêiner. Em alguns modelos de irradiadores tipo carrier, os contêineres são dotados de portas (para evitar que os produtos caiam durante o percurso), as quais, por acidente, podem se abrir durante o trajeto em torno da grade de fontes. Desse modo, existe a possibilidade de o shroud ser prensado e prender a grade e/ou danificar as fontes. Para evitar esse tipo de dano, deve-se colocar um sistema de detecção de contêineres fora do padrão, nas fileiras imediatamente vizinhas à grade de fontes. Veja um exemplo de mecanismo desse tipo na Figura 3.14 (Carrier collision sensors). Se um contêiner fora do padrão for detectado, o sistema de transporte de contêineres deve parar imediatamente, a grade de fontes deve voltar para a posição de repouso e gerar um sinal de falha no painel de controle. Sistema de resfriamento de emergência da grade de fontes (Emergency source cooling system) Alguns irradiadores gama de categoria IV utilizam um sistema de resfriamento da grade de fontes, no caso de ela ficar presa na posição de exposição, o que acarretaria sobreaquecimento e a possibilidade de incêndio do material que estivesse sendo irradiado. Esse sistema de resfriamento 71

90 consiste em uma bomba que retira água do tanque e a dispersa sobre a grade de fontes. Para impedir o acionamento acidental desse sistema, o encanamento que vai até o dispersor passa por fora da blindagem, onde há uma válvula que permanece fechada e é aberta manualmente no caso de constatação de perigo de incêndio pelos sinais mostrados no painel (fonte fora da posição de repouso, excedido o tempo de trânsito da grade de fontes, alta temperatura e fumaça). Figura 3.14: Sistema de detecção de carrier fora do padrão, passando pela fileira mais próxima à grade de fontes. Nesse caso, ele é dotado de portas e, por acidente, elas se abriram durante o percurso (MDS Nordion Safety Retrofit Systems Catalogue). If open, product carrier door will hit vertical collision bar: se aberta, a porta do carrier irá atingir a barra de colisão vertical. Vertical collision bars with spring loaded sensors: barras de detecção de colisão, dotadas de sensores com molas. Source rack: grade de fontes. Product carriers: contêineres tipo carriers. Tempo de trânsito da grade de fontes (Source travel timer) O tempo que a grade de fontes leva para ir da posição de repouso para a de exposição e viceversa não deve ultrapassar um valor estabelecido, em geral, pelo fabricante. Caso esse tempo seja excedido, aparecerá um sinal de falha correspondente no painel de controle, desligando o irradiador, e um alarme sonoro e visual será ativado. A máquina deverá permanecer desligada até se descobrir a causa da falha, que pode variar desde problemas simples, como um switch de final de curso quebrado ou falta de pressão no guincho, até um grave, como uma obstrução à passagem da grade de fontes. 72

91 Aberturas para acesso de emergência (Emergency acess ports) Caso a grade de fontes fique presa em uma posição de exposição, deve ser possível acessá-la por aberturas no teto do irradiador alinhadas a ela. Obviamente, esse acesso não será feito de forma direta. As referidas aberturas servirão para descer câmaras de vídeo, com o objetivo de verificar o que a está prendendo, e para enfiar ferramentas compridas, com o objetivo de desprendê-la. Essas aberturas não são as tampas de concreto (item 8.17). Elas são redondas e com cerca de quinze centímetros de diâmetro e são lacradas com cilindros de concreto com a espessura da blindagem, necessitando de um guincho de grande porte para retirá-las. O número delas variará, dependendo do tamanho e do modelo do irradiador, mas nunca é inferior a duas. A retirada desses cilindros deve ser autorizada e supervisionada pela CNEN e realizada por uma equipe de resgate formada por técnicos do fabricante do irradiador e da instalação. Indicadores de posicionamento da grade de fontes (Source rack position indicators) A informação de posicionamento da grade de fontes mostrada no painel de controle não deve ser gerada por um programa de computador, que pode apresentar um bug e fornecer uma informação falsa. Os indicadores de fonte em cima (up) e fonte embaixo (down) devem ter conexão direta aos switches acionados pela grade de fontes, quando ela atinge uma dessas posições. O acionamento dos switches deve ser feito, sempre que possível, pela própria grade. Por exemplo, nos irradiadores de categoria IV fabricados pela MDS Nordion, quando a grade chega ao fundo do tanque, ela aciona um pedal, que puxa um cabo de aço, que aciona o switch de fonte embaixo colocado na borda do tanque, como mostra a Figura E quando chega à posição de exposição, ela empurra uma haste, que aciona o switch de fonte em cima, como mostra a Figura Se os switches de indicação do posicionamento apresentarem defeito, um alarme sonoro e visual deve ser ativado para alertar o operador. Além dos switches de posicionamento, outros meios para confirmar o posicionamento da grade de fontes podem ser adicionados, por exemplo: uma câmera submarina no fundo do tanque ou a monitoração do nível de radiação no orifício do teto, pelo qual passa o cabo do guincho. O monitor de radiação interna (ver 8.18) também pode ser usado para essa tarefa. 73

92 Figura 3.15: Sistema de detecção da chegada da grade de fontes no fundo do tanque (MDS Nordion Safety Retrofit Systems Catalogue). Source down detector: pedal acionado pela grade de fontes. Doble angle pool anchor: âncora para os cabos guias da grade de fontes. Bottom of pool: fundo do tanque. Source rack: grade de fontes. Cable connected to switch at edge of pool: cabo de aço ligado ao switch de detecção de fonte embaixo, localizado na borda do tanque. Proximit limit switch: switch de detecção de fonte embaixo. Figura 3.16: Sistema de detecção da chegada da grade de fontes à posição de exposição (MDS Nordion Safety Retrofit Systems Catalogue). Inspection hole: buraco de inspeção. Source rack: grade de fontes (na posição de exposição). Push rod: haste (empurrada pela grade de fontes quando ela chega à posição de exposição). Ceiling of radiation room: Teto da sala de irradiação. Source up switch: switch de fonte em cima. 74

93 Acesso às fontes radioativas e sistemas de segurança interligados (Access to radioactive sources and safety interlock systems) Acesso ao tanque de irradiadores gama de categoria III (autoblindado com água) [Access to storage pools in Category III (self-contained wet source storage) irradiators] Irradiadores autoblindados com água (categoria III) devem ter uma barreira em volta do tanque (em geral, ela envolve o irradiador inteiro), que deve permanecer trancada quando a máquina estiver desatendida, para evitar acessos não autorizados. Somente os operadores, supervisores de radioproteção e titulares da instalação poderão ter acesso às chaves. A barreira deve ser dotada de um alarme de intrusão, para quando a máquina estiver desatendida. Controles extras de entrada não autorizada de pessoas pelas portas de entrada e saída de produtos (Backup Access control Product entry and exit ports) Ver itens 8.14 a 8.16 Tampas removíveis da sala de irradiação de irradiadores gama (Removable radiation room shield plugs at gamma irradiators) A abertura no teto sobre a sala de irradiação (descrita no item 8.17) deve ser projetada para uma posição sobre o tanque e que não seja na direção da grade de fontes. Desse modo, se houver um acidente e o contêiner de transporte de fontes se desprender, ele não cairá sobre a grade. O fundo do tanque deve ser projetado para resistir a esse impacto. Monitores de radiação fixos com alarmes em irradiadores de categoria III (autoblindado com água) [Fixed radiation monitor with alarms at Category III (self-contained wet source storage) irradiators] Se esse tipo de irradiador não tiver uma blindagem envolvendo-o (como o prédio dos irradiadores de categorias II e IV), então, ele deve ter um monitor de radiação ou a sua sonda sobre o tanque para detectar níveis anormais de radiação. Esse monitor deve gerar um alarme sonoro e visual, que possa ser notado da entrada da barreira que cerca o tanque (em geral, ela envolve o irradiador inteiro). Controles extras para descer a grade de fontes (Backup system for lowering the source rack) No caso de ocorrer uma falha no guincho, deve haver um sistema alternativo que permita baixar a grade de fontes. Para guinchos mecânicos, o sistema poderia ser um breque manual, que 75

94 permitisse controlar a velocidade de descida até o fundo do tanque. No caso de guinchos pneumáticos (ar comprimido), eles devem ter uma segunda válvula, caso falhe a principal, para permitir a saída do ar comprimido de forma controlada. A falha dos sistemas primários de descida deve ser mostrada pelo painel de controle e gerar um alarme audível e visual. Monitor de radiação de saída de produtos (Product exit radiation monitor) Um monitor de radiação de área deve ser fixado na porta de saída de produtos, para detectar uma eventual saída de material radioativo dentro dos contêineres (ver Figura 3.17). Esse monitor deve estar interligado com o sistema de segurança; consequentemente, se um nível de radiação acima do predeterminado for detectado, o sistema de transporte deve parar imediatamente, a grade de fontes deve retornar para a posição de repouso e um alarme sonoro e visual deverá ser acionado. Essa situação requer a evacuação do setor em direção ao ponto de encontro. O operador (que deve evacuar, levando o monitor portátil) deve comunicar o fato ao supervisor de radioproteção, que, seguindo o procedimento específico para essa situação, deverá verificar se o alarme foi real ou falso (devido, por exemplo, a um mau funcionamento do monitor de saída de produtos). a b Figura 3.17: a) Monitor de radiação de área com alarme e sonda externa; b) Monitor de radiação de área fixado na porta de saída de contêineres (MDS Nordion Safety Retrofit Systems Catalogue). 76

95 Irradiadores com fonte armazenada em água (Wet source storage irradiators) Nesses tipos de irradiadores, a água desempenha a importante função de blindagem, o que implica a importância da manutenção do seu nível. Para mantê-lo, um sistema automático deve ser instalado. A Figura 3.18a mostra um sensor de nível para esse sistema da MDS Nordion. Esse sensor pode ser colocado diretamente no tanque ou em um vaso comunicante do lado de fora da blindagem, como mostra a Figura 3.18b. Todos os componentes desse sistema que ficam debaixo da água, com exceção da boia, devem ter uma densidade igual ou superior a 1 g/cm 3. Se for usado um tubo oco para a fixação do sistema, ele deve ter aberturas para permitir a entrada de água e, desse modo, evitar o risco de produzir um feixe de radiação colimado. a b Figura 3.18: a) Sensor do nível de água do tanque (MDS Nordion Safety Retrofit Systems Catalogue): High water level: Nível de água acima do normal Normal operating water level: Nível de água normal Start make-up water flow: Nível de reposição de água Low water alarm: Alarme de nível de água baixo e disparo do alarme Float: boia Collar: Limitador de final de curso Reed switch: switch em forma de vareta (sensor magnético que detecta a posição da boia de metal) b) Sensor em um vaso comunicante com o tanque do lado de fora da blindagem no irradiador gama do IPEN/CNEN-SP 77

96 8.72. Apesar de todo cuidado com a limpeza das instalações, inevitavelmente o fundo do tanque de armazenamento da grade de fontes ficará sujo. Como a sujeira pode ser uma fonte de material ionizado pela radiação que pode atacar a fonte, essa sujeira deve ser removida de tempos em tempos e Para a retirada de sujeiras sólidas e relativamente grandes, são utilizadas ferramentas de alguns metros de comprimento (ver as últimas linhas do último parágrafo do item em bloco: 8.48 a 8.57). Durante a remoção a sujeira deve ser monitorada. Para remover a sujeira mais fina utiliza-se um sistema de sucção, como uma bomba de água de pequena potência. A entrada da bomba é conectada a uma mangueira pré-enchida com a água do próprio tanque. A extremidade livre da mangueira é amarrada a uma ferramenta e guiada até o fundo. A saída da bomba é conectada a um filtro e a saída do filtro é conectada a outra mangueira que devolve a água para o tanque. Desse modo evita-se perda de água, que, por acidente, poderia baixar muito o nível e comprometer a blindagem. Durante a operação, o filtro deve ser constantemente monitorado e, se houver qualquer indício de radiação, a operação deve ser imediatamente interrompida. O filtro só poderá ser descartado após uma cuidadosa monitoração que indique a ausência de material radioativo proveniente da fonte. Monitor de radiação do sistema de tratamento da água (Radiation monitor of the water treatment system) Um monitor de radiação de área deve ser colocado no sistema de tratamento de água, para detectar uma contaminação radioativa na água, originada de um eventual vazamento da fonte, que ficaria retida nos filtros. Ele pode ser fixado, por exemplo, na coluna de deionização (ver Figura 3.19) ou no filtro de partículas Esse monitor deve estar interligado ao sistema de segurança; consequentemente, se um nível de radiação acima do predeterminado for detectado, o sistema de recirculação de água deve parar imediatamente, a grade de fontes deve retornar para a posição de repouso e um alarme sonoro e visual deve ser acionado. Essa situação requer a evacuação do setor em direção ao ponto de encontro; O operador (que deve evacuar, levando o monitor portátil) deve comunicar o fato ao supervisor de radioproteção, que, seguindo o procedimento específico para essa situação, deverá verificar se o alarme foi real ou falso (devido, por exemplo, a um mau funcionamento desse monitor). 78

97 Figura 3.19: Monitor de radiação de área com alarme e sonda externa na coluna de deionização do sistema de tratamento de água do tanque (MDS Nordion Safety Retrofit Systems Catalogue). Integridade do tanque (Storage pool integrity) O tanque de armazenamento da grade de fontes deve ser estanque e deve ser concebido para reter água em todas as circunstâncias razoavelmente previsíveis. Deve ser construído com materiais metalurgicamente compatíveis entre si e com os que serão colocados em seu interior, o que inclui as fontes radioativas e sua grade. Deve ser feito de aço inoxidável, que é resistente à corrosão, à radiação e é facilmente descontaminado. Deve ser projetado para suportar os contêineres de transporte de fontes, que são utilizados nas operações de carga e descarga dos lápis de cobalto Não deve haver aberturas (tais como tubos ou furos tampados) no fundo do tanque. Qualquer abertura não deve estar a mais do que 30 cm abaixo do nível normal de água. Materiais dos componentes do tanque (Materials of pool components) Todos os componentes do tanque devem ser feitos de materiais resistentes à corrosão, uma vez que os produtos de corrosão podem afetar a integridade das fontes seladas. Sempre que possível, os componentes de aço inoxidável (tais como suportes ou polias), após a fabricação, devem passar por um tratamento (passivação) para aumentar sua resistência à corrosão. Controle do nível de água nível normal (Water level control Level normal) Deve existir um sistema de reposição de água do tanque, principalmente por causa da perda por evaporação, para manter um nível seguro de blindagem da radiação proveniente da grade de 79

98 fontes em sua posição de repouso. Antes de a água de reposição entrar no tanque, ela deve passar pelo sistema de tratamento de água (sistema de desmineralização). Quando o nível chegar ao normal, a entrada de água deve ser interrompida (ver item 8.71) Um hidrômetro deve ser instalado para medir a quantidade de água reposta e um registro dessas entradas deve ser mantido, o que permite calcular a quantidade média reposta. Um desvio dessa média pode significar um vazamento do tanque Deve-se evitar que a água do tanque migre para o sistema de abastecimento de água da cidade (rios, lençóis freáticos etc.), em caso de vazamento ou de transbordamento. Controle do nível de água anormal nível baixo (Water level control abnormal Level low) Se o nível da água descer a um ponto que comprometa a blindagem, por volta de 30 cm abaixo do nível normal (ver item 8.71 e 8.80), um alarme sonoro e visual deve ser ativado e a porta do labirinto permanecerá trancada até o restabelecimento do nível normal de água. Controle do nível de água anormal nível alto (Water level control abnormal Level high) Se o nível de água subir acima do nível normal (ver item 8.71), um alarme sonoro e visual deve ser ativado. A manutenção deve investigar as causas do problema e tomar as ações necessárias para evitar o transbordamento. Tratamento da água do tanque (Water conditioning) O tanque de armazenamento de fontes deve ser equipado com um sistema de tratamento de água (em geral, um desmineralizador) capaz de mantê-la limpa e a um nível de condutividade de 1000 µs/m (1 kω.m) para a operação de rotina (a água é recirculada por esse sistema ininterruptamente). Esse nível não deve exceder 2000 µs/m (ser inferior a 0,5 kω.m) por mais de 90 dias. As medidas de condutividade servem como indicador de níveis potencialmente altos de haletos (por exemplo: cloretos e fluoretos), que são conhecidos por serem corrosivos para o aço inoxidável. Portanto, a condutividade (ou resistividade) da água deve ser monitorada continuamente Deve-se ter grande cuidado para evitar a introdução de contaminantes no sistema de tratamento de água (por exemplo: regenerantes das resinas do deionizador, materiais de limpeza, materiais de combate a incêndio, derramamento de produto em irradiação). Os fabricantes de fontes 80

99 seladas estabeleceram recomendações para níveis aceitáveis e frequência de testes para os indicadores de qualidade da água, tais como: condutividade, ph e concentrações de cloreto Todos os filtros e resinas no sistema de tratamento de água devem ser testados quanto à contaminação radioativa antes de serem removidos ou sofrerem retrolavagem ou regeneração do sistema. Os fluidos resultantes da retrolavagem ou da regeneração somente devem ser descartados se o nível de contaminação estiver abaixo dos limites autorizados estabelecidos pela entidade reguladora local (no caso do Brasil, a CNEN). Resfriamento da água do tanque de armazenamento da grade de fontes (Cooling of storage pool water) O processo de decaimento radioativo, para grandes atividades [acima de 18,5 PBq (500 kci)] gera quantidades significativas de calor, que provocará o aumento de temperatura da água do tanque, o que pode resultar no aumento da evaporação e, consequentemente, da umidade dentro da sala de irradiação. Dependendo da taxa de evaporação, a blindagem fornecida pela coluna de água pode ser comprometida e a umidade pode danificar a parte elétrica. Se a temperatura da água estiver muito alta, por causa da grande atividade na grade de fontes, um sistema de resfriamento da água em recirculação deve ser instalado. Temperaturas altas da água também podem acelerar a degradação das resinas do sistema de deionização. Tubulações no tanque Como há tubos dentro do tanque [para o sistema de incêndio (8.60), entrada e saída de água] e eles estão cheios de água, se houver uma quebra no prolongamento de um desses canos abaixo do nível do tanque, ele poderá atuar como um sifão, retirando a água e comprometendo a blindagem que ela fornece. Por isso, tais tubos devem ser dotados de válvulas bloqueadoras de sifonagem (siphon breakers). Com relação ao sistema de recirculação de água, a boca do tubo responsável pela sucção da água do tanque não deve estar mais do que 30 cm abaixo do nível normal. Guarda-corpo e cobertura do tanque (Storage pool guard and cover) Uma barreira em torno do tanque ou uma tampa em cima dele deve ser instalada, para prevenir a queda de pessoas. Esse obstáculo deve ser removível para permitir operações de manutenção e ou de rotina. 81

100 Proteção contra o fogo (Fire protection) Um sistema de combate ao fogo deve ser instalado dentro da sala de irradiação. O controle para a ativação do sistema deve estar localizado do lado de fora do irradiador (ver item 8.60) Salas de irradiação equipadas com sprinklers devem ter uma válvula de fechamento desse sistema do lado de fora do irradiador, com o objetivo de evitar o transbordamento do tanque e o consequente espalhamento da água para as áreas vizinhas. A seleção do sistema de sprinklers deve levar em conta: a máxima temperatura do teto da sala de irradiação durante as operações de rotina (evitar acionamentos indevidos), assim como os efeitos da longa exposição à radiação e ao ozônio A sala de irradiação deve ser equipada com detectores de fumaça e de calor. Se um desses dispositivos for acionado, a fonte deve imediatamente descer para a sua posição de repouso; o sistema de transporte de contêineres deve parar; o sistema de ventilação, para a retirada de ozônio, deve ser desligado (motivo: interromper o fluxo de ar das aberturas para o sistema de ventilação, que alimentaria um eventual foco de incêndio); um sinal de falha e um alarme sonoro devem ser acionados no painel de controle Substâncias químicas e corrosivas que possam afetar desfavoravelmente a integridade das fontes seladas não devem ser utilizadas no sistema de combate ao fogo. Falta de energia (Power failure) Eletricidade 8.95 e Se uma interrupção de energia elétrica durar mais de dez segundos, a grade de fontes deve automaticamente voltar para a sua posição de repouso. Um sinal de falha deve ser mostrado no painel de controle, que deve ser dotado de alimentação de emergência para que se tenha plena informação do estado da máquina. Observação: Há regiões em que interrupções de energia elétrica de menos de dez segundos são comuns. Nesses casos, essa medida se justifica, pois a situação de maior risco potencial para um operador é a entrada no irradiador, assim, quantos menos entradas, menor o risco, principalmente em situações como esta, em que as condições operacionais retornam em poucos segundos, porque, psicologicamente, o operador pode se autopressionar a ligar a máquina rapidamente e se esquecer de seguir os procedimentos de segurança. 82

101 Falta de potência, sem relação com a eletricidade (Non-electrical power) Falhas de potência, que não sejam elétricas (por exemplo: potência pneumática ou hidráulica), utilizadas para controlar ou operar qualquer sistema de segurança do irradiador, devem provocar o retorno da grade de fontes para a posição de repouso. IRRADIADORES DE FEIXE DE ELÉTRONS E DE RAIOS X (ELECTRON BEAM IRRADIATORS AND X RAY IRRADIATORS) Considerações de segurança no projeto de aceleradores de elétrons (Safety considerations in the design of electron accelerators) Um dos objetivos dos fabricantes de aceleradores industriais é projetar a instalação do feixe de elétrons para ser operada de maneira simples e confiável. Mas esse objetivo não deve se sobrepor à segurança e, a cada etapa do projeto, deve-se verificar se ele abre brechas para a ocorrência de acidentes que possam ocasionar a exposição de pessoas. Os aceleradores possuem partes que podem estar desligadas de forma incorreta ou parcialmente desligadas, o que pode resultar em exposições acidentais durante uma parada para reparos ou manutenção. Além disso, se há capacidade de acelerar elétrons, haverá a probabilidade de produção de raios X por Radiação de Freamento (Bremsstrahlung) por causa da corrente escura (dark current). NOTA: Corrente escura (dark current): refere-se à condição em que um acelerador gera radiação quando não há corrente no cátodo, mas a tensão de aceleração (isto é, alta tensão) ainda está aplicada. Então, elétrons ainda podem estar sendo emitidos do cátodo frio e sendo acelerados, resultando em um feixe de elétrons, mesmo sem haver corrente no cátodo. Para maior clareza, ver a Figura 3.20, que mostra o funcionamento de uma ampola de raios X diagnóstico: a corrente passa pelo cátodo aquecendo o filamento e fornecendo energia aos elétrons que saltam dele atraídos pelo ânodo. Se somente a alta tensão está sendo aplicada, os elétrons ainda podem ser atraídos pelo ânodo, mas em menor número A possibilidade de ativação (tornar radioativo) dos equipamentos do acelerador, de seus componentes auxiliares (tais como: do absorvedor do feixe ou do sistema de posicionamento de produtos) e da blindagem deve ser levada em conta no projeto de instalações de feixes de elétrons que empreguem energias maiores ou iguais a 10 MeV. Dependendo da energia e da potência de 83

102 saída do acelerador, os níveis de radiação resultantes da ativação dos materiais nesses componentes podem ser significativos. Se isto ocorrer, deve ocasionar o imediato desligamento do acelerador. Figura 3.20: Ampola de raios X diagnóstico: A corrente passa pelo cátodo, aquecendo o filamento Fornece energia aos elétrons, que saltam do filamento, atraídos pelo ânodo. Se somente a alta tensão está sendo aplicada, os elétrons ainda podem ser atraídos pelo ânodo, mas em menor número, gerando a corrente escura (dark current) Os procedimentos para a manutenção e o reparo do equipamento, em particular, para a remoção e guarda de componentes potencialmente ativados, devem seguir procedimentos de radioproteção que evitem a exposição de pessoas. Espera-se que a maioria das ativações tenha meia-vida curta (se o projeto foi executado de forma adequada), mas a atividade, logo após o desligamento do acelerador, pode ser significativa e se forem realizadas operações, como de solda ou de perfuração nos componentes ativados, os trabalhadores podem sofrer exposição interna e externa Um acelerador confiável, isto é, que apresenta poucos problemas técnicos, irá oferecer menos risco de exposição acidental, pois haverá menor número de entradas para manutenção e reparos. Uma redução ainda maior pode ser atingida quando o projeto prevê facilidades para a resolução de problemas técnicos (espaço para a manutenção, possibilidade de as peças serem trocadas em poucos estágios etc.). Isso também reduz a probabilidade de outros acidentes não radioativos, tais como: choques elétricos, exposição à radiofrequência, cortes ou hematomas. As seguintes características devem ser consideradas no projeto de um acelerador industrial: _ Meios físicos ou mecânicos de desabilitar o sistema principal do acelerador; _ Sistema de monitoração dos parâmetros da máquina; _ Sistema de diagnóstico remoto da máquina. 84

103 Os parâmetros de operação do acelerador (tensão e corrente) devem ser interligados ao sistema de transporte de produtos Os testes para o licenciamento devem ser executados nos parâmetros máximos (tensão e corrente) e com o sistema de transporte de produtos em funcionamento, ou seja, na condição limite do equipamento. Mecanismo de desativação para o sistema principal de aceleração (Disabling mechanism for the main acceleration system) O mecanismo de desativação para o sistema principal de aceleração, que deve interromper a tensão aplicada, deve desativar os meios de aceleração sem causar dano aos componentes da máquina. Essa desativação deve ser feita, de modo a não interferir nos sistemas de diagnóstico. O sistema de desativação deve estar claramente identificado e detalhadamente explicado na documentação do fabricante, que acompanha o acelerador. Monitoração dos parâmetros da máquina (Built-in monitoring of machine parameters) Os parâmetros de funcionamento de um acelerador devem ser monitorados continuamente. Isso fornece a oportunidade para o registro das falhas mais comuns e a utilização dessa informação no planejamento das manutenções de rotina ou em uma eventual melhoria do projeto. Diagnóstico remoto da máquina (Built-in remote machine diagnostics) Pontos de teste eletrônicos devem ser colocados em lugares estratégicos do lado de fora da sala de irradiação, para fornecer ao operador e à equipe de manutenção informações suficientes para um diagnóstico da máquina, sem ter que desativar o sistema principal de aceleração ou sofrer a tentação de burlar um ou mais sistemas de segurança. Para alguns tipos de acelerador, deve-se considerar a possibilidade da instalação de circuito interno de câmeras. Blindagem (Shielding) Para aplicações utilizando elétrons de alta energia, o feixe sairá de um ambiente em vácuo, dentro do acelerador, para a sala de irradiação, que estará à pressão ambiente (preenchida com ar ou com um gás inerte), atravessando uma janela fina que permita a passagem dos elétrons com uma perda de energia tão baixa quanto possível. 85

104 Os elétrons têm um alcance finito dentro da matéria, que é uma função da energia inicial deles e da densidade do material absorvedor. O alcance máximo dos elétrons é pequeno em comparação com o do raio X, que é gerado como consequência da interação dos elétrons com a matéria com que eles colidem. Os cálculos para o projeto da blindagem de instalações com aceleradores de elétrons somente deve levar em conta os raios X gerados Há dois tipos de raios X gerados pela interação de elétrons com a matéria: radiação de freamento (bremsstrahlung) e raios X característicos. Os últimos devem ser considerados somente para elétrons acelerados até 300 kev que são blindados com elementos pesados, tais como: chumbo ou urânio empobrecido. Na maioria dos casos, a radiação de freamento deve ser considerada mais importante do que os raios X característicos quando estiver determinando os requisitos do projeto para a blindagem Materiais que contenham elementos de baixo número atômico devem ser utilizados, tanto quanto possível, para as estruturas que estarão sujeitas à irradiação pelo feixe de elétrons, para minimizar a geração de raios X. Os cálculos da blindagem devem ser executados sob a suposição de que um produto hipotético, quando submetido ao feixe, absorverá todos os elétrons (produzindo raios X). Convém repetir o mesmo raciocínio para a composição dos materiais estruturais e para os produtos, que podem ser irradiados na instalação. Os cálculos de blindagem devem ser realizados para o máximo de energia e para a corrente máxima que o acelerador de elétrons pode fornecer Deve ser dada atenção aos raios X secundários do lado de fora da sala de irradiação, em particular nos aceleradores que operam em níveis de alta tensão e com os estágios de aceleração do feixe de elétrons. Existem várias causas para essa radiação espúria: _ Elétrons retroespalhados podem possuir energia suficiente para voltarem pelo tubo acelerador. Esse efeito é particularmente pronunciado quando elétrons de alta energia colidem com um material alvo que contenha elementos com um número atômico elevado, gerando raios X por bremsstrahlung. _ Durante a preparação do acelerador de elétrons e durante a operação sob condições de vácuo relativamente pobres, pode haver uma corrente escura no tubo acelerador que pode gerar raios X Com exceção dos casos de aceleradores na faixa de baixa energia (até cerca de 500 kev) e máquinas especiais que operam a energias mais elevadas, o concreto padrão será o material de 86

105 blindagem preferido, por razões econômicas e para minimizar a probabilidade de ativação. Exemplos de cálculo de espessura de blindagem e a disposição dos labirintos para o acesso de pessoas e para o transporte de produto da e para a sala de irradiação podem ser obtidas em: INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Radiological Safety Aspects of the Operation of Electron Linear Accelerators, Technical Reports Series No. 188, IAEA, Vienna (1979). NATIONAL COUNCIL ON RADIATION PROTECTION AND MEASUREMENTS, Structural Shielding Design and Evaluation for Megavoltage X- and Gamma-Ray Radiotherapy Facilities, Report No. 151, NCRP, Washington, DC (2005) No licenciamento de uma instalação de irradiação com feixe de elétrons, atenção especial deve ser dada aos pontos quentes, isto é, pequenas áreas de alta intensidade de radiação, por causa de radiação espúria, passando através de aberturas na blindagem (para a passagem de cabos elétricos, por exemplo). Esse tipo de ocorrência deve ser reduzido a níveis aceitáveis. O que é frequentemente conseguido pela utilização de blindagem adicional, tal como aquela feita com grãos de chumbo ou de aço. O fabricante deve disponibilizar a sua experiência com as instalações existentes do mesmo tipo ou semelhantes. Considerações no projeto de instalações para irradiação por raios X (Safety considerations in the design of X ray irradiation facilities) Para uma instalação de irradiação de raios X, são válidas as recomendações feitas anteriormente para aceleradores de elétrons, uma vez que o sistema de raios X consiste em uma instalação de irradiação por feixe de elétrons acoplado a um alvo de elevado número atômico (ver capítulo 2, item 2.2.2, Figura 2.30), para a produção de radiação de freamento (bremsstrahlung). Especificamente, são considerados os sistemas de desativação do mecanismo de aceleração, de monitoramento de parâmetros e de diagnósticos a distância da máquina Como o projeto de proteção para instalações de irradiação de elétrons é baseado na produção provável de raios X pela interação do feixe com os componentes internos do sistema e com a blindagem, a avaliação dos requisitos para uma instalação de irradiação de raios X é comparável com a de instalações de irradiação de elétrons. A exceção é que, nessas instalações, os elétrons são convertidos em raios X de uma maneira conhecida e previsível. Isso faz com que as previsões sobre a geração de radiação de freamento (bremsstrahlung) sejam menos incertas do que aquelas para as instalações de irradiação de elétrons. A eficiência de conversão de elétrons para raios X e, 87

106 consequentemente, a intensidade do feixe emergente é maior para um alvo especialmente concebido do que para o processo secundário, que ocorreria em uma instalação de irradiação com feixe de elétrons, que se originaria da interação do feixe com o equipamento do processo ou com o mecanismo de transporte de produtos Consequentemente, a espessura da barreira diretamente em frente do feixe (barreira primária) deve ser substancialmente maior para uma instalação de irradiação de raios X do que para uma com feixe de elétrons. Do mesmo modo, os raios X espalhados terão uma maior intensidade em uma instalação de irradiação de raios X do que em uma de feixe de elétrons. Comparando com as instalações de feixe de elétrons, as de raios X devem ter blindagens adicionais para as barreiras secundárias e nas vias onde há espalhamento, tais como: ao longo do labirinto e dutos de saída de cabos elétricos Para instalações de irradiação de raios X operando a partir de 5 MeV, a geração de nêutrons no alvo de elevado número atômico e a sua propagação deve ser considerada nos cálculos de blindagem. A taxa de fluência de nêutrons pode não ser significativa para a ativação dos produtos que estão sendo irradiados, mas pode ser significativa para ser levada em conta no projeto da blindagem e dos labirintos Devido ao potencial para a ativação dos raios X de energias mais altas, blindagens para essas instalações não devem ser construídas em metal, especialmente para a barreira primária. Concreto é o material mais indicado para a construção das blindagens necessárias, por ter número atômico efetivo relativamente baixo A possibilidade de ativação da placa de elevado número atômico, do equipamento do acelerador, do equipamento auxiliar (tais como: a do absorvedor do feixe e do sistema de transporte de produtos) e da blindagem devem ser levados em conta no projeto de uma instalação de irradiação por raios X. Dependendo da energia e da potência de saída, os níveis de radiação originados pela ativação dos materiais pelos raios X podem ser significativos. Se isso ocorrer, o irradiador deve ser desligado imediatamente Os procedimentos para a manutenção e o reparo do equipamento, em particular, para a remoção e guarda de componentes potencialmente ativados, devem seguir procedimentos de radioproteção que evitem a exposição de pessoas. Espera-se que a maioria das ativações tenha 88

107 meia-vida curta (se o projeto foi executado de forma adequada), mas a atividade, logo após o desligamento do acelerador, pode ser significativa e se forem realizadas operações, como de solda ou de perfuração nos componentes ativados, os trabalhadores podem sofrer exposição interna e externa. MODIFICAÇÕES DA INSTALAÇÃO (FACILITY MODIFICATIONS) Qualquer proposta de modificação da instalação de irradiação necessita da aprovação da agência reguladora local, no nosso caso, da CNEN. As modificações somente devem ser executadas por pessoas ou empresas apropriadamente qualificadas (em geral, possuidoras de certificação ISO 9000, boa reputação e com um histórico de poucas reclamações em serviços de proteção do consumidor). As modificações devem ser checadas durante a implementação, para assegurar que elas estão seguindo o projeto aprovado pela CNEN e que a segurança da instalação não está sendo comprometida (por algum detalhe, que somente se tornou visível durante a execução da modificação) Antes de realizar qualquer modificação, a direção operacional da instalação deve consultar profissionais com conhecimento na área, como um perito qualificado, para avaliar se ela tem o potencial de causar algum risco de exposição antes de submetê-la à aprovação da CNEN. Alguns exemplos de tais modificações são: _ Modificações dos procedimentos operacionais; _ Modificações nos sistemas de segurança (no sentido de reduzi-los); _ Modificações significativas no irradiador; _ Carga, recarga, remoção ou redistribuição das fontes radioativas, ou reorientação do feixe de elétrons. Em resumo, qualquer modificação na fonte de radiação em relação àquela que foi aprovada pela CNEN na época do licenciamento; _ Mudanças no quadro de pessoal, quando ocorre com aqueles responsáveis pela radioproteção (empregados ou com consultores). 3.4 Conceito de Falha Segura (ou de falhar com segurança) (Fail Safe) O projeto dos sistemas de segurança de um irradiador deve ser elaborado, de acordo com a seguinte lógica: 89

108 Se algum componente de um sistema de segurança parar de funcionar, essa situação deve desencadear o sinal de falha a que esse sistema pertence, colocando o irradiador na situação mais segura (grade de fontes no fundo do tanque ou feixe de elétrons desligado). Por exemplo, se uma das fotocélulas do sistema de detecção de intrusão parar de funcionar, isso será encarado como uma tentativa de entrada irregular e, consequentemente, acarretará: o disparo dos sinais sonoros e visuais de intrusão, o recolhimento da grade de fontes, a parada das esteiras e o aparecimento no painel do sinal de falha correspondente. A situação somente será remediada quando a fotocélula for consertada ou trocada. 3.5 Como aprender estes conceitos A melhor forma de aprender e fixar os sistemas e os conceitos de segurança apresentados é montando um irradiador de grande porte. Claro que eles custam alguns milhões de dólares, mas um montado com peças do tipo Lego custa pouco. Mesmo para empresas que estejam em processo de montagem de um irradiador real ou que já possuam um, esta é uma ferramenta de aprendizagem extremamente eficaz. Como exemplo, as Figuras 3.21 e 3.22 mostram uma maquete, utilizando peças tipo Lego do irradiador da Figura 2.12 e alguns dos sistemas de segurança inerentes a um irradiador gama de categoria IV. Esta é uma maquete pequena, própria para ser transportada. As Figuras de 3.23 a 3.28 mostram outros detalhes. Para maior efetividade desse método, os profissionais em treinamento devem montar os próprios modelos, podem escolher os apresentados neste ou em outros livros ou pesquisar na internet. 90

109 Figura 3.21: Maquete utilizando peças tipo Lego de um irradiador gama de categoria IV: 1 Painel de controle. 2 Monitor de radiação interna. 3 Switch acionado por chave para a abertura da porta. 4 Entrada para o labirinto. 5 Contêiner saindo do irradiador. 6 Monitor de radiação de área de saída de contêineres. 7 Sinal visual de que a fonte está na posição de exposição. 8 Sinal sonoro e visual que indica que a grade de fontes está se movimentando. 9 Sinal interno sonoro e visual indicando que a máquina será ligada 10 Labirinto. 11 Sensores do monitor de radiação interna. 12 Sala de irradiação. 13 Sensor de nível da água do tanque. 14 Tanque ou piscina. 15 Planos de irradiação dos contêineres. 16 Duto de exaustão de ar. 17 Sistema de exaustão de ar da sala de irradiação. 18 Sistema de deionização de água. 19 Blindagem. 20 Partida interna do irradiador. 91

110 Figura 3.22: Maquete utilizando peças tipo Lego de um irradiador gama de categoria IV, vista superior Figura 3.23: Detalhe do painel de controle 92

111 Figura 3.24: Vista lateral da maquete Figura 3.25: Maquete do sistema de detecção da grade de fontes na posição de repouso 93

112 Figura 3.26: Sequência de acionamento do sistema de detecção da grade de fontes na posição de repouso Figura 3.27: Sistemas no teto de um irradiador gama de categoria IV 94

113 Figura 3.28: Sequência de retirada das tampas de concreto do teto 95

114

115 4. Manutenções De nada adiantarão os dispositivos e sistemas de segurança descritos no capítulo anterior, se eles não forem checados periodicamente e consertados, se for o caso. A SSG-8 [IAEA, 2010] no seu item 9 (Testing and maintenance of equipment) faz recomendações sobre a periodicidade das manutenções, que devem ser realizadas seguindo as instruções do fabricante, por pessoal qualificado e com o acompanhamento do supervisor de radioproteção responsável. Na seção de apêndices foram colocados, para servir de exemplo, manuais e planilhas de manutenção periódicas escritos para um irradiador gama de categoria IV. Quando um irradiador é adquirido, o fabricante fornece planilhas de manutenção em que a periodicidade de checagem de alguns itens pode ser maior ou menor do que as recomendadas pela SSG-8. Qual se deve seguir? Devemos lembrar que as publicações da IAEA são recomendações e que a evolução tecnológica pode produzir equipamentos mais confiáveis do que na época em que a publicação foi escrita, o que acarreta o espaçamento da periodicidade da checagem desse equipamento. A palavra final será dada pela CNEN, durante o processo de licenciamento, em que as planilhas de manutenção do futuro irradiador devem ser apresentadas para avaliação e durante o tempo de funcionamento da instalação. Os fiscais da CNEN realizarão inspeções periódicas em que eles, ou os responsáveis pelo irradiador, podem pedir a alteração da frequência de checagem ou a instalação de novos dispositivos de segurança, à luz de algum evento contra a segurança ocorrido na própria instalação ou em outra. Toda vez que for exigida a utilização de um monitor de radiação portátil, ele deve estar calibrado por algum laboratório autorizado pela CNEN. Os certificados de calibração têm validade de um ano, com a ressalva de que, nesse período, o equipamento pode sofrer manutenções que interfiram na sua sensibilidade. Por exemplo, troca do tubo Geiger ou de um componente da eletrônica associada à leitura. Exemplos de manutenções que não implicariam a perda da validade do certificado: troca da alça, do botão liga-desliga ou do vidro do galvanômetro. 4.1 Semanalmente Para irradiadores gama categorias II e IV, checar os níveis de radiação nos filtros do exaustor de ar. Para Irradiadores gama categorias III e IV, Checar: Os níveis de radiação nos tanques do sistema de desmineralização de água; Os níveis de condutividade da água que vem e vai para o tanque; 97

116 do tanque. O funcionamento do sistema de refrigeração da água e a temperatura da água que vai e vem Para todos os irradiadores, checar: Sistemas de segurança associados à entrada pela porta; Sistemas de parada de emergência internos e externos; Sistemas de detecção de intrusão; Nota: esses sistemas devem ser testados com o irradiador em operação normal (fonte na posição de exposição), com a óbvia exceção do sistema de parada de emergência interno. 4.2 Mensalmente Checar se o monitor de radiação interna está funcionando. Para issto deve-se aproximar uma fonte teste de baixa atividade dos sensores de radiação. Checar se o acionamento do monitor interno bloqueia a entrada à sala de irradiação e se a porta de acesso pode ser facilmente aberta pelo lado de dentro. Testar o monitor de radiação de saída de produtos, aproximando uma fonte teste de baixa atividade do sensor de radiação. Um alarme deve soar, a fonte deve voltar para a posição de repouso e o sistema de movimentação de produtos deve parar imediatamente. Para irradiadores gama de categorias III e IV, checar se o monitor de radiação do sistema de tratamento de água está funcionando, utilizando a fonte teste de baixa atividade. Testar os sistemas de desligamento imediato, durante a operação normal do irradiador, se possível: alta temperatura, sensores de posicionamento da grade de fontes, detectores de intrusão e detector de terremoto. Testar os guinchos da fonte, o sistema de ventilação e qualquer mecanismo similar que seja importante para a operação segura do irradiador. Testar o sistema de transporte de produtos. Para aceleradores, checar se os componentes principais responsáveis pela produção de radiação estão funcionando adequadamente e não mostram sinais de desgaste excessivo ou falha potencial. Checar se todos os contêineres estão em boas condições, sem amassados, desgastes ou furos que possam se prender no sistema de movimentação. Para irradiadores gama de categorias III e IV, checar se o sistema de controle do nível da água do tanque está operando corretamente. 98

117 Checar se os botões de parada de emergência no painel de controle e em outras posições estão funcionando corretamente. Checar se todos os sinais visuais de aviso de alerta e de falha acendem. Fazer o mesmo para os sinais de operação normal. Tentar ligar o irradiador, não executando deliberadamente todo o procedimento de partida, para assegurar que os sistemas de segurança interligados e a sequência de acionamento deles estão funcionando corretamente. Para irradiadores gama de categorias II e IV, verificar se, ao interromper o fornecimento de energia elétrica, as baterias são capazes de manter o computador e o painel funcionando, para permitir o monitoramento da posição das fontes ou ordenar o seu recolhimento para a posição de repouso (em conformidade com os itens 8.95 e 8.96 do capítulo 3). Verificar se os detectores de calor e fumaça estão funcionando. Para irradiadores gama, verificar se os sensores de retirada das tampas de concreto do teto estão funcionando. Obviamente, não é necessária a retirada das tampas para isso, deve-se enganar os sensores. Para irradiadores gama categorias III e IV, determinar a quantidade de água adicionada ao tanque (subtrair a marcação do hidrômetro de entrada de água atual com a do mês anterior) e verificar se ela está dentro da média. Se estiver acima ou abaixo, investigar a causa (vazamento do tanque ou problemas no sistema de reposição de água). Pela importância desse item, além do registro na manutenção mensal, é aconselhável ter uma planilha em separado somente para esse item (ver exemplo na seção de apêndices). Verificar se os avisos (por exemplo, lista dos telefones de emergência) ou símbolos afixados ainda estão presentes, legíveis e claramente visíveis. Teste o temporizador de monitoramento do procedimento de saída (ver itens 8.25 e 8.26 do capítulo3), executando-o quando falta apenas a partida no painel de controle, deixar passar o tempo limite e tentar executar a partida no painel. Não deve ser possível ligar o irradiador. Se qualquer um desses itens apresentar falhas ou não funcionar adequadamente, o irradiador não deve ser utilizado até que os reparos tenham sido executados. A liberação do irradiador deve ser aprovada pelo supervisor de radioproteção, após ele verificar e testar o sistema ou o equipamento reparado. 99

118 4.3 Semestralmente Semestralmente (ou em qualquer outro intervalo acordado), para irradiadores gama II e IV, deve-se realizar uma inspeção em todo o comprimento dos cabos dos guinchos (caso possua mais de um) e nos cabos guias. Se os cabos mostrarem excessivos sinais de desgaste, eles devem ser substituídos. Para irradiadores gama III e IV, as barreiras guarda-corpo para impedir a queda de pessoas e objetos no tanque devem ser inspecionadas à procura de ferrugem ou outro fator que possa afetar a integridade delas. 4.4 Testes de vazamento das fontes radioativas Para irradiadores gama categorias I e II (os chamados irradiadores secos) deve-se passar um pano nos locais onde se espera que o material radioativo se acumule e medir a radioatividade no pano com um monitor Geiger calibrado na escala mais sensível. Para irradiadores gama categorias III e IV (os chamados irradiadores molhados), os monitores de área sobre o tanque (categoria III) ou no sistema de tratamento de água (categorias III e IV) podem ser utilizados como indicadores de vazamento das fontes ou (exigido pela CNEN) amostras de água podem ser coletadas para análise em detectores de radiação mais sensíveis do que o Geiger, por exemplo, detectores tipo poço. O teste do esfregaço (wipe test), que consiste em esfregar as fontes com um pedaço de isopor, por meio das ferramentas acopláveis, e medi-lo com um monitor tipo Geiger calibrado não está nas recomendações da SSG 8 nem nas da que foi substituída, a SS 107 (IAEA, 1992). Esse teste é uma recomendação dos fabricantes de fontes e é exigido pela CNEN. Caso seja detectada contaminação radioativa na água, este é um forte indício de que uma ou mais fontes estão vazando. A operação do irradiador deve ser interrompida imediatamente, o fabricante e a CNEN devem ser contatados. Não se deve tentar resolver o problema sozinho. Esta é uma das situações em que a empresa perde a sua autonomia. 4.5 Modificações da instalação Qualquer modificação significativa no irradiador deve ser autorizada pela CNEN. Por significativa, entende-se aquela que altere o projeto aprovado pela CNEN durante o licenciamento e que afete a radioproteção. A mais comum é o pedido para uma recarga de material radioativo ou para o aumento da energia do feixe de elétrons. Menos comum seria um pedido para modificar o trajeto ou a capacidade ou o sistema de transporte dos produtos na sala de irradiação (em geral, 100

119 visando ao aumento da produção). Em casos como esses, deve-se também consultar o fabricante do irradiador. Toda modificação de projeto executada deve ser registrada. 4.6 Levantamento radiométrico (Shield survey) Consiste em medir o nível de radiação em diferentes pontos da blindagem durante a operação normal do irradiador, com a finalidade de checar se a integridade estrutural dela está se mantendo. Pela SSG 8, item 6.13, ele deve ser realizado quando o irradiador entrar em operação pela primeira vez: _ Aceleradores: quando o feixe for ligado e na máxima energia. _ Irradiadores gama: Categoria I (autoblindado): no recebimento do irradiador e após a sua instalação definitiva. Categoria II (panorâmico e com armazenagem da fonte a seco): no recebimento do irradiador e quando a grade de fontes for erguida para a posição de exposição pela primeira vez. Categoria III (autoblindado com água): após a primeira carga de material radioativo. Categoria IV (panorâmico e de armazenagem da fonte em água): após a primeira carga de material radioativo e quando a grade de fontes for erguida para a posição de exposição pela primeira vez. Tal levantamento deve ser repetido em intervalos que não excedam três anos (A CNEN, em geral, exige intervalos menores) ou após o irradiador gama receber uma nova carga de material radioativo ou o sistema de produção do feixe do acelerador sofrer alguma modificação (mudança de orientação, energia ou potência do feixe). Um exemplo de planilha de levantamento radiométrico pode ser vista na seção de apêndices. Notar que os primeiros pontos estão na região por onde o operador circula. Isso não é por acaso, pois sempre haverá um ser humano nessas regiões quando a máquina estiver em operação. Na parte inferior da planilha, há espaço para o preenchimento de quem realizou o levantamento, em que data, com que monitor, a data da última calibração dele e a atividade da fonte em uma data de referência. O monitor de radiação portátil deve permanecer ligado durante o levantamento, porque ao se afastar da blindagem para ir a outro ponto de checagem, o monitor poderá detectar um feixe espalhado por uma fissura, que, próximo à blindagem, estaria colimado e, portanto, difícil de ser detectado. 101

120 4.7 Auditorias Pelo menos, uma vez por ano deve ser realizada uma auditoria interna, visando: Checar se falta algum registro de manutenção; Se os registros de manutenção estão devidamente preenchidos; Se há necessidade de fazer alguma modificação nas manutenções, por exemplo: forma de registro, adequação de procedimento, aumentar ou diminuir a frequência de algum item; Se há necessidade de atualizar ou adicionar sistemas de segurança ou procedimentos. Devem participar da auditoria, no mínimo, o titular da instalação e todos os supervisores de radioproteção. Outros profissionais podem ser agregados, tais como: consultores externos, o encarregado de manutenção e os operadores. É importante frisar que as reuniões de auditoria não devem se alongar a ponto de deixar seus membros cansados, porque, nessa situação, as pessoas têm a tendência de relevar informações importantes, para que a reunião se encerre logo. Em uma situação como essa é preferível continuar em outro dia. 102

121 5. Treinamento De nada adiantarão os sistemas de segurança se os funcionários responsáveis pela operação do irradiador e os que trabalham nas funções de apoio não forem bem treinados e, principalmente, retreinados periodicamente. Esses funcionários são nomeados Indivíduos Ocupacionalmente Expostos (IOE) [CNEN, 2011, p. 7]. Há três níveis de treinamento para os IOE abaixo do supervisor de radioproteção: Inicial: Obrigatório para todos os níveis e precede o início das atividades do indivíduo contratado, sendo sua carga horária mínima de duas horas. Periódico: É ministrado periodicamente, no máximo a cada 12 meses e é diferenciado, havendo um treinamento específico para os operadores, com uma carga horária mínima de seis horas, e outro para os demais funcionários, com uma carga horária mínima de duas horas. De operadores: É ministrado quando houver candidatos internos ou externos ao cargo de operador e a empresa tiver necessidade imediata ou futura desse cargo. A carga horária mínima é de 80 horas. É importante o fornecimento de alguma literatura de apoio, para um melhor aproveitamento dos treinamentos, como livros existentes no mercado e o manual de procedimento, em que devem constar, obrigatoriamente, os procedimentos de segurança e de evacuação: É desejável a manutenção de uma estante com publicações da área (livros, revistas, folhetos etc.) à disposição dos funcionários. A seguir são mostrados exemplos de programas desses treinamentos. 5.1 Inicial Finalidade: esclarecer o novo funcionário sobre as características da empresa, do processo de irradiação e sobre as normas e condições de segurança. Todo novo funcionário contratado para trabalhar no setor de produção e que será um IOE deve passar por esse treinamento antes de iniciar a sua função. Programa mínimo: Características da empresa. Política da qualidade. 103

122 Existência de microorganismos e insetos no ambiente. Exemplo de produtos destinados à esterilização. Exemplo de produtos destinados à redução da contagem microbiana Exemplo de produtos destinados a processos quarentenários e/ou extensão de vida de prateleira. Por que irradiar produtos e o porquê do cuidado com o seu manuseio. Definição de radiação e o espectro eletromagnético*. Diferença entre irradiação e contaminação radioativa. Unidades de medida*. Equipamentos para medir a radiação*. Produção de radiação pelo decaimento do Cobalto-60. Radiação de fundo (natural e artificial) e o seu nível. Limites ocupacionais para trabalhadores que lidam com radiação. Dosímetro pessoal, leitura do relatório de coleta de doses e da ficha radiológica individual. Riscos à saúde, devido à exposição à radiação*. Princípios básicos de radioproteção: tempo, distância e blindagem*. Procedimento de segurança obrigatório: nunca adentrar a área restrita sem a autorização do operador e nunca permanecer nela sem a presença dele*. Procedimento de evacuação se soarem os monitores de área e por que cada um deles soaria*. Relato sucinto de acidentes ocorridos em irradiadores. Testar os monitores de área e o botão de parada de emergência e treinar o procedimento de evacuação*. Bibliografia: Livro: Radiação: efeitos, riscos e benefícios, autora: Emico Okuno, editora: Harbra, São Paulo,1998. Apostila Complementar ao Treinamento Básico dos Funcionários. *Esses itens satisfazem a SSG 8 [IAEA, 2010] 5.2 Periódico Como as informações relembradas serão basicamente as mesmas, com o tempo esse treinamento tornará-se-á repetitivo e, portanto, sem atrativos. Existem vários modos de evitar essa situação, como, por exemplo, exibir vídeos e discuti-los com os alunos, pedir aos funcionários que 104

123 expliquem os itens do programa ou aplicar o treinamento na forma de jogos. Na seção de apêndices são reproduzidos dois artigos, que podem ajudar nessa tarefa. O importante é sempre procurar formas de inovar Periódico para cargos abaixo do operador Finalidade: relembrar os principais conceitos de física das radiações, proteção radiológica e procedimentos operacionais. Frequência: a cada doze meses. Esse treinamento é destinado aos IOE abaixo do nível de operador. Programa mínimo: Definição de radiação e o espectro eletromagnético*. Unidades de medida*. Equipamentos para medir a radiação*. Limites ocupacionais para trabalhadores que lidam com radiação. Radiação de fundo (natural e artificial) e seu nível. Nível de radiação recebido na empresa, apresentação do relatório de coletas de dose e das fichas radiológicas individuais. Diferença entre irradiação e contaminação radioativa. Riscos à saúde devido à exposição à radiação*. Princípios básicos de radioproteção: tempo, distância e blindagem*. Procedimento de segurança obrigatório: nunca adentrar a área restrita sem a autorização do operador e nunca permanecer nela sem a presença dele*. Diferença entre esterilização, redução da contagem microbiana e processo quarentenário. Importância de as embalagens estarem fechadas e de o material ser manuseado com cuidado. Procedimentos se: soarem os monitores de área e por que eles soariam. Acidentes ocorridos em irradiadores ou com material radioativo, mostrando fotos dos indivíduos irradiados. Testar os monitores de área e o botão de parada de emergência e treinar o procedimento de evacuação*. Paulo,1998. Bibliografia: Livro: Radiação: efeitos, riscos e benefícios, autora: Emico Okuno, editora: Harbra, São 105

124 Apostila Complementar ao Treinamento Básico dos Funcionários. *Esses itens satisfazem a SSG 8 [IAEA, 2010] Periódico para operadores Observação: apesar de o programa mínimo ser o mesmo do periódico para os cargos abaixo do operador, os tópicos são revistos de maneira mais profunda e detalhada. Finalidade: relembrar os principais conceitos de física das radiações, proteção radiológica e procedimentos operacionais. Frequência: a cada doze meses. Esse treinamento é destinado aos IOE com nível de operador e aos operadores em formação. Programa mínimo: Definição de radiação e o espectro eletromagnético*. Unidades de medida*. Equipamentos para medir a radiação*. Limites ocupacionais para trabalhadores que lidam com radiação. Radiação de fundo (natural e artificial) e seu nível. Nível de radiação recebido na empresa, apresentação do relatório de coletas de dose e das fichas radiológicas individuais. Diferença entre irradiação e contaminação radioativa. Riscos à saúde, devido à exposição à radiação*. Princípios básicos de radioproteção: tempo, distância e blindagem*. Procedimento de segurança obrigatório: nunca permitir a entrada ou a permanência de pessoas (abaixo do nível do operador) na área restrita sem a sua supervisão*. Diferença entre esterilização, redução da contagem microbiana e processo quarentenário. Importância de as embalagens estarem fechadas e de o material ser manuseado com cuidado. Procedimentos se soarem os monitores de área e por que eles soariam. Acidentes ocorridos em irradiadores ou com material radioativo, mostrando fotos dos indivíduos irradiados. Testar os monitores de área e o botão de parada de emergência e treinar o procedimento de evacuação*. 106

125 Bibliografia: Livro: Radiação: efeitos, riscos e benefícios, autora: Emico Okuno, editora: Harbra, São Paulo,1998. Apostila Complementar para o Curso de Qualificação de Operadores. Manual de Procedimentos do Operador. *Esses itens satisfazem a SSG 8 [IAEA, 2010]. 5.3 Formação de operadores Primeiro, o candidato a operador deve passar por uma avaliação psicológica (avaliar se ele tem equilíbrio emocional) e, se aprovado, ele estará apto para ingressar no treinamento propriamente dito. Finalidade: instruir os operadores em bases de física das radiações, proteção radiológica e princípios operacionais, além do Treinamento Inicial, dando-lhes condições para exercerem o referido cargo. Durante todo o treinamento, o funcionário trabalhará auxiliando o operador do seu turno, em sua rotina diária, com o objetivo de aprendizado. Observação: como todos os funcionários, é necessário que o candidato a operador tenha recebido o Treinamento Inicial, o que o habilita a trabalhar sob supervisão. O requisito mínimo de escolaridade para a função de operador ou auxiliar de operador: primeiro grau completo, sendo a carga horária mínima desse treinamento de 80 (oitenta) horas. O aluno será considerado aprovado se obtiver nota maior ou igual a 7 (sete) e frequência maior ou igual a 85% em cada etapa. Cada aula ministrada deve gerar um registro. O candidato a operador deve passar por um treinamento específico que envolve três etapas: uma de bases de física das radiações, uma de proteção radiológica e uma de princípios operacionais, cujos programas estão arrolados a seguir: 1ª) Bases de física das radiações: História das radiações. Física das radiações: Definição de radiação, radiação corpuscular (α e β), radiação eletromagnética (γ), interação da radiação com a matéria (efeito fotoelétrico e Compton), atenuação da radiação, contaminação e irradiação. 107

126 Grandezas e unidades de física das radiações: Grandezas: dose absorvida, dose equivalente e atividade; unidades: gray, rad, sievert, rem, bequerel, curie e elétron-volt. Manuseio do monitor portátil: Uso do monitor e suas escalas*. Conversão de unidades: De msv para mr e de mr para msv*. Efeitos biológicos das radiações: Estágios dos efeitos biológicos produzidos, mecanismos direto e indireto, efeitos somáticos e hereditários, sensibilidade à radiação. Radiação de fundo: Exposição externa, exposição interna e exposição, devido à radiação artificial. 2 a ) Proteção radiológica*: Proteção radiológica: Recomendações, princípio ALARA, risco, fator de risco, fator de peso, limites ocupacionais para os trabalhadores e limite para o público, medidas preventivas, dosímetros individuais (T.L.D e caneta dosimétrica), relatório de coleta de doses mensal, fichas radiológicas individuais, normas da CNEN aplicáveis ao trabalho com irradiadores e condições para a manutenção do licenciamento. Específico para irradiadores: Funcionamento geral do irradiador, situações de maior risco de exposição, descrição da fonte radioativa, sistemas de segurança, procedimentos de segurança, procedimento de evacuação, acidentes ocorridos com irradiadores (descrição, causas do acidente e discussão). 3ª) Princípios operacionais: Manuseio das mercadorias: Diferença entre esterilização, redução da contagem microbiana e processo quarentenário, importância de as embalagens estarem fechadas, configuração de carga, empilhamento, segregação de materiais irradiados e não irradiados, colocação do selo radiosensível e etiqueta de processado. Operação do irradiador*: Chave do irradiador, entrada, partida, zeramento, relógio mestre, relógio de limite de dose, indicadores de falha, indicadores de operação. Dosimetria: Frequência de colocação e posição dos dosímetros nos contêineres e a leitura deles. Preenchimento dos registros*: Controle do operador, controle do deionizador, caderno de tomada de tempo, livro do histórico de irradiações (registro de mercadorias irradiadas), registro de interrupções da operação, caderno de passagem de turno e livro de registro de doses. Manutenção de peças**: Montagem, desmontagem e testes do sistema de movimentação. 108

127 Manutenção corretiva**: Identificação se a falha é elétrica e/ou mecânica, troca de componentes (sensores, microswitches e fiação). Manutenção preventiva**: Checagem do sistema de movimentação, sistemas de lubrificação, sistema de tratamento de água, lâmpadas indicativas e avisos sonoros. Circuito elétrico da máquina**: Lei de ohm, corrente contínua, uso de um multiteste, circuito elétrico série, circuito elétrico paralelo, circuito elétrico série-paralelo, corrente alternada, como funciona e como testar um sensor, um microswitch e um relê, interpretação do circuito elétrico da fiação, do barramento do sistema de transporte e do painel. Bibliografia: Livro: Radiação: efeitos, riscos e benefícios, autora: Emico Okuno, editora: Harbra. Manual de procedimento do operador, publicação interna. Apostila Complementar para o Curso de Qualificação de Operadores da (Nome da Empresa). Esquemas elétricos do irradiador fornecidos pelo fabricante. Normas CNEN-NN-3.01 e NE *Esses itens satisfazem a SSG 8 [IAEA, 2010]. **Itens destinados aos funcionários responsáveis pela manutenção do irradiador, que, eventualmente, podem ser os próprios operadores. 5.4 Registro dos treinamentos O registro geral de treinamento deve conter: A data de início e término; O programa dado; A carga horária; A frequência de comparecimento; A(s) avaliação(ões) (se for o caso); O nome completo e a assinatura do(s) aluno(s). O nome completo e a assinatura do(s) instrutor(es) responsável(eis), seu(s) cargo(s) e a(s) instituição(ões) a que pertence(m). 109

128 O registro de cada aula deve conter: A data; A hora de início e de término; O programa dado; A carga horária; A avaliação (se for o caso); O nome completo e a assinatura do(s) aluno(s); O nome completo e a assinatura do(s) instrutor(es), o(s) seu(s) cargo(s) e a(s) instituição(ões) a que pertence(m). Sugestão: Manter também um registro físico dos treinamentos. Como organizá-lo: Colar os registros de treinamento em ordem cronológica nas folhas de um livro ata (cujas páginas são numeradas) e carimbar as suas quatro laterais, de modo que tanto o registro quanto a página recebam uma parte do carimbo. Isso evitará suspeitas de fraude. Adicionalmente, cada funcionário deve ter uma ficha individual, em que são registrados os treinamentos recebidos e eventuais desvios de conduta segura durante o exercício da função. Opcionalmente, pode ser emitido um certificado do treinamento. 5.5 Cultura de segurança Na área de segurança, além de fornecer aos funcionários as informações necessárias ao seu trabalho, os treinamentos devem desenvolver neles uma cultura de segurança. Ou seja, pensar e agir de modo seguro deverá fazer parte dos seus hábitos, assim como tomar café, ver televisão ou ler o jornal. Desse modo, ele aplicará os conceitos aprendidos em atividades de risco do seu cotidiano, como, por exemplo, ao dirigir um veículo, ao atravessar uma rua ou ao escolher com o que se alimentar. A cultura de segurança também implica se preocupar primeiro com a segurança e depois com a produção, tanto por parte dos funcionários quanto (e principalmente) por parte da direção da instalação. Quando tudo isso estiver acontecendo, será possível afirmar que o treinamento está sendo bem sucedido. 110

129 6. Acidentes Quando as pessoas começam a trabalhar em uma atividade que envolve riscos de perder a vida, elas trabalham com todo o cuidado e seguem todos os procedimentos de segurança, principalmente este: NO CASO DE DÚVIDA, NUNCA AGIR SOZINHO. Com o passar do tempo, elas ficam mais relaxadas e desleixadas, e aí começam a ser plantadas as sementes de futuros problemas, que o supervisor de radioproteção deve detectar e matá-las antes que elas cresçam e se transformem em acidentes. É oportuno esclarecer a diferença entre incidente e acidente. Incidente: Acontecimento que sai das condições normais de trabalho, mas que estava previsto nas especificações de segurança. Por exemplo: o caminhão que leva o contêiner de transporte de material radioativo tomba durante o trajeto. Isso é um incidente porque ele é projetado para resistir a quedas maiores do que essa. Claro que uma inspeção cuidadosa, que inclui um levantamento radiométrico por parte do supervisor de radioproteção, deve ser realizada, para se ter certeza de que a integridade do contêiner não foi afetada, antes de autorizar a colocação dele em outro caminhão. Acidente: Acontecimento que sai das condições normais de trabalho e que não estava previsto nas especificações de segurança. Por exemplo: o contêiner de transporte de material radioativo é atropelado por um tanque de guerra e ocorre comprometimento da blindagem. Isso é um acidente, porque, nas especificações de segurança, essa situação inusitada não foi prevista (isso é uma caricatura, pode ser que a blindagem dele continue íntegra nessa situação). Neste caso, o supervisor de radioproteção deve isolar a área, com a ajuda da escolta que acompanha o transporte, até o ponto em que o nível de radiação esteja abaixo do limite de dose para o público e avisar imediatamente a CNEN. NUNCA AGIR SOZINHO. Vamos estudar alguns acidentes importantes que ocorreram em irradiadores, baseados nos seguintes relatórios da IAEA (cuja leitura atenta eu recomendo, pois os relatos e as análises apresentadas serão sucintos): INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The radiological accident in San Salvador, Vienna, 1990*. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The radiological accident in Soreq, Vienna, 1993*. 111

130 INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The radiological accident in Nesvizh, Vienna, 1996*. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The radiological accident in Hanoi, Vienna, INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Lessons learned from accidents in industrial irradiation facilities, Vienna, * Disponíveis gratuitamente na internet. Em cada acidente, três elementos contribuíram, de forma evidente, para que eles ocorressem [IAEA, 1996e]: Havia uma falha no projeto original, ou a instalação ou o equipamento não recebeu manutenção adequada para que eles se mantivessem de acordo com o projeto original, ou novos procedimentos e modificações criaram situações que não foram previstas pelo projeto. O sistema de segurança como um todo não estava funcionando de maneira adequada, por causa da falha de um componente, ou porque partes dele estavam sendo burladas ou desativadas pelos operadores ou pela administração. Alguém agiu de maneira inapropriada por causa de informação errada ou falta de conhecimento, ou uma decisão foi tomada ignorando informações conflitantes (por exemplo, grade de fontes na posição de exposição e repouso ao mesmo tempo, e se considerou que ela estava na de repouso, quando sempre deve ser considerado o contrário, ou seja, sempre a informação que lhe dá a pior condição, neste caso, grade de fontes na posição de exposição). O segundo item (e parte do primeiro) caracteriza o que se chama Segurança de roleta russa 2. Um ou mais componentes do sistema de segurança não está funcionando ou apresenta defeito intermitente ou foi simplesmente desativado com a ideia de ser substituído em breve, mas isso nunca ocorre. A direção sabe da situação, os operadores também, mas ninguém faz nada. Por quê? Porque manter o sistema funcionando adequadamente (o que inclui manutenções, correções e treinamentos) exige muito trabalho e tempo, a preguiça é maior e as exigências da produção tomam todo o nosso tempo disponível; além disso, estamos agindo desse jeito há tempos e nunca ocorreu 2 Aposta que consiste em carregar um revólver com uma só bala, girar o tambor várias vezes e apontar a arma contra si mesmo, puxando o gatilho [Dicionário Michaelis escolar, versão 2.0, agosto de 2002]. 112

131 um acidente. Pensamento similar àqueles que insistem em dirigir sem utilizar o cinto de segurança. A bala está no tambor e ele é girado constantemente, é só uma questão de tempo. 6.1 Stimos (Itália maio de 1975) [IAEA, 1996e] Esse acidente evidencia a necessidade de treinamento para cargos abaixo do nível de operador e que têm acesso ao irradiador O irradiador: Era um gama de categoria II (panorâmico e com armazenagem da fonte a seco), utilizando cobalto-60. A instalação era uma planta piloto para a irradiação de sementes de milho. Foi projetado para uma atividade máxima de, aproximadamente, 1330 TBq (36000 Ci) de cobalto-60, subdividida em quatro barras: duas de 165 TBq (4500 Ci) e duas de 500 Tbq (13500 Ci). As barras eram recolhidas dentro de uma blindagem de concreto baritado (3,2 g/cm 3 ) na parte superior da blindagem, que era resfriada por meio de ventilação forçada (ver Figura 6.1 e 6.2). Figura 6.1: Vista geral do irradiador de Stimos (Itália) [IAEA, 1996e]: Out let conveyor: esteira de saída. Stainless steel cable: cabo de aço. Door hoist mechanism crane: porta de acesso acionada por guindaste. Irradiation cell: sala de irradiação. Biological shield: blindagem. Central conveyor: esteira central. Seed sacks: sacos de sementes. 113

132 Dry storage bank (barytic concrete): blindagem de armazenagem a seco das barras com fontes (concreto baritado). Control Rod: hastes de controle. Inlet conveyor: esteira de entrada. Conveyor maze: labirinto. Control console: painel de controle. Gamma monitor under the cell: monitor de radiação gama na parte inferior da sala de irradiação. Figura 6.2: Vista superior da instalação do irradiador de Stimos (Itália) [IAEA, 1996e]: Irradiated sacks: sacos irradiados. Re-irradiated conveyor path: trajeto da esteira de reirradiação (para virar os sacos e os enviar para a irradiação complementar de dose). Unirradiated sacks: sacos não irradiados. Seed storage area: área de estocagem dos sacos de grãos Entrada no irradiador pelo procedimento regular A entrada na sala de irradiação (ou túnel de irradiação) era sujeita a certas condições e procedimentos. Condições: Correto recolhimento das barras com as fontes na blindagem. Um sinal de ausência de radiação do monitor de radiação interno. 114

133 Alimentação elétrica do mecanismo do guincho da porta de acesso, sendo essa alimentação somente ligada se as duas condições anteriores fossem satisfeitas. Abertura da porta pelo operador, por meio do painel de controle. Procedimentos durante a entrada no irradiador: Retirada da correia transportadora central. Monitorar o nível de radiação durante a entrada, utilizando um monitor de radiação portátil O acidente Uma das barras com cerca de 500 TBq (13500 Ci) foi deixada na posição de exposição dentro da sala de irradiação. Havia algumas amostras de borracha, que seriam colocadas mais tarde pelo operador dentro da sala de irradiação, para um teste de resistência à radiação gama de cobalto- 60. Um trabalhador, cuja função era carregar a esteira com os sacos de sementes, com o intuito de ajudar o operador, que estava ausente, burlou todo o sistema de segurança, entrando pelas esteiras, que estavam vazias, pelo fato de a máquina não estar em operação, para colocar essas amostras na sala de irradiação. Ele foi exposto por pouco tempo, de 1 a 4 minutos, com sua cabeça a poucos centímetros da barra de fontes. As doses estimadas foram: 12 a 24 Gy para o cérebro; 8 a 20 Gy para os órgãos internos; 10 a 16 Gy para as gônadas e 12 Gy para a medula óssea. Ou seja, todas acima do nível letal. O atendimento médico foi praticamente imediato após a exposição, mas pouco poderia fazer para salvar sua vida. Ele morreu treze dias após a exposição Causas do acidente O trabalhador não foi informado dos perigos da irradiação, uma vez que seu local de trabalho era no galpão de estocagem de sacos de sementes, que fica fora da área do irradiador (ver Figura 6.2); ele não recebeu treinamento nem de radioproteção e nem de procedimento de função. Ausência do operador do turno. Entrada na sala de irradiação por um meio não projetado para a passagem de pessoas. Uma barra de fontes foi deixada na posição de exposição sem necessidade (pois a máquina estava parada). 115

134 6.1.5 Atualização do irradiador Para oferecer mais segurança ao pessoal de apoio e também ao trabalho do operador, foram instalados dispositivos de segurança adicionais, colocando esse irradiador mais próximo do grau de segurança mostrado no capítulo 3. Esse acidente mostrou que, além dos operadores, os demais trabalhadores de apoio que têm acesso ao irradiador também devem receber treinamento. 6.2 San Salvador (El Salvador 05 de fevereiro de 1989) [IAEA, 1990, 1996e] Neste caso, a grande dúvida não é por que o acidente ocorreu e, sim, como ele não ocorreu antes? San Salvador estava passando por uma guerra civil (de 1980 a 1992), que deixava o país em condições precárias de funcionamento em praticamente todos os setores e com o irradiador gama não foi diferente O irradiador Foi construído em 1974 e iniciou suas atividades em 1975, pertencia e estava localizado dentro de uma indústria de material médico e somente irradiava os produtos dela (irradiador cativo). Era gama de categoria IV (panorâmico e de armazenagem da fonte em água), modelo JS 6300 fabricado pela Atomic Energy of Canada Limited (AECL), atualmente MDS Nordion (ver Figuras 6.3 e 6.4). Sua grade de fontes era composta de dois módulos (ver Figuras 6.4b e 6.5) e pelo projeto sua capacidade máxima era de 9,25 a 18,5 PBq (250 a 500 kci) de cobalto-60. Entretanto, sua carga inicial foi de apenas 4,0 PBq (108 kci). Nunca houve cargas adicionais e, na época do acidente, a atividade era de 0,66 PBq (18 kci). Durante a construção da instalação e as etapas de licenciamento, o fabricante treinou três operadores em proteção radiológica e na operação do irradiador, mas esses três operadores deixaram a empresa em 1975, depois que ela mudou de dono. Dessa época em diante, qualquer treinamento ministrado aos operadores era somente oral e informal. Em 1975, ocorreu um incidente: os contêineres, que eram de fibra de vidro, carregados com produtos, obstruíram a movimentação da grade de fontes. A grade foi deformada, o que causou a queda de alguns lápis de cobalto-60. O sistema de segurança e o treinamento dos operadores foram suficientes para evitar qualquer exposição. O fabricante foi informado e enviou uma equipe para efetuar os devidos reparos. Com a escalada da guerra civil, além dos problemas de segurança, os problemas econômicos do país aumentaram enormemente, provocando uma atitude de: Faça funcionar como for possível, não só nessa indústria como também em todos os lugares. Por causa dessa situação de insegurança, a direção não conseguiu realizar novas cargas de material radioativo, para reabastecer a grade de 116

135 fontes e, consequentemente, não pôde se beneficiar das auditorias de radioproteção, que normalmente acompanham cada carga, quando feitas pelo fabricante do equipamento. Em 1981, durante as negociações para uma carga entre a direção da empresa e o fornecedor, o último enviou um representante para San Salvador, que não conseguiu sair do aeroporto, devido às condições inseguras da capital e retornou para o seu país. Desde 1975 e por 14 anos, a direção e o fabricante do equipamento somente mantiveram contato telefônico, ou seja, até o acidente. Para agravar a situação, não havia um órgão governamental para fazer a devida fiscalização periódica da planta, como a CNEN. Com o passar dos anos, essas deficiências resultaram em uma séria perda de entendimento do funcionamento do sistema de segurança instalado, da sua importância para a radioproteção e dos perigos da radiação ionizante de alta intensidade. Figura 6.3: Vista geral do irradiador de San Salvador (EL Salvador), modelo JS 6300 da MDS Nordion [IAEA, 1990]. 117

136 a b Figura 6.4: Vista superior (a) e lateral (b) do irradiador de San Salvador (El Salvador) [IAEA, 1990]. Figura 6.5: Grade de fontes do irradiador JS 6300 de San Salvador (El Salvador) [IAEA, 1990] Situação em fevereiro de 1989 Não havia shroud (placas de metal paralelas aos lados da fonte, quando ela se encontra na posição de exposição, formando uma capa protetora ver capítulo 3, itens 8.58 e 8.59) e os contêineres de fibra de vidro estavam em péssimas condições de conservação, muitos remendados com fita adesiva, como mostra a Figura

137 Entre 1975 e 1981, houve um significativo número de incidentes nos irradiadores do mesmo fabricante, em que os contêineres obstruíam o trajeto da grade de fontes e ocasionavam o seu travamento. Consequentemente, em 1981, o fabricante emitiu um comunicado (Warning Notice IND-81-1) em que recomendava a instalação de um shroud. Também foi recomendada a inspeção periódica dos contêineres e a retirada de operação dos danificados. A direção da planta recebeu esse comunicado, mas nunca implementou as recomendações, devido ao custo e ao aumento do tempo de exposição que seria necessário para compensar a absorção da radiação causada pelo shroud (entre 3 e 5%). a b Figura 6.6: a) Sala de Irradiação do irradiador JS 6300 de San Salvador, em que é possível notar a ausência do shroud e a péssima condição de conservação dos contêineres de fibra de vidro; b) Detalhe de um contêiner de fibra de vidro, em que se podem notar as rachaduras e os remendos feitos com fita adesiva [IAEA, 1990]. Outro exemplo de manutenção precária ou da falta dela era o sistema de tratamento de água cujo estado, na época do acidente, pode ser visto na Figura

138 Figura 6.7: Estado do sistema de tratamento de água na época do acidente [IAEA, 1990]. O painel de controle era adequado, mas todos os seus indicadores de operação e falha não apresentavam qualquer legenda. Entretanto, os operadores entrevistados conheciam o significado de cada um deles. Durante o dia, a luz que entrava pela claraboia tornava difícil saber se os indicadores luminosos estavam acesos ou não. A Figura 6.8 mostra o comparativo entre um desenho do painel original e o do irradiador. O monitor de radiação interna (ver capítulo 3, item 8.18) teve seu sensor de radiação (nove tubos geigers), localizado próximo à sala de irradiação, removido mais de cinco anos antes do acidente, por causa de problemas técnicos. Mas todo o cabeamento foi mantido, o que, em princípio, tornava a entrada no irradiador impossível, se não fosse o truque de apertar repetidamente os botões no painel desse monitor, provocando um ruído eletrônico que liberava a porta (falha de projeto). Esse método tornou-se o rotineiro para entrar no irradiador. Por falta de manutenção, a porta de acesso não ficava bem encaixada e a sua abertura podia ser feita, usando uma lâmina ou qualquer objeto semelhante, como mostram as Figuras 6.9 b e c. Concluindo: um dos principais sistemas de segurança estava sendo rotineiramente burlado. 120

139 a b Figura 6.8: a) Desenho do painel de controle original do irradiador JS 6300 de San Salvador com as devidas legendas (a direção da instalação sempre deve providenciar a tradução delas para o idioma local, neste caso, o espanhol); b) Foto do painel de controle sem vestígios das legendas originais [IAEA, 1990]. a b c Figura 6.9: a) Painel de controle, monitor de radiação interna e porta de acesso; b e c) Abertura da porta de acesso, utilizando uma lâmina [IAEA, 1990]. 121

140 A geração e a distribuição de energia elétrica eram alvos comuns dos oposicionistas ao governo, o que tornou frequente a interrupção de energia elétrica. Para reduzir o tempo de partida do irradiador após uma interrupção, o sistema de partida (ver capítulo 3, item 8.10 a 8.12) foi modificado e ela podia ser feita a partir do painel por meio de um switch, ao invés da chave. A chave de acionamento do painel não estava presa ao monitor de radiação portátil e ninguém sabia onde se encontrava a fonte de radiação de baixa atividade para testá-lo. Por isso, há dúvidas se o monitor de radiação portátil era sempre utilizado e se ele era utilizado corretamente. Um programa de manutenção preventiva, como recomendado no manual do fabricante, visando diminuir o número de entradas no irradiador, que é o procedimento mais crítico, nunca foi implementado. Qualquer modificação no projeto original por parte da direção do irradiador deve ser submetida ao fabricante e se aprovada ou rejeitada, deve ser feita por escrito pelo fabricante à direção do irradiador. Isso não estava acontecendo. As modificações estavam ocorrendo apenas com aprovação unilateral (qualquer modificação proposta pelo fabricante também deve ser comunicada por escrito à direção, como foi o caso da instalação do shroud). O manual de instruções em inglês fornecido pelo fabricante foi traduzido para o espanhol, mas a tradução não era precisa e não era completa. Cada um dos procedimentos do manual de instruções foi contornado ou adaptado. Ninguém dentro da instalação que ocupasse um cargo de chefia foi designado como responsável pela radioproteção. Nessas condições, o potencial para um acidente está praticamente no seu nível máximo e, finalmente, ele ocorreu O acidente Sábado, às 18h15 do dia 4 de fevereiro de 1989, o Trabalhador A começava o seu turno cuja duração era de 12 horas. Em fevereiro de 1988, ele foi contratado como técnico de manutenção. Em setembro desse mesmo ano, torna-se operador, após um treinamento oral. Era considerado um funcionário de iniciativa e que resolvia os frequentes problemas de manutenção do irradiador com desenvoltura. 122

141 Como de costume, ele teve que lidar com alguns cortes de energia elétrica e falhas dos pistões. Domingo, por volta das 2h do dia 5 de fevereiro, durante uma parada para o café, ocorreu mais uma falha e o consequente recolhimento da fonte para a posição de repouso Ao retornar para o seu posto, o sinal sonoro de movimentação da grade de fontes soou, indicando que a fonte não estava nem na posição de exposição nem na de repouso. Foi até o painel de controle e tentou sem sucesso zerar o sinal de falha. Subiu até o teto do irradiador onde se localizava o guincho e seguiu um procedimento usual (não recomendado pelo fabricante) para tentar retornar a grade de fontes para a posição de repouso, que consistia em desatarraxar o regulador de pressão e aplicar uma sobrepressão, para forçar a grade a subir, na esperança de que isso pudesse libertar a grade e permitir a descida dela. Esse procedimento não funcionou, o sinal de movimentação continuou soando e o cabo da grade de fontes continuava frouxo. Ele desenrolou o cabo do guincho, o que fez acionar o seu microswitch de final de curso e consequentemente, parar o alarme de movimentação. Nesse modelo de irradiador a indicação da grade de fontes na posição de repouso era dada de forma indireta: guincho no final de curso, fontes na posição de repouso. O cabo desenrolado foi enfiado para dentro da blindagem. O Trabalhador A retornou para o painel de controle e constatou que a lâmpada vermelha indicativa de fonte em cima ainda estava acesa. Voltou ao telhado, mexeu no microswitch de final de curso do guincho e voltou ao painel. Desta vez, a lâmpada verde de fontes na posição de repouso estava acesa. Por volta das 2h30, ele destravou a porta de acesso pelo método rotineiro (descrito em e não recomendado pelo fabricante), esperou alguns minutos para que o ozônio fosse ventilado da sala de irradiação e desligou a energia elétrica do irradiador. As declarações colhidas após o acidente indicam que o Trabalhador A pensava que a radiação era como o ozônio, deveria se dissipar no ar, e que, como um equipamento de raios X, após desligar a energia elétrica, não haveria mais a emissão de radiação. Entrou no irradiador com uma lanterna sem checar os níveis de radiação do monitor portátil. Na sala de irradiação, constatou que, devido a um problema técnico, cinco contêineres foram espremidos em quatro posições na parte superior do trajeto. A deformação dos contêineres provavelmente entortou as barras guias dos contêineres (ver capítulo 3, item 8.58), prendendo a grade de fontes e impedindo a sua descida. 123

142 Trabalhando à luz da lanterna, ele removeu dois dos cinco contêineres que estavam presos contra a grade de fontes. Essa operação levou vários minutos. Não conseguindo soltar a grade de fontes sozinho, ele saiu após cerca de cinco minutos de ter entrado, para procurar ajuda. Ligou a energia elétrica. Por volta das 3h, o Trabalhador A voltou com os Trabalhadores B e C de outro setor da empresa e que não tinham experiência com o irradiador. Sendo perguntado se havia algum perigo de entrar na máquina, o Trabalhador A assegurou que não havia nenhum risco, desde que ela estivesse desligada. Os três entraram e procederam à retirada dos contêineres de fibra de vidro com os produtos, para conseguir espaço suficiente para soltar a grade de fontes (que tinha por volta de 60 kg). Primeiro, puxando-a pelo cabo do guincho e, depois, soltando-a. Eles se movimentaram dentro da sala de irradiação, mas pelos depoimentos e pelas doses, as posições que eles ocuparam na maior parte do tempo podem ser vistas na Figura 6.10 a, b e c. O Trabalhador A foi o que mais recebeu dose, por ter entrado duas vezes e por ter ficado abaixado e mais próximo da grade de fontes (Figura 6.10 b). a b c Figura 6.10: Prováveis posições ocupadas pelos Trabalhadores A, B e C: a) Para a retirada dos contêineres de fibra de vidro, b) Pelo Trabalhador A ao examinar a situação e para liberar a grade de fontes, c) Ao puxar o cabo do guincho para tentar desvencilhar a fonte [IAEA, 1990]. 124

143 Após alguns minutos de trabalho, eles conseguiram liberar a grade de fontes, que ao atingir a água, produziu o efeito Cherenkov (brilho azulado, devido à interação da radiação com um dielétrico, neste caso, a água), o que surpreendeu o Trabalhador A. Quando a grade chegou à sua posição de repouso, ele ordenou aos seus dois ajudantes improvisados que saíssem rapidamente. Neste ponto, ele aparentemente começou a suspeitar de que havia algum tipo de risco, mas não o quanto letal ele era. Do lado de fora, o Trabalhador B notou o monitor de radiação portátil a alguma distância do irradiador e perguntou para o que ele servia. O Trabalhador A respondeu que aquele equipamento era utilizado para medir radiação, mas que ele não era necessário. Poucos minutos depois de saírem do irradiador, o Trabalhador A começou a vomitar. Os três foram para fora do edifício e sentaram. O Trabalhador A se sentia muito mal e, por volta da 3h30, começou a vomitar sangue. O Trabalhador A foi socorrido pelo Trabalhador B. Eles pegaram um táxi para o hospital e, no caminho, o Trabalhador B também começou a vomitar. O Trabalhador C também começou a vomitar após voltar a sua área de trabalho e também foi para o hospital. Os médicos diagnosticaram intoxicação alimentar. Este era o diagnóstico mais provável, afinal, o fato de três funcionários da mesma empresa apresentarem distúrbios gastrointestinais, parecia indicar que haviam ingerido algo contaminado durante o expediente fornecido pela empresa, como água ou algum alimento. Foram medicados e receberam licenças médicas por alguns dias. Às 6 h, chegou o Trabalhador D (o operador do turno seguinte), que encontrou a porta de acesso aberta, fez uma vistoria geral, arrumou os contêineres, ligou a máquina e, mais tarde, reportou como encontrou a área ao gerente de manutenção. A empresa foi informada das licenças médicas dos três funcionários, mas não ligou os fatos. Alguns dias depois, todos os três trabalhadores acabaram voltando para o hospital, com a presença de outros sintomas, além dos vômitos, que, desta vez, foram interpretados pelos médicos como causados pela exposição aguda à radiação. Após os médicos entrevistarem os três pacientes sobre o ramo de atividade da empresa e o que aconteceu antes de eles começarem a passar mal, veio a confirmação da suspeita. No quarto dia após o acidente, o hospital notificou a empresa que três dos seus funcionários foram expostos a altas doses de radiação (quando deveria ter sido justamente o contrário). 125

144 Todos foram encaminhados a hospitais especializados em El Salvador e, posteriormente, no México. O Trabalhador A recebeu uma dose média estimada de 8,1 Gy. Faleceu 197 dias após o acidente, apesar de todos os esforços despendidos, que incluíram: transfusões de sangue, transplante de medula e a amputação da perna direita. O Trabalhador B recebeu uma dose média estimada de 3,7 Gy. Continuava vivo 221 dias após o acidente (14 de setembro de 1989). Os médicos tiveram que amputar as duas pernas. O trabalhador C recebeu uma dose média estimada de 2,9 Gy. Também continuava vivo 221 dias após o acidente (14 de setembro de 1989). Os médicos previam sua completa recuperação, mas permanecia a possibilidade da ocorrência de efeitos tardios Desdobramentos Quem achou que o acidente havia terminado se enganou. Nos dias seguintes, houve outros eventos graves, que, felizmente, não terminaram em mortes, mas chegaram muito perto. No quarto dia após o acidente, às 13h55, a grade de fontes ficou presa novamente, mas foi solta pela técnica usual de sobrepressão. Exames posteriores mostraram uma deformação nos dois módulos que compõem a grade de fontes, provocada quando ela ficou presa no primeiro dia e agravada nesta segunda vez. Por causa dessa deformação, alguns lápis caíram do módulo superior dentro do tanque entre o quinto e o sexto dia (9 e 10 de fevereiro, terça-feira e quarta-feira). A ausência desses lápis foi descoberta no sexto dia (10 de fevereiro, sexta-feira), após a leitura dos dosímetros, que acompanham o material que está sendo irradiado, indicar uma redução na dose aplicada. Para investigar o porquê dessa ocorrência, o gerente de manutenção e o especialista em controle de qualidade entraram no irradiador às 12h. Eles observaram pelo brilho, devido ao efeito Cherenkov, que faltavam alguns lápis no módulo superior da grade de fontes, que, por sorte, caíram no fundo do tanque e que os dois lápis remanescentes estavam cruzados no centro do módulo. Nessa configuração, com certeza, um deles estava se projetando para fora da grade. Foi feita uma medida do nível de radiação na sala de irradiação e ele estava normal, indicando que nenhum lápis havia caído fora do tanque. 126

145 A única medida cabível era interromper imediatamente a operação do irradiador, pois claramente havia o risco de a fonte ficar presa quando fosse erguida, por causa desse lápis se projetando para fora da grade, ou de um ou mais lápis caírem, desta vez, na sala de irradiação. A medida tomada foi continuar a operação, mas com tempos mais longos, para compensar a diminuição da taxa de dose. Às 16h daquele dia (sexto dia, 10 de fevereiro, sexta-feira), a operação foi interrompida, devido a uma falha eletromecânica. O operador, Trabalhador Y, não estava conseguindo fazer a grade de fontes voltar para a posição de repouso e chamou o chefe de manutenção, Trabalhador X, para ajudá-lo. Eles checaram o nível de radiação com um monitor portátil, do tipo que só emite bips (quanto mais bips por unidade de tempo, maior a taxa de dose) do lado de fora da porta de acesso e concluíram que a grade de fontes devia estar emperrada na posição de exposição. De algum modo, eles conseguiram desvencilhar a grade de fontes, provavelmente pelo método de sobrepressão. Enquanto a grade de fontes descia, eles ouviram um barulho cuja origem provável era a queda dos lápis remanescentes do módulo superior nas esteiras da sala de irradiação. A luz verde no painel indicando fonte na posição de repouso acendeu e a taxa de bips medida do lado de fora da porta de acesso caiu. Os Trabalhadores X e Y abriram a porta pelo método usual. O Trabalhador X e dois outros da sua equipe, Trabalhadores Y e Z, entraram no irradiador sem checarem o nível de radiação durante o trajeto com o monitor portátil emissor de bips e, ao que parece, sem o monitor de radiação portátil. Não encontrando nada anormal, eles pediram uma inspeção do gerente de manutenção. O gerente de manutenção observou que, de fato, a grade de fontes estava no fundo do tanque, mas o módulo superior não tinha lápis. Ele saiu do irradiador e voltou com o monitor de radiação portátil e, monitorando o trajeto durante a entrada, constatou que a taxa de dose estava acima da normal. Ele fechou a porta de acesso e fez a grade de fontes subir e descer para verificar se isso fazia alguma diferença (procedimento sem sentido e, portanto, desnecessário e perigoso, pois a grade de fontes poderia ficar presa novamente). Ela se moveu sem dificuldade. Ele checou novamente o nível de radiação e constatou que ele ainda se encontrava elevado. Depois de repetir o procedimento de erguer e recolher a grade de fontes mais duas vezes e obter o mesmo nível de radiação, ele concluiu que algo estava errado e além da sua experiência, e às 127

146 16h35, mandou fechar o setor de irradiação e realocou os funcionários em outros setores da empresa. A maioria dos lápis, que se soltaram do módulo superior, caiu dentro do tanque, mas quatro deles, um ativo e três simuladores, foram posteriormente encontrados nas esteiras da sala de irradiação. As doses médias estimadas recebidas pelo gerente de manutenção e pelos trabalhadores X, Y e Z foram, respectivamente, de 0,22; 0,09; 0,16 e 0,16 Gy. Apesar de serem doses acima do limite ocupacional, não foram doses letais ou que provocassem danos à saúde no curto prazo. Para saber o que fazer nessa situação, a direção da empresa contatou o fabricante, que enviou dois técnicos para proceder ao resgate do material radioativo. O procedimento resumidamente consiste em perfurar o teto do irradiador, para abrir dois furos próximos ao suposto local onde se encontra o material radioativo. Por um dos furos, descer uma pequena câmera de televisão e, pelo outro, uma ferramenta para pegar os lápis e jogá-los para dentro do tanque. Nesse acidente, foi possível economizar um furo, porque foi possível enviar a câmera de televisão pelas esteiras sobre um contêiner. Como podemos ver, para esse acidente ter sido completo, somente faltou sair material radioativo dentro dos contêineres e a corrosão dos lápis de cobalto-60 pela água do tanque Lições gerais aprendidas Como foi dito no começo deste relato, a grande dúvida é como o acidente não ocorreu antes, pois a deterioração de várias partes do país, por causa da guerra civil, era visível por toda a parte. O relato da IAEA traz várias lições a serem aprendidas nesse acidente. A mais importante é a seguinte: Se um país tem uma instalação radioativa e não está em condições de fiscalizá-la ou mantê-la em níveis aceitáveis de segurança, então, uma cooperação internacional que envolva o fabricante do equipamento, a IAEA e outras organizações correlatas deve ser formada, para auxiliar aquele país ou instituição a evitar a degradação da segurança, inclusive, com a doação de equipamentos, se for o caso. Por exemplo, se essa cooperação tivesse sido adotada o episódio de 1981, em que o representante do fabricante nem conseguiu sair do aeroporto de San Salvador, poderia ter sido evitado. Com o apoio das Nações Unidas, ele poderia ter sido escoltado até a instalação por soldados a serviço dela ou obter informações de uma época menos insegura para programar a sua viagem. 128

147 6.3 Soreq (Israel 21 de junho de 1990) [IAEA, 1993, 1996e] Ao analisar os dois acidentes anteriores, podemos ser levados a acreditar que funcionários bem treinados e com bom nível de escolaridade não estariam sujeitos a acidentes desse tipo. Infelizmente, isso é não é verdade, isso é um mito, como mostrará a análise dos próximos acidentes. O motivo? O funcionário competente é traído pelo excesso de confiança, enquanto que o desinformado sofre o acidente exatamente porque é desinformado. Qual deles sofre mais acidentes? O competente. Isso é uma surpresa? Não, pois a esmagadora maioria dos irradiadores de grande porte segue padrões rígidos de segurança e é constantemente fiscalizada, não raro por mais de uma instituição, por isso, necessitam empregar pessoas competentes e treiná-las convenientemente. Se o número de funcionários empregados fosse de baixa escolaridade e sem treinamento, o número de acidentes, com certeza, seria bem maior. Então, o mito tem certo fundamento, mas está longe de ser uma verdade absoluta. Funcionários com boa escolaridade e bem treinados são condições necessárias, mas não suficientes para a redução da probabilidade de ocorrência de um acidente O irradiador Foi construído no final dos anos sessenta e obteve sua licença de operação em Ele foi um empreendimento conjunto entre a Holanda e a Comissão de energia Atômica Israelense. Por causa deste último, o irradiador estava localizado dentro do centro de pesquisas nucleares de Soreq. Entretanto, era operado como uma planta comercial à parte, sob o nome de Sor-Van Radiation Limited. O irradiador era gama de categoria IV (panorâmico e de armazenagem da fonte em água), modelo JS 6500 fabricado pela Atomic Energy of Canada Limited (AECL), atualmente MDS Nordion (ver Figuras 6.11 e 6.12), utilizado, principalmente, para o processamento de especiarias e de material médico. O seu projeto era similar ao de San Salvador (ver item 6.2). Os contêineres utilizados eram de papelão e movimentados em torno da grade de fontes por pistões pneumáticos. Durante as investigações do acidente, foi constatado que os contêineres eram todos novos e não apresentavam deformações (ao contrário do acidente de San Salvador). 129

148 Figura 6.11: Vista geral do irradiador de Soreq (Israel), modelo JS 6500 da MDS Nordion [IAEA, 1993]. a B Figura 6.12: Vista superior (a) e lateral (b) do irradiador de Soreq (Israel) [IAEA, 1993]. 130

149 A grade de fontes utilizava cobalto-60 e era composta por seis módulos (ver Figura 6.13). Na época do acidente, a atividade era de 12,6 PBq (340 kci) Figura 6.13: Grade de fontes do irradiador JS 6500 de Soreq (Israel) [IAEA, 1993]. A informação de que a grade de fontes estava na posição de repouso era feita de modo indireto, por meio de um microswitch acoplado ao guincho. A Figura 6.14 ilustra a sua operação. Quando esse microswitch é trocado, é necessário ajustá-lo corretamente no suporte para que ele funcione adequadamente. Aparentemente, na época do acidente, ele estava fora de ajuste, o que produziu uma indicação falsa de grade de fontes na posição de repouso. Em 1981, a direção da instalação recebeu o comunicado do fabricante do irradiador (Warning Notice IND-81-1), que recomendava a instalação de um shroud (placas de metal paralelas aos lados da fonte, quando ela se encontra na posição de exposição, formando uma capa protetora ver capítulo 3, itens 8.58 e 8.59), por causa de um significativo número de incidentes nos irradiadores do mesmo fabricante entre 1975 e 1981, em que os contêineres obstruíam o trajeto da grade de fontes e ocasionavam o seu travamento. Mas não a implementou, não sendo claro os motivos. Ao que parece, a empresa encarou o comunicado como uma sugestão e não como uma importante recomendação de segurança (em resposta, eles disseram que nunca aceitavam contêineres de papelão de clientes). 131

150 Figura 6.14: Diagrama de funcionamento do microswitch LS-109 montado no cilindro do guincho, para indicar, de modo indireto, que a fonte está na posição de repouso [IAEA, 1993]. Primeira figura: Quando o cabo está todo desenrolado, o cilindro encontra-se em uma posição em que o atuador do microswitch se acomoda dentro de uma saliência, acendendo a indicação de grade de fontes na posição de repouso no painel. Segunda figura: Pistão se movimentando e suspendendo a gradede de fontes. O atuador é pressionado. O sinal da grade de fontes na posição de repouso é desligado e os sinais de movimentação são ativados. Terceira figura: Movimento do atuador. Em julho de 1988, durante uma carga de cobalto-60, o fabricante insistiu na instalação de um shroud na próxima carga. Esquemas de um shroud foram desenhados em fevereiro de 1990 e preparativos para a sua instalação foram feitos para a próxima carga, que ocorreria no final desse mesmo ano. É interessante notar que a entidade reguladora não estava informada sobre essa recomendação do fabricante. Para facilitar o acesso a um temporizador dentro do painel, que necessitava ser ajustado ocasionalmente, as suas portas não eram trancadas. O monitor de radiação interna ocasionalmente falhava em liberar a abertura da porta de acesso e o operador precisava acioná-lo várias vezes. Em certo momento (talvez três anos antes do acidente), um truque para burlar a função desse monitor foi descoberto e aprendido pelos 132

151 operadores, sem notar o que isso significava em termos de perda de segurança. É importante esclarecer: a direção não estava sabendo da utilização desse truque, que era um procedimento não autorizado. A demora do monitor de radiação interna em liberar a porta era ocasionada pela degradação do seu sensor, localizado próximo à sala de irradiação. Ele era composto por nove geigers ligados em paralelo, que, com o passar do tempo, por causa da exposição à radiação ionizante, vão perdendo sensibilidade. O fabricante previu esse problema e incluiu um botão de ajuste de sensibilidade no monitor de radiação interna. Ao chegar à sensibilidade mínima, o sensor deve ser trocado. Três anos antes do acidente, o monitor de radiação interna forneceu uma indicação falsa (fonte na posição de exposição, quando ela estava na posição de repouso). As razões desse alarme falso não foram documentadas, mas a sua ocorrência foi relevante para a ocorrência do acidente. O monitor portátil de radiação em uso no painel estava com seu certificado anual de calibração dentro da validade. Ele operava em duas faixas de taxa de dose. No decorrer da investigação, descobriu-se que a faixa mais baixa não estava funcionando, por causa de uma conexão elétrica quebrada. O manual de instruções do irradiador prescrevia um programa de manutenções periódicas, com o objetivo de manter o número de paradas por problemas técnicos da máquina em um patamar mínimo e, consequentemente, o de entradas no irradiador, que é o procedimento mais crítico. Todos os sistemas de desligamento automático deveriam ser testados mensalmente. A maioria dos equipamentos estava em condições satisfatórias depois do acidente, mas não se mantinham registros escritos da manutenção preventiva, portanto, não foi possível saber se o programa de manutenção preventiva estava sendo rigorosamente seguido Operação, supervisão e treinamento O número de horas por dia de operação de uma planta de irradiação depende da demanda e esta operava, frequentemente, 24 horas por dia, mas contava com a presença de operadores somente durante a manhã e a tarde. Por isso, as esteiras de entrada e de saída tinham um comprimento longo o suficiente para acomodar o número de contêineres necessários para 5 a 7 horas de operação. No final do turno da tarde, os operadores carregavam a esteira de entrada até a sua capacidade máxima e esvaziavam completamente a esteira de saída. Por volta da meia-noite, um operador ia até a instalação e esvaziava e enchia as esteiras, para ela poder operar durante a noite. Havia uma ligação entre o painel e o centro de controle de emergência do centro de pesquisas, que mantinha 133

152 funcionários 24 horas por dia. Se houvesse algum problema técnico com a máquina durante a noite, eles avisariam o operador responsável, que deveria comparecer à empresa para resolvê-lo. O número de operadores, todos com nível técnico, era quatro, sendo: Um sênior com trinta anos de casa, que trabalhava na planta desde que ela começou a ser construída (final dos anos 1960) e que foi designado como o supervisor de radioproteção do irradiador. Um com nove anos de casa. Dois com três anos de casa. Todos foram treinados localmente e certificados pelo fornecedor do irradiador, após um exame. Somente após o treinamento e um ano de experiência prática é que lhes era dada permissão para operar sozinhos. Adicionalmente, cada operador participou de um curso de quatro dias de radioproteção básica, exigido pelas autoridades israelenses. Esse curso foi oferecido pelo centro de pesquisas nucleares de Soreq e todos foram aprovados. Detalhe importante: apesar desse intenso treinamento inicial, não havia treinamento periódico. Todos eles eram monitorados com dosímetros termoluminescentes (TLDs), mas não possuíam monitores de bolso com alarme. O treinamento foi dado em hebreu, mas o material escrito estava em inglês, assim como o manual de operações e as instruções de segurança. Na língua local, havia somente uma lista curta, com instruções de rotina e segurança, que incluía o procedimento de entrada no irradiador. Dos quatro operadores, o único com um bom conhecimento de inglês era o sênior; os demais possuíam conhecimento básico. Uma das causas apontadas para o acidente foi a falta de informação escrita na língua local, inclusive, a instrução de que se soarem os alarmes dos monitores de área, o operador perde a sua autonomia e não pode mais agir sozinho. Tal instrução estava em inglês. Como a empresa estava dentro de um centro de pesquisas nucleares, no início, havia inspeções rotineiras, que foram se tornando cada vez mais esparsas com o decorrer dos anos até não mais ocorrerem. A responsabilidade de fiscalização por parte do governo de Israel poderia ser executada por três órgãos: Ministério da Saúde, Comissão de Energia Atômica e Ministério do Trabalho e do Bem-Estar. Não fica claro no relatório [IAEA, 1993] se esses órgãos estavam exercendo essa 134

153 responsabilidade ou se estavam preparados para exercê-la, com inspetores familiarizados com o sistema de segurança e rotinas de manutenção de um irradiador gama de categoria IV O acidente Às 17 h de 21 de junho de 1990, o ciclo não se completou. Apesar das boas condições dos contêineres de papelão, a pressão exercida pelos cilindros pneumáticos na esteira inferior externa da sala de irradiação fez com que os contêineres inchassem, se rompessem e travassem o sistema de movimentação de contêineres (ver a Figura 6.15). Figura 6.15: Contêiner de papelão na esteira inferior externa da sala de irradiação que causou o travamento da movimentação e no qual o operador trabalhou para remover [IAEA, 1993]. Essa deformação se propagou até os contêineres da esteira adjacente, a interna inferior. Isso ocasionou a deformação, que se projetou em direção à grade de fontes. O sistema de detecção de tempo de ciclo excedido foi acionado e automaticamente provocou o recolhimento da grade fontes para a posição de repouso. A grade de fontes desceu por cerca de um metro, ficando presa por seus módulos superiores na deformação do contêiner na esteira inferior interna (ver Figura 6.16). O micro do guincho estava com problemas e o painel acusava fonte embaixo. O centro de emergência de Soreq registrou a interrupção do funcionamento do irradiador e telefonou para o operador do turno, que estava na sua casa. O operador chegou às 17h

154 O painel indicava a grade de fontes na posição de repouso, mas o monitor de radiação interna indicava a grade de fontes na posição de exposição. 1º Erro: Desconsiderou o sinal do monitor de radiação interna, que lhe dava a pior condição, porque a fonte sempre desceu e há três anos esse monitor havia dado uma falsa indicação de fonte em cima. Figura 6.16: Contêiner de papelão na esteira inferior interna da sala de irradiação, que prendeu a grade de fontes. Também é possível ver a barra guia de aço e o cabo do guincho [IAEA, 1993]. Não importa quantas vezes o equipamento tenha apresentado um defeito (uma, duas, três ou um milhão) ou o tempo em que isso ocorreu, poderia ter sido até no mesmo dia. Sempre se deve considerar a indicação de pior situação; nesse acidente, a indicação que a grade de fontes está na posição de exposição. Neste caso, a autonomia do operador cessa e ele não deve tentar entrar no irradiador. Ele pode realizar uma investigação pelo lado de fora do irradiador. Por exemplo: testar o monitor de radiação portátil, levá-lo até o teto do irradiador e medir o nível de radiação pelo orifício do cabo do guincho. Se o monitor acusar radiação, significa que a grade de fontes não está na sua posição de repouso ou que o nível de água do tanque é insuficiente para fornecer uma blindagem segura (se o cabo do guincho estiver frouxo, a probabilidade de ela estar travada em algum ponto do seu trajeto é grande). 2 o Erro: sem obter consentimento de seus superiores, por meio de um truque, conseguiu que o monitor de radiação interna liberasse a porta e seguiu o procedimento de entrada normal, abrindo a porta com a chave presa ao monitor portátil. 136

155 Como a autonomia do operador cessa em casos como esses, era obrigatório chamar o supervisor de radioproteção ou algum chefe imediato. Nunca agir sozinho. Essa recomendação serve mesmo para supervisores de radioproteção, quando a situação está difícil de ser visualizada. 3 o Erro: Colocou o monitor na escala mais sensível, mas não o testou contra a fonte de baixa atividade (mantida dentro da fechadura da porta) antes de entrar. Essa escala não estava funcionando. Havia um monitor de reserva, em perfeitas condições, na sala do supervisor de radioproteção (que ele não chamou). Uma forma de saber se os operadores estão, de fato, testando o monitor de radiação portátil antes de entrar no irradiador é, de vez em quando, retirar a fonte teste do seu lugar e observar se eles prosseguem com o procedimento de entrada. Não portava dosímetro pessoal. 4 o Erro: Não notou o forte cheiro de ozônio conforme ia entrando, embora esse erro seja até perdoável. 5º erro: Não notou a ausência do efeito Cherenkov, que é aparente quando a grade de fontes está no fundo do tanque, que, nesse irradiador, era visível, ao entrar na sala de irradiação e olhar sob as esteiras. As esteiras apresentavam alguns contêineres de papelão danificados. A vista da grade de fontes travada era ocultada pelos contêineres. O operador saiu para buscar um carrinho, para remover os contêineres avariados, e entrou novamente no irradiador. Após cerca de um minuto de trabalho, ele começou a sentir os olhos arderem e uma sensação de martelada em sua cabeça (altas doses de radiação ionizante atuam como um irritante generalizado), ficou assustado e saiu do irradiador. Às 17h45, telefonou para o seu superior, o técnico sênior, relatando o ocorrido. Um pouco depois, ele se sentiu mal e começou a vomitar. O técnico sênior ligou para o serviço de emergência de Soreq, que imediatamente enviou um supervisor de radioproteção para a planta, que, após entrevistar o operador e realizar algumas verificações e medidas, constatou que a fonte não estava na sua posição de repouso. A porta de acesso do irradiador foi trancada. A estimativa de dose recebida ficou entre 10 e 20 Gy. 137

156 O operador foi encaminhado a hospitais especializados e faleceu 36 dias depois, apesar de todo o tratamento médico despendido, que incluiu um transplante de medula. O relatório da IAEA não deixa claro quantos anos de casa tinha o operador, mas, lendo-o atentamente, infere-se que o acidente ocorreu com o de nove anos Lições e ações Este é o acidente que tinha tudo para não acontecer, mas aconteceu. Operadores com bom nível educacional, bem treinados, com anos de experiência, contato permanente com o fabricante e dentro de um centro de pesquisas nucleares. Mas ele aconteceu e a conclusão quanto à sua responsabilidade foi atribuída a várias instituições. Por isso, este é o acidente mais estudado na área de irradiadores gama e o item de lições aprendidas e ações a serem tomadas perfaz cerca de nove páginas, das quais destacarei algumas Administração da planta Instalar o shroud, o que foi feito posteriormente ao acidente. A sua simples instalação, quando foi recomendada pelo fabricante, teria evitado esse acidente. Tradução do manual de operações e de treinamento e dos pôsteres com avisos para o hebreu. Instruir os operadores para seguir somente os procedimentos padrão, sem burlá-los. Registrar as manutenções preventivas realizadas Fabricante (atual MDS Nordion, Canadá) Desenvolver um sistema direto de detecção da grade de fontes na posição de repouso, para substituir o indireto; ou seja, acionado pela chegada da grade nessa posição. Isso foi feito, trata-se do sistema acionado por pedal. Quando a grade chega ao fundo do tanque, ela aciona um pedal, que puxa um cabo de aço, que aciona o switch de fonte embaixo colocado na borda do tanque (ver Capítulo 3, seção 3.6 item 8.63). Na época, esse sistema poderia ser adaptado em 90% dos irradiadores gama de categoria IV existentes. Redesenhar o circuito eletrônico da placa do monitor de radiação interna, para não permitir a abertura da porta de acesso por meio do truque descoberto pelos 138

157 operadores. Implementado, o fabricante enviou um comunicado a todos os seus clientes, recomendando a substituição da placa Autoridades competentes Implementar programas periódicos e minuciosos de inspeção, para instalações que utilizem grandes fontes de radiação Complementares Deve ser implementado um treinamento periódico, para relembrar e reforçar os principais pontos de segurança. Principalmente, não ser apressado ao tentar resolver um problema técnico, pois isso induz a pular etapas do procedimento estabelecido, o que pode provocar a exposição do profissional à radiação e, nesse tipo de máquina, basta uma vez. A periodicidade deve ser, no mínimo, anual e, no caso de implementação de algum novo sistema ou procedimento, ele deve ser antecipado. Os operadores devem portar obrigatoriamente monitores de bolso com alarme. Implementar auditorias internas, pelo menos, uma vez ao ano, que cubram todos os aspectos de segurança radiológica, para detectar desvios de operação (como o truque utilizado pelos operadores para liberar a porta de acesso e desconhecido das chefias). Ao final de cada auditoria, um relatório formal deve ser gerado e entregue à gerência, que tomará as providências cabíveis, se for o caso, para o retorno à condição de segurança padrão. IAEA: Promover programas de treinamento de proteção radiológica em várias regiões do mundo, específicos para irradiadores. A IAEA iniciou esse programa em Nesvizh (Bielo Rússia 26 de outubro de 1991) [IAEA, 1996c, 1996e] Como no acidente anterior, o operador também era bem treinado e possuía um bom nível de escolaridade, o que não o impediu de se tornar negligente com a segurança radiológica com o passar dos anos O Irradiador Gama de categoria II (panorâmico e com armazenagem da fonte a seco), ele estava localizado no setor bioquímico da Pharmindustry Corporation na cidade de Nesvizh, cerca de

158 km de Minsk, capital da Bielorússia. Era um modelo Pepel, fabricado pela All-Union Scientific Research Institute of Radiation Technology da extinta URSS. Foi projetado em 1981 e iniciou suas operações em 1984; em seguida, sofreu uma reforma, que terminou em Sua capacidade máxima era de 30 PBq (800 kci) de cobalto-60. Operava, principalmente, para irradiar material médico. Na época do acidente, a atividade era de 28,1 PBq (760 kci). A descrição da instalação foi feita, seguindo-se as especificações originais e as observações e os dados apresentados aos inspetores durante a visita, pois a documentação relativa às condições na época do acidente e as alterações realizadas não estavam disponíveis. Em um modelo Pepel, a posição de repouso da grade de fontes é dentro de uma fenda no piso da sala de irradiação. Para ser colocada em uso, ela é içada até a posição de exposição. No topo da grade, havia uma blindagem de concreto, que funcionava como a tampa dessa fenda, o que fazia a sua operação de subida e descida semelhante à abertura e fechamento de uma gaveta vertical. Essa fenda era refrigerada com água, para remover o calor gerado pela irradiação. Entre o lado externo e a sala de irradiação, havia um labirinto e uma variedade de sistemas de segurança, para evitar a entrada, com a grade de fontes na posição de irradiação. A Figura 6.17 mostra uma vista superior da instalação. Figura 6.17: Vista superior do irradiador, mostrando a localização dos sistemas de segurança [IAEA, 1996c]. 140

159 A grade de fontes era ligada a dois cabos de aço e cada um deles era ligado a um contrapeso. Tanto a grade como os contrapesos deslizavam em guias verticais de aço inoxidável, como mostram as Figuras 6.18 e Para protegê-la contra interferências externas, como a dos contêineres, havia uma cerca metálica em torno da posição de exposição. A movimentação da fonte era feita por um motor elétrico do lado externo da blindagem. Durante o trajeto de subida ou descida, era possível parar a grade de fontes em uma posição intermediária. Em uma emergência, o motor poderia ser desconectado e a grade desceria por gravidade. Figura 6.18: Vista lateral do irradiador. Observar a grade de fontes (source rack), os contrapesos (counterweights) e o motor elétrico (drive mechanism) que movimenta todo o conjunto [IAEA, 1996c]. 141

160 a b Figura 6.19: a) Grade de fontes na posição de repouso e a cerca metálica de proteção; b) Contrapeso na posição superior [IAEA, 1996c] Sistema de transporte dos produtos Era do tipo Carrier (contêiner que viaja pendurado), dividido em duas caixas de aço (cada uma delas medindo: 50 cm x 56 cm x 80 cm ou 224 litros). Ver Figura Essas caixas possuíam um mecanismo basculante que tornava possível elas trocarem de posição, ou seja, a debaixo iria para cima e a de cima para baixo, o que acontecia do lado de fora, após a primeira passada em torno da fonte. 142

161 a b Figura 6.20: a) Contêineres compostos de duas caixas na sala de irradiação; b) Distribuição dos contêineres dentro da sala de irradiação, quando todas as posições estão ocupadas [IAEA, 1996c]. A correia transportadora que movimenta os contêineres é composta por unidades acopláveis, cada unidade carrega um contêiner. Eventualmente, essas unidades podem se desacoplar, principalmente quando a carga dos contêineres não está distribuída de forma homogênea, o que os faz balançar além do normal durante o trajeto (ver Figura 6.21). O número de desacoplamentos chegava a atingir o número de três por dia e o seu conserto exigia a intervenção do operador, como mostra a Figura 6.22, referente à reconstrução do acidente. 143

162 Figura 6.21: Unidades acopláveis da correia transportadora: a) Posição normal de acoplamento; b) Unidades desacopladas [IAEA, 1996c]. Figura 6.22: Reconstrução do acidente, mostrando a posição em que o operador estava: a) recolocando uma unidade acoplável da correia transportadora na sala de irradiação, utilizando uma ferramenta como alavanca; b) Mesma posição, por outro ângulo [IAEA, 1996c]. Para melhor visualização, os contêineres foram retirados. 144

163 6.4.3 Sistema de segurança (ver Figura 6.17) Não havia interligação do sistema de transporte dos carrieres com o sistema de controle da fonte. Se houvesse o travamento do sistema de transporte, a fonte não era recolhida automaticamente para a posição de repouso, sendo necessário um comando do operador. Havia dois sensores de radiação dentro do irradiador: um na última perna do labirinto (Position Y) e o outro na sala de irradiação (Position X), coberto com um copo de chumbo para atenuar a radiação. Mas não havia interligação deles com o sistema de controle da fonte e nenhum aviso sonoro para alertar o operador. Havia dois sensores externos: um na entrada do labirinto (Position S) e o outro no orifício por onde passava a corrente da fonte (Position T). Eles eram interligados com o sistema de controle da fonte, ou seja, fariam a grade de fontes retornar para a posição de repouso. Cada um desses pares de sensores era ligado a um mostrador (um total de dois) na sala de controle e o operador podia escolher qual sensor deveria ser mostrado (ver Figura 6.23). Entretanto, não ficava imediatamente claro qual leitura estava sendo mostrada, o que poderia facilmente causar um erro de interpretação. Figura 6.23: Painel com dois mostradores, em que a leitura de cada par de sensores de radiação era mostrada. A seleção de qual sensor mostrar era feita por um botão para cada mostrador [IAEA, 1996c]. A detecção do posicionamento da grade de fontes era feita de forma direta, ou seja, a própria estrutura da grade acionava microswitches quando ela chegava à posição de exposição ou de repouso. Esses microswitches enviavam sinais ao painel de controle, para informar onde a grade de fontes se encontrava. 145

164 6.4.4 Sequência de entrada no irradiador Apertar o botão para baixo no painel. Esperar quatro minutos, para que o sistema de exaustão retire o ozônio e os óxidos de nitrogênio formados pela irradiação do ar. Esse é um procedimento, mas máquina não possuía um temporizador para forçar o operador a segui-lo. Girar a chave para a posição desliga e retirá-la. Antes de entrar, o operador deve checar a leitura dos monitores internos (X e Y) e externos (S e T) em um painel na sala de controle. Este também é um procedimento, se forem detectadas doses altas de radiação, quando a grade de fontes deveria estar na posição de repouso. Nenhum desses monitores está interligado ao sistema de segurança, para automaticamente não habilitar o mecanismo de entrada ou soar um alarme de advertência ao operador. Em vez de uma porta, o irradiador tinha um fosso na entrada do labirinto. Para entrar, o operador usava a mesma chave do painel, que acionava um motor elétrico, que fazia deslizar uma placa metálica para cobrir esse fosso. Após o acidente, o fosso foi alargado pela retirada das cantoneiras laterais e o motor elétrico foi mudado de posição (ver Figura 6.24), porque juntos eles possibilitavam um meio de cruzar o fosso sem precisar da colocação da placa metálica. Testar o monitor portátil e entrar, prestando atenção nele. Os monitores colocados em uso não eram exatamente portáteis, eles precisavam das duas mãos para serem manuseados. Somente seus sensores de radiação mediam cerca de 50 cm e foram projetados para pesquisa geológica de materiais radioativos (ver Figura 6.25). Após a primeira curva do labirinto, havia uma placa sensível à pressão cobrindo todo o caminho. Ao pisar nessa placa, a fonte retornaria para a posição de repouso se ela estivesse em exposição. 146

165 Figura 6.24: Fosso com tampa móvel na entrada do irradiador, mostrando a posição atual do motor e onde ficavam as cantoneiras [IAEA, 1996c]. Figura 6.25: Monitor portátil utilizado para o procedimento de entrada. Somente seu sensor de radiação media 50 cm e eram necessárias as duas mãos para manuseá-lo [IAEA, 1996c] Sequência para sair do irradiador Pressionar um botão no final da sala de irradiação e sair do irradiador (notar que não era preciso da chave do painel). O operador tinha dois minutos para completar essa sequência. Usando a chave do painel, acionar o sistema para descobrir o fosso. Colocar a chave no painel e girá-la para a posição pronta e acionar o botão para cima. 147

166 Quando os sinais do painel indicassem que a grade de fontes havia chegado à posição de exposição, o sistema de transporte de contêineres poderia ser ligado. Se não fosse necessária a entrada no irradiador, a grade de fontes poderia ser repetidamente descida e subida pelo painel, inclusive, parando-a em posições intermediárias (aparentemente, essa característica não tinha qualquer aplicação prática) Operação e manutenção Na época do acidente, a instalação operava 24h por dia com três turnos de 8 horas. Cada turno era ocupado por um operador, que ficava no painel de controle, e um assistente, encarregado do carregamento dos contêineres. Como o irradiador fazia parte de uma grande empresa, havia equipes de manutenção elétrica e mecânica disponíveis. Para que os turnos pudessem folgar periodicamente, a empresa mantinha seis equipes (operador e assistente). As exigências para a obtenção e a manutenção da licença de operador eram: Ser formado em engenharia ou padrão técnico de educação especial. Passar pelo treinamento específico sobre exigências regulatórias e regras locais, dado por The State Committee on Spervision of Operational Safety in Industrial and Atomic Power Engineering. Passar por exames periódicos de conhecimento sobre os itens anteriores a cada três anos (atualmente, é uma vez por ano), aplicados pela mesma instituição. A cada três meses, participar de uma reunião de segurança presidida pelo chefe da unidade. Como se pode notar, as exigências para ser e se manter como operador eram grandes. Outro ponto a favor da segurança nessa instalação era a baixa rotatividade desses funcionários, quase todos eles trabalhavam no irradiador desde a entrada em operação. Mas isso acrescenta pouco se o sistema de segurança é fraco, como era o caso desse irradiador. Se somente treinamentos iniciais e periódicos intensos fossem a condição principal para evitar acidentes, o problema dos acidentes automobilísticos já teria sido resolvido há muito tempo. O fator humano não pode ser ignorado e quanto menos se depender dele, menor o risco de acidentes. Um bom exemplo é a aviação: quanto mais automatizada ela se torna, menor é o índice de acidentes. Costuma-se dizer que um bom sistema de segurança é aquele que é Fool Proof, que, em tradução literal, quer dizer: à prova de idiotas; mas que pode ser traduzido como à Prova de Tolos, ou melhor ainda: à Prova de Tolices. 148

167 Todo ser humano comete uma, mais cedo ou mais tarde, por mais treinado e condicionado que esteja (em tempo, Foolprof, tudo junto, significa Infalível). Todo o sistema de segurança era checado uma vez por mês pelo pessoal interno e, a cada três meses, uma organização externa realizava a manutenção preventiva. Na época do acidente, os registros mostravam que os serviços de manutenção haviam sido realizados dentro dos prazos e que os sistemas do irradiador estavam dentro dos padrões. Tanto os operadores quanto os assistentes portavam um dosímetro de leitura direta do tipo eletrômetro com fibra de quartzo (QFE) e um dosímetro termoluminescente (TLD) Perfil do operador 34 anos. Engenheiro. Era o operador mais experiente da instalação e havia acompanhado toda a construção do irradiador. Portanto, ele estava plenamente familiarizado com a máquina, com os riscos e com os sistemas de segurança. Era considerado um operador habilidoso, capaz de lidar com problemas operacionais e cumprir as metas de produção O acidente Às 3h40 do sábado de 26 de outubro de 1991, o sistema de transporte dos contêineres emperrou, por causa de uma desconexão na correia transportadora, como mostra a Figura 6.21, um problema comum. Esse problema podia ser visualizado, pela observação contínua dos indicadores de posição dos contêineres no painel de controle, mas não havia um alarme para chamar a atenção do operador. O operador estava na sala de controle lendo jornal e não notou o que estava ocorrendo. Seu assistente, que estava na área de carga, ouviu o barulho característico de emperramento do sistema de transporte e gritou para alertar o operador, que não estava portando seus dosímetros pessoais QFE e TLD. Ambos estavam em sua lancheira, portanto, a dose recebida teve que ser estimada. Em muitas investigações de acidentes, há ambiguidades na descrição do que aconteceu exatamente. Neste caso, o operador argumentou que estava sonolento e que suas lembranças estavam nebulosas. Entretanto, as autoridades e os que cuidaram do operador relataram que ele 149

168 também parecia relutante em informar qualquer detalhe preciso do que aconteceu (talvez por ser um funcionário experiente e ter cometido erros tão tolos). Isso dificultou a investigação. Então, será feita a distinção entre os fatos conhecidos e os prováveis. Provavelmente, o operador apertou o botão para baixo no painel. Ele admitiu que não retirou a chave do painel e ela ficou na posição pronta (a chave deveria ter sido girada para a posição desliga e retirada). Provavelmente, pegou o monitor portátil e não o testou nem checou a leitura dos monitores de área. Não acionou o sistema de cobertura do fosso. Provavelmente atravessou-o pisando no motor de acionamento do sistema de cobertura e entrou no labirinto. Pisou na placa sensível à pressão e continuou seu trajeto até a sala de irradiação, onde havia ocorrido a desconexão no sistema de transporte. Não se pode constatar se a grade de fontes ficou presa antes de chegar à sua posição de repouso ou se ela subiu quando o operador já estava dentro do irradiador, pois os comandos foram deixados para se suspender a grade de fontes. Qualquer que tenha sido a situação, o problema aparentemente desapareceu sozinho, porque, após o acidente, a grade de fontes foi encontrada em sua posição de repouso e várias tentativas foram feitas para reproduzir o acidente sem sucesso. As equipes de investigação concluíram que a maior probabilidade de ocorrência é a da segunda situação (a grade de fontes subiu sozinha enquanto o reparo estava sendo efetuado). Após um minuto de trabalho, ele começou a sentir uma forte dor de cabeça, dor nas juntas e nas gônadas e dificuldade em respirar. Então, ele inclinou a cabeça para a esquerda, para verificar o posicionamento da grade de fontes, pois sua visão estava bloqueada pelos contêineres e constatou que ela estava na posição de exposição. Ele não apertou o botão de parada de emergência mais próximo, mas saiu imediatamente do irradiador. Contou ao seu assistente o que havia ocorrido. As providências para o seu atendimento foram rápidas. Após o hospital local ter sido notificado do acidente, uma ambulância foi enviada e cerca de 20 minutos depois ele estava sendo admitido na emergência para o primeiro atendimento. Em seguida, ele foi removido para Moscou, chegando lá às 19h do mesmo dia. 150

169 A dose recebida foi estimada entre 8 e 16 Gy. O operador faleceu 113 dias após o acidente Lições aprendidas Apesar do relatório não mencionar, é provável que os outros operadores (assim como no acidente de Soreq, ver 6.4) também burlassem o sistema de segurança regularmente, para diminuir o tempo de atendimento a uma ocorrência da máquina, apesar de todo o treinamento recebido. Afinal, a grade de fontes sempre ia para a posição de repouso, não é? Sim, mas nesse tipo de equipamento, basta que ela trave uma única vez e ser exposto por alguns segundos, para receber uma dose letal; não são necessárias mais vezes. No relatório desse acidente [IAEA, 1996c], essa parte tem cerca de cinco páginas, das quais serão apresentadas as lições mais importantes: A máquina deve ter dispositivos que alertem e protejam o operador de ser exposto acidentalmente, de modo a diminuir ao máximo a interferência humana. Isso é possível, seguindo as recomendações da Safety Series 107 [IAEA, 1992] e atualmente da sua substituta, a Specific Safety Guide N o 8 [IAEA, 2010]. O sistema de transporte deve sofrer alterações ou ser trocado por um que minimize os seus problemas técnicos e, assim, diminuir a necessidade de entrada do operador. Deve haver um sistema de detecção de emperramento do sistema de transporte, que deve automaticamente: i) Soar um alarme; ii) Retornar a grade de fontes para a posição de repouso e iii) Zerar os comandos. Desse modo, a grade de fontes não poderá ser elevada sem que os procedimentos estabelecidos sejam seguidos. Os monitores de área devem estar interligados com o sistema de segurança, de modo que se um deles detectar radiação acima do nível considerado seguro com a grade de fontes na posição de repouso ou se ele quebrar ou se for desligado: i) A entrada no irradiador não será permitida; ii) Disparar um alarme sonoro e um aviso luminoso no painel de controle. Devem ser feitas auditorias regulares, com o objetivo de verificar se o procedimento de segurança estabelecido está sendo burlado ou se os sistemas de segurança atuais são (facilmente) burláveis ou se necessitam atualização. Apesar do programa de treinamento ser bem estruturado, um acidente fatal ocorreu com o operador considerado o mais experiente e que poderia ter sido facilmente evitado, portanto, ele também requer alterações: i) Os programas de treinamento 151

170 devem ser revistos periodicamente, atualizados e reforçados quando necessário; ii) Deve ser dada ênfase às funções dos componentes do sistema de segurança, procedimentos e as possíveis consequências de não segui-los corretamente; iii) Deve ser escrito um Manual de Instruções em linguagem clara, mostrando o esboço da instalação, os sistemas de segurança e os alarmes, as regras de operação, os procedimentos de emergência e o que foi ensinado nos treinamentos. Ele deve ser mantido atualizado e estar disponível para os que trabalham com o irradiador. Monitoração pessoal de dose: i) Adotar a utilização de monitor de bolso com alarme; ii) Elaborar um procedimento para checar o correto funcionamento desses monitores; iii) Os monitores de bolso com alarme devem ser utilizados em conjunto com os monitores de radiação portáteis (redundância) e não para substituí-los. 6.5 Illinois (EUA fevereiro de 1965) [IAEA, 1996e] O irradiador Acelerador de elétrons com 10 MeV de categoria II (irradiador dentro de uma sala blindada ver capítulo 2 e 2.2.2). Os produtos eram transportados para a sala de irradiação por uma esteira. O trajeto da esteira passava pela porta de acesso à sala de irradiação, que, por essa razão, não tinha a parte inferior O acidente Um operador entrou na sala de irradiação, para colocar um produto sob o feixe de elétrons, enquanto ele estava ligado. Ele burlou o sistema de segurança, entrando pela abertura inferior da porta de acesso. A dose recebida pelo trabalhador foi estimada em: 400 a 2400 Gy para várias partes da mão direita; 3 a 290 Gy para várias partes do pé direito; até 290 Gy para várias partes da perna direita; 2,45 a 3,25 Gy para a pele do lado direito do corpo e 0,002 a 0,05 Gy para o interior do corpo. Sérias queimaduras causadas por radiação apareceram na mão e no pulso direitos, assim como na perna direita. 138 dias após o acidente foi necessária a amputação do braço direito logo acima do cotovelo e, após 6 meses, houve a amputação da perna direita logo acima do joelho. 152

171 6.5.3 Causas do acidente Houve erro do operador que, intencionalmente, entrou na sala de irradiação por um método não autorizado, burlando todo o sistema de segurança. Houve um erro crasso de avaliação e de projeto por deixar uma abertura permanente na parte inferior da porta de acesso, suficientemente grande para passar um ser humano. O relato não menciona, mas certamente faltou treinamento para o operador não cometer a bobagem que ele cometeu. 6.6 Maryland (EUA 11 de dezembro de 1991) [IAEA, 1996e] O irradiador Era um Dynamitron (ver Figura 6.26), acelerador de elétrons de categoria II (irradiador dentro de uma sala blindada ver capítulo 2 e 2.2.2) utilizado para a reticulação de polímeros (como fios elétricos). Na época do acidente, a instalação possuía licença de operação e era inspecionada rotineiramente. Figura 6.26: Acelerador Dynamitron, similar ao de Maryland [ industrial.com/sites/default/files/ressources/dynamitron%203%20mev%20- %20Inline.jpg]. 153

172 6.6.2 Perfil do operador e do seu assistente O operador tinha um ano e meio de casa e havia sido aprovado para essa função dez meses atrás. O assistente era um empregado temporário, estava no seu primeiro dia de trabalho e não tinha recebido qualquer treinamento em proteção radiológica (o correto é utilizar empregados próprios para essa função e receber o treinamento inicial antes de começar a trabalhar, ver capítulo 5). Nenhum deles estava portando dosímetros pessoais. Pelos acidentes anteriores, podemos notar que este é um ponto comum em todos eles; aparentemente, é um sinal de que a segurança não está sendo levada a sério O acidente Na tarde de 11 de dezembro de 1991, um operador e seu assistente completavam o terceiro dia de manutenção do irradiador, que estava inativo há algum tempo (não especificado no relato). O vácuo na parte da corneta havia sido quebrado para a troca da janela, que sofre superaquecimento pelo feixe de elétrons durante a operação e necessita ser trocada periodicamente. Após a instalação da janela, o acelerador foi operado na potência (3 MV) e corrente (25 ma) máximas por 15 a 20 minutos, com a esteira vazia. Ao fim desse período, o operador caminhou pelo labirinto até a sala de irradiação, que era também o trajeto da esteira de entrada, para checar se a montagem da janela não havia sofrido danos, devido ao superaquecimento. O assistente permaneceu do lado de fora. A tensão do filamento da fonte de elétrons foi desligada, mas a alta tensão não, o que gerou uma corrente escura (também conhecida como corrente fria) da ordem de 50 µa (ver capítulo 3, item 8.98). O aviso luminoso intermitente de alta tensão ligada foi ignorado, porque ele não era de aviso de radiação. Tanto a entrada como a saída de produtos possuíam portões automáticos próprios, que abriam somente na presença de produtos nas esteiras, para evitar entradas não autorizadas. Quando o irradiador não estava operando, eles eram fechados com 154

173 cadeados. Na época do acidente, os portões estavam destravados e os cadeados haviam sido removidos. Havia um sistema composto de três células fotoelétricas, que desligavam automaticamente o acelerador, se o feixe de infravermelho delas fosse interrompido. A primeira célula fotoelétrica estava localizada próxima ao portão de entrada de produtos e a terceira, próxima ao portão de saída de produtos. Mas um interruptor foi instalado para desabilitá-las, sem notificar ou obter permissão da autoridade reguladora. No dia do acidente, o interruptor estava na posição desliga. Dentro do labirinto, havia uma placa sensível à pressão, que desligaria o irradiador se alguém andasse em cima dela. Ela foi removida sem a aprovação da autoridade reguladora. A segunda célula fotoelétrica estava localizada dentro do labirinto a 1,22 m do solo. O operador, deliberadamente, passou por baixo do feixe. Durante as investigações do acidente, ele reportou que: i) Acreditava que não haveria feixe de elétrons, se a tensão do filamento estivesse desligada e ii) Economizaria tempo, deixando a alta tensão de aceleração ligada, caso fossem necessários mais testes. Foi constatado que os outros operadores também burlavam rotineiramente o sistema de segurança. Ele inspecionou a janela com a ponta dos dedos e também visualmente, inclinando a cabeça em um ângulo oblíquo. Ele estava usando seus óculos, que tinham lentes plásticas, o que protegeu seus olhos. Ele permaneceu dentro da sala de irradiação por um ou três minutos, saiu, trancou a máquina e foi para casa. O corpo do operador, especialmente suas extremidades e sua cabeça, foi exposto à radiação devido à corrente escura. Três meses após o acidente, as quatro pontas dos dedos da mão direita e a maior parte dos dedos da mão esquerda tiveram que ser amputadas Lições aprendidas ou causas do acidente Curiosamente, o relato não apresenta esta parte. Talvez para não se tornar repetitivo (treinamento e conscientização, reinstalação e desbloqueio dos sistemas de segurança, auditorias periódicas por parte da direção e inspeções mais detalhadas da agência reguladora). 155

174 6.7 Hanói (Vietnam 17 de novembro de 1992) [IAEA, 1996d, 1996e] O irradiador O HINP Instituto de Física Nuclear de Hanói teve estreitos vínculos com o instituto de pesquisas de Dubna (da extinta União Soviética) por muitos anos e vários cientistas do Vietnam estiveram lá realizando pesquisas, utilizando um acelerador de elétrons de categoria II (irradiador dentro de uma sala blindada ver capítulo 2 e 2.2.2). Então, quando os russos ofereceram esse acelerador como um presente, ele foi alegremente aceito. Ele não era do tipo industrial (processamento em grande escala, por meio de uma esteira) e, sim, voltado para a pesquisa, em que o espaço de irradiação permitia apenas o acomodamento de amostras pequenas, posicionadas manualmente. O acelerador era um Microtron MT-17, que produz nêutron e raios X a partir de elétrons acelerados até 15 MeV. Nesse tipo de máquina, os elétrons são acelerados em órbitas circulares e direcionados para o material alvo escolhido, por meio de dois tubos guias. No final de um tubo, havia um alvo de tungstênio, para produzir raios X, e no do outro, um de urânio, para a produção de nêutrons. A Figura 6.27 mostra o diagrama desse equipamento. As amostras poderiam ser remotamente levadas e trazidas de suas posições de irradiação, por meio de um sistema de tubos plásticos e ar comprimido, mas ele não era utilizado. Em Dubna, ele iniciou suas operações em 1974 e foi enviado para o HINP em 1982, com todas as despesas pagas pelos russos. Ele foi remontado pelos cientistas locais, que haviam trabalhado nele. Esse acelerador era um modelo experimental e, por isso, possuía somente um manual de instruções manuscrito, que fornecia informações detalhadas sobre a operação do equipamento, mas não cobria: os sistemas de segurança, o projeto da sala de irradiação e os procedimentos de radioproteção. Os cientistas vietnamitas possuíam alto grau acadêmico, mas praticamente nenhuma experiência ou treinamento em radioproteção e, por causa da falta de verba, poucos equipamentos de monitoração de radiação. Então, após o término da montagem, não houve uma inspeção dos sistemas de segurança nem a verificação da eficiência da blindagem, por meio de um levantamento radiométrico. A VINATOM (Comissão de Energia Atômica do Vietnam) é a instituição do governo responsável, entre outras atribuições, pela aprovação, acompanhamento da montagem, fiscalização e inspeção de irradiadores. Na época do acidente, a VINATOM, por falta de recursos financeiros, não possuía técnicos treinados para exercer essas funções. Havia também uma dificuldade formal, pois, na estrutura governamental, o HINP estava no mesmo nível da VINATOM, mas isso 156

175 provavelmente não faria muita diferença. Estas e outras discrepâncias foram revistas e corrigidas após o acidente. Figura 6.27: Diagrama do Microtron MT-17 do Instituto de Física Nuclear de Hanói [IAEA, 1996d]. 1 Magnetron; 2 Tubo guia; 3 Cátodo; 4 Ímãs; 5 Alvo de tungstênio; 6 Alvo de urânio Sistemas de segurança e controle As plantas ou especificações de materiais ou técnicas de construção não foram fornecidas com o acelerador, mas eles procuraram reproduzi-las. Algumas vezes foram bem sucedidos, em outras não, como foi verificado pela comissão de investigação pós-acidente. Algumas delas são: Vários cabos e dutos de ventilação iam diretamente para a sala de irradiação, ao invés de formar ângulos. Isso permitia a formação de feixes colimados passando pela blindagem. A blindagem do teto não era espessa suficiente, para reduzir a taxa de dose a níveis da radiação de fundo. O lado de fora da porta de acesso apresentava níveis significativos de taxa de dose. 157

176 Também foram detectadas outras irregularidades, tais como: Falta de equipamentos de monitoração calibrados. Nenhum treinamento em radioproteção. Nenhum levantamento radiométrico. A sala de controle estava situada a vários metros da sala de irradiação. Ver, na Figura 6.28, a planta da instalação. Figura 6.28: Planta da instalação [IAEA, 1996d]. O operador ou os operadores não acompanhavam o cientista na colocação da amostra a ser irradiada e não havia um circuito interno de câmeras, para monitorar o que estava acontecendo. O procedimento padrão era o pesquisador simplesmente notificar a sala de controle que ele havia terminado a colocação da amostra e a irradiação era iniciada. O acionamento do irradiador não era feito por chave, ou seja, o painel nunca estava travado. Entretanto, o procedimento era complexo e não poderia ser executado sem treinamento específico. Não havia um sistema de segurança que evitasse a entrada de pessoas enquanto o feixe estivesse ligado. Em outras palavras: se alguém abrisse a porta de acesso e fosse até a sala de irradiação, a máquina não desligaria e nenhum aviso apareceria no painel de controle. 158

177 Não havia avisos sonoros e visuais dentro ou fora do irradiador, avisando que o acelerador estava sendo ligado (o procedimento de ligá-lo demandava certo tempo). Por causa da dificuldade em obter peças sobressalentes e do alto preço delas, havia uma forte rotina de manutenção preventiva, mas ela não cobria os sistemas de segurança. Como se pode constatar, havia somente preocupação com a operação da máquina e praticamente nenhuma com as pessoas. Mesmo os russos não enviando informações sobre os sistemas de segurança, o nível dos pesquisadores de Hanói permitia que eles procurassem informações a esse respeito com os russos ou com outros países ou com técnicos da IAEA ou na literatura internacional. Permanecer dez anos em uma situação de insegurança praticamente total, em um centro de pesquisas, até haver um acidente é algo inadmissível O acidente No meio da tarde do dia 17 de novembro de 1992, um grupo de pesquisadores, liderados pelo diretor da instalação, estava realizando experimentos, envolvendo a irradiação de amostras de minério de ouro. Colocaram a primeira amostra e a sua irradiação foi realizada, conforme o plano. O diretor e dois assistentes entraram na sala de irradiação para remover a primeira amostra. Depois de posicionar a segunda amostra próxima ao alvo de tungstênio, eles saíram do irradiador e foram em direção à sala de controle (microtron control room). Quando eles estavam próximos à sala de controle (ponto P na Figura 6.28), o diretor pediu que um dos assistentes lhe arranjasse uma barra de sabão e voltou pelo corredor, como se fosse até a pia (sink) localizada no pátio (courtyard). Como a assistente teria que passar próximo à sala de controle para arranjar uma barra de sabão, ela avisou o operador que o experimento estava pronto e que a máquina poderia ser ligada. Entretanto, em vez de o diretor ir para o pátio, ele reentrou na sala de irradiação, para checar novamente o posicionamento da amostra e achou que ele não estava correto. Utilizando alguns blocos de cera estocados na sala, ele começou a reajustar o posicionamento da amostra. 159

178 Ele manuseou a amostra cerca de três vezes e suas mãos ficaram a cerca de 3 a 30 cm do alvo. Durante parte desse tempo, o acelerador estava ligado e ele não estava a par disso. A Figura 6.29 mostra um esquema das posições de exposição e a Figura 6.30, a variação da taxa de dose com a distância do alvo. Figura 6.29: Esquema das posições de exposição [IAEA, 1996d]. Figura 6.30: Variação da taxa de dose com a distância do alvo [IAEA, 1996d]. 160

179 A assistente voltou com o sabão, mas não encontrou o diretor no pátio. Ela chamou pelo diretor várias vezes sem obter resposta, então correu para o irradiador, onde encontrou a porta de acesso aberta. Novamente chamou pelo diretor sem obter resposta. O ruído de fundo originado pelo gerador e pelos sistemas de condicionador de ar e de resfriamento devem ter abafado os chamados de sua assistente. Entretanto, quando a corrente elétrica do Magnetron foi ligada, houve um som alto e característico acima do ruído de fundo que deveria ter alertado o diretor. Na investigação do acidente, ele disse que se lembrava vagamente de ter ouvido esse som, mas não reagiu às suas implicações. A assistente correu até a sala de controle e mandou o operador desligar o irradiador imediatamente. O tempo de funcionamento foi de 2 a 4 minutos, com uma corrente de 6 µa. A assistente e o operador correram para a porta de acesso do irradiador, que estava aberta cerca de 60 cm. Eles entraram e viram o diretor, manuseando alguns blocos de cera em um dos cantos do labirinto. Eles lhe informaram o que ocorreu. Suas mãos foram expostas a altas taxas de dose por alguns segundos e, em duas semanas, elas apresentavam sinais de exposição aguda à radiação. Ele não informou a ninguém sobre o acidente e assegurou a sua assistente e ao operador de que não haveria qualquer problema com suas mãos. Ele não procurou tratamento médico até o 24º dia após o acidente, embora os primeiros sintomas de dano biológico tenham aparecido no 11º e 12º dia. Ele recebeu tratamento médico em Hanói e depois foi transferido para um centro mais especializado na França. Segundo as últimas informações, ele teve que amputar a mão direita (julho de 1993) e dois dedos da mão esquerda (novembro de 1993 e fevereiro de 1994). Ironicamente, ele era o responsável pela radioproteção da instalação (provavelmente, um cargo fictício, somente para atender a legislação). A estimativa de dose para as suas mãos ficou entre 20 e 45 Gy. Para o corpo todo ficou entre 1 e 2 Gy. 161

180 6.7.4 Lições aprendidas ou causas do acidente Neste acidente, assim como no de San Salvador (ver 6.2), a grande dúvida é: Como ele não ocorreu antes? Nos dois casos, estava tudo errado em termos de radioproteção. A grande diferença é que as pessoas que cuidavam do irradiador em Hanói possuíam alto grau acadêmico. Em 1988 (quatro anos antes do acidente), uma missão da IAEA enviada ao Vietnam detectou falhas de radioproteção em várias instituições, inclusive no HINP. Elas foram repassadas na forma de relatório à VINATOM. Não foram tomadas providências ou elas foram tímidas por causa da falta de verba para o setor (ou pelo maior interesse em pesquisa do que em segurança, embora um não exclua o outro). O relato específico [IAEA, 1996d] sobre esse acidente apresenta várias providências a serem tomadas, mas todas elas já foram vistas nos acidentes anteriores. Então, prefiro não cansá-los, repetindo-as. 6.8 Fleurus (Bélgica 11 de março de 2006) [FANC, 2013] Existem vários acidentes em irradiadores que não contam com um relatório da IAEA, por não acrescentarem mais informações aos já relatados ou por não terem resultado em danos biológicos extremos (amputações e mortes). O acidente de Fleurus se encaixa na segunda categoria, mas não na primeira, porque nele a máquina conspirou contra o operador. O único documento disponível sobre ele está no sítio da FANC Agência Federal para Controle Nuclear (Bélgica), um relatório preliminar com somente sete páginas sem qualquer ilustração e apresenta apenas informações essenciais, que não incluem a descrição do sistema de segurança. Toda a informação colhida na internet parece se basear nesse documento. Se houve um relatório final, ele está muito bem guardado. Alguns colegas tiveram a oportunidade de conversar com os investigadores desse acidente em eventos internacionais e me repassaram um pouco mais de dados O irradiador: A instalação contava com dois irradiadores gama de categoria IV (panorâmico e de armazenagem da fonte em água), utilizando cobalto-60 fabricados pela Sterigenics (EUA). Um operava de forma contínua e o outro por lote (ou por batch o transporte do material para e da sala de irradiação é feito manualmente: a retirada de um lote irradiado e a colocação de outro a ser irradiado implica a interrupção do processamento). O acidente ocorreu neste último. Não há informações sobre o modelo ou sobre a atividade na grade de fontes. 162

181 6.8.2 O acidente Um operador foi chamado por seus colegas quando eles notaram que o detector do lado de fora do irradiador acusava a presença de radiação sem que houvesse processamento em progresso. Ele zerou o monitor, que não voltou a acusar a presença de radiação, então, concluiu que a sua ativação se devia a algum ruído elétrico no circuito. A porta de chumbo de acesso à sala de irradiação estava aberta e, como a máquina não estava em operação, achou melhor fechá-la, mas antes disso, o procedimento exigia a verificação do seu interior, para que ninguém fosse esquecido dentro. Nesse procedimento, o operador deve entrar na sala de irradiação e pressionar um botão na extremidade oposta dela, o que indica que ele fez a verificação (ou que, pelo menos, foi até o fundo da sala). Ele testou o monitor portátil, entrou checando os níveis de radiação, que estavam normais, colocou o monitor no chão da sala, procedeu à verificação, pressionou o botão, voltou, pegou o monitor, saiu e fechou a porta. Todo esse procedimento demorou cerca de 20 segundos. Algum tempo depois, o operador começou a sentir náuseas e a vomitar, mas não relacionou esses sintomas com a entrada no irradiador. Mais tarde, ele se consultou com o médico de sua família, que diagnosticou problemas de digestão. Após três semanas, ele reportou que estava tendo perda de cabelo ao médico da empresa, que levantou a hipótese de ele ter sido irradiado sem saber. Exames de sangue foram imediatamente providenciados e indicaram uma forte suspeita de ele ter recebido uma dose da ordem de 4 Gy. Em 31 de março, o operador foi transferido para um hospital francês especializado em tratamento de exposições à radiação. Um exame mais completo estimou a dose entre 4,4 e 4,8 kgy. Quatro outros operadores presentes no mesmo dia do acidente foram examinados, mas não mostraram sinais de irradiação. Analisando os dados registrados pelo computador, verificou-se que a fonte saiu e retornou para a sua posição de repouso, provavelmente sem sair totalmente do tanque, durante o tempo em que o operador esteve dentro da sala de irradiação. O alarme do monitor portátil poderia tê-lo alertado, mas ele não o carregou o tempo todo, porque era difícil passar pelo equipamento, portando-o. Além disso, não era necessária a chave (normalmente presa a ele) para ativar o botão e, como o nível do chão era abaixo da borda do tanque, o monitor não recebeu um feixe direto da radiação e a radiação espalhada não deve ter sido suficiente para sensibilizá-lo. 163

182 Deixar o monitor de radiação portátil em um canto qualquer após entrar na sala de irradiação é um procedimento comum no mundo todo, pois na maioria das vezes, o trabalho, que levou o operador a entrar no irradiador, lhe exigirá o uso das duas mãos. Isso mostra a importância da utilização do monitor de bolso com alarme Causas do acidente A principal hipótese é um defeito no sistema hidráulico, que poderia ter causado um movimento oscilante de amplitude crescente de saída e de volta da grade de fontes da sua posição de repouso. Esse movimento foi causado possivelmente pela interferência entre os sistemas hidráulicos dos dois irradiadores, que eram interligados. O que chama a atenção é o sistema de elevação da grade de fontes ser hidráulico, quando a recomendação é de ser pneumático (ar comprimido), porque tem resposta lenta a elevação e rápida a descida Lições gerais O relatório da FANC cita a exigência de a empresa realizar uma reavaliação profunda e completa do sistema de segurança do irradiador para voltar a operá-lo, o que foi feita e executada, mas não especifica o que foi alterado. Portanto, citarei algumas providências gerais, que tem boa probabilidade de terem sido adotadas: Separar os sistemas hidráulicos dos irradiadores (o ideal seria trocá-los por pneumáticos) Alarme de subida da grade de fontes, independentemente de o irradiador estar operando ou não. Acrescentar a utilização de monitores de bolso com alarme. 6.9 Considerações finais sobre acidentes Os sistemas de segurança não foram colocados como parte da decoração da máquina. Há uma razão muito boa para a existência ou para a atualização deles ou para a adição de outros, que é evitar a exposição de um ser humano a doses letais de radiação. O mesmo raciocínio se aplica aos procedimentos de segurança associados a esses sistemas. Parodiando um ditado famoso, 164

183 O PREÇO DA SEGURANÇA É A ETERNA VIGILÂNCIA 3 Para sensibilizar os alunos sobre a importância da radioproteção durante os treinamentos, costumo terminar os relatos dos acidentes, mostrando as fotos das pessoas irradiadas, pois a grande maioria nunca viu um ser humano (ou mesmo um animal), manifestando os efeitos de ter recebido altas doses de radiação. Pode parecer grotesco, mas, até agora, não achei método melhor para sensibilizar os meus alunos (outras áreas de segurança também se utilizam desse expediente). Frisando que, para chegar àquele ponto, bastou uma única entrada na máquina e por pouco tempo. Onde obter essas fotos? Há vários relatos de acidentes publicados pela IAEA disponíveis gratuitamente na Internet. Geralmente, elas estão na seção de tratamento médico. Não tenha medo de aprender. Pergunte às outras empresas como é o seu sistema de radioproteção. Nessa área, sempre devemos trocar experiências. Se tiver dúvidas, peça a contratação de um consultor externo. Fique atento ao que os ficais da CNEN dizem durante uma fiscalização, anote tudo. Confesso que só abri os olhos para a importância da radioproteção após receber alguns não, vários e sérios puxões de orelha dos fiscais da CNEN. Aprendi muito com eles. Empenhe-se para que a IAEA nunca tenha que publicar um relato de acidente da sua instalação. 3 O preço da liberdade é a eterna vigilância. 165

184

185 7. Transporte e carga do material radioativo Obviamente, esta parte diz respeito somente a irradiadores gama. 7.1 Licença de importação O Brasil não produz cobalto-60 (pelo menos, não em quantidade suficiente) para abastecer os irradiadores existentes em seu território, portanto tem que importá-lo. Isso requer algumas etapas: Obter junto a CNEN a Licença de Importação para Material Radioativo (Instruções no sítio da CNEN), que requer o preenchimento de um formulário e o pagamento da taxa correspondente. Essa licença somente será liberada se, após a última inspeção, a instalação não tiver apresentado irregularidades ou se elas não foram graves. Em caso de dúvida sobre a condição da empresa, a CNEN certamente realizará uma inspeção antes de decidir sobre a emissão ou não dessa licença. Contatar o fornecedor do material radioativo de sua preferência, que exigirá a licença de importação, para iniciar os trâmites legais no país dele. É recomendável contratar os serviços de um despachante especializado em importação e exportação, para cuidar dos trâmites legais, que são complexos e sofrem modificações constantemente. 7.2 Transporte Deve-se seguir a norma de transporte da CNEN [CNEN, 1988] (da qual recomendo uma atenta leitura), que também engloba a maioria das exigências de outros órgãos de fiscalização, como o Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis (IBAMA) e a Polícia Rodoviária Federal. O processo começa com o preenchimento do Requerimento para Transporte de Material Radioativo (RTMR), disponível no sítio da CNEN e o pagamento da taxa correspondente. Submeter o RTMR e o Plano de Transporte à CNEN, para ser avaliado. Este último deve conter as seguintes informações básicas: Data aproximada da chegada ao Brasil e duração prevista do transporte até a instalação. Descrição do conteúdo radioativo a ser transportado e da sua embalagem. 167

186 Meio de transporte a ser utilizado (um caminhão de transporte de contêineres marítimos). Descrição do trajeto a ser percorrido, destacando as vias principais (deve-se escolher o horário e a rota de menor risco, tanto em termos de ocorrência de um acidente comum quanto para minimizar as consequências de um acidente radiológico, como, por exemplo, baixa densidade populacional ou menor quantidade de acidentes geográficos). Identificação do supervisor de radioproteção que acompanhará o transporte (pode ser indicado mais de um, no caso de o escolhido não estar disponível). O supervisor de radioproteção deve acompanhar o transporte em outro veículo, que servirá como apoio em caso de acidente, e deve portar um monitor de radiação calibrado, bem como um kit de emergência, contendo cones e fita zebrada. Procedimento de emergência em caso de acidente (monitorar a área, cercar com cones e fitas, acionar a defesa civil, polícia rodoviária e a CNEN; ter todos os respectivos telefones anotados; NÃO AGIR SOZINHO). O motorista deve ter licença para transporte de cargas perigosas. O transporte será acompanhado por escolta armada (para inibir o roubo por ladrões comuns desavisados ou por terroristas). O veículo transportador estará identificado em seus três lados (laterais e traseira) com o símbolo de radiação (ver Figura 7.1). Como veremos o contêiner marítimo que contém o contêiner de transporte também virá identificado do fornecedor com esse símbolo em suas quatro faces (ver Figura 7.2). A etiqueta ou placa de identificação da Figura 7.2 apresenta algumas informações adicionais: Radioativo III: O nível de radiação em contato com a embalagem é maior do que 0,5 msv/h e menor ou igual a 2 msv/h e o índice de transporte é maior do que 1 e menor ou igual a 10. Isso implica que, na cabine do veículo transportador, não deve ser permitida a presença de outras pessoas, além do motorista e seus ajudantes. Conteúdo: Nome do radionuclídeo que está sendo transportado. Atividade: Valor da atividade do material radioativo que está sendo transportado. 168

187 Índice de Transporte (IT): nível de radiação máximo (NRM) a 1 m da superfície externa da carga considerada, e multiplicado por 100 se expresso em msv/h (ou por um se expresso em mrem/h) 7: Número da Organização das Nações Unidas (ONU) para o transporte de materiais radioativos. Figura 7.1: Placa de aviso para tanques e contêineres [CNEN, 1988]: Parte superior do fundo: Amarelo Parte inferior do fundo: Branco Trifólio e letras: Preto Figura 7.2: Placa de aviso para tanques e contêineres [CNEN, 1988]: Parte superior do fundo: Amarelo Parte inferior do fundo: Branco Trifólio e letras: Preto Barra da categoria: Vermelho A Figura 7.3 mostra o contêiner de transporte (assim como a Figura 2.17 do capítulo 2). Ele é do tipo B(U) confeccionado em chumbo ou urânio exaurido e sua massa é de cerca de cinco toneladas. A letra B significa que ele pode conter uma grande quantidade de material radioativo, neste caso específico, até 7,4 PBq (200 kci), e é resistente aos maus tratos normais e à maioria dos acidentes de transporte (impactos severos e incêndio). A letra U significa que requer somente aprovação unilateral do projeto. Podemos nos referir a ele como: embalado (ou volume), que é o nome dado a todo o conjunto composto de embalagem mais material radioativo. Devido à alta atividade que ele geralmente contém, não é mais permitido o seu transporte por via aérea. Portanto, ele chegará ao nosso país por via marítima, dentro de um contêiner marítimo, como mostra a Figura

188 Pela Legislação, materiais radioativos não podem ficar estocados no porto, portanto, ao ser retirado do navio, o contêiner deve ser colocado sobre o caminhão e o caminhão deve sair do porto (ver Figura 7.5). Isso implica que o supervisor de radioproteção (e talvez a escolta armada) tem que ficar de plantão no porto até chegar a vez da descarga do seu contêiner. Figura 7.3: Contêiner de transporte de material radioativo tipo B(U). Sua capacidade máxima é de 7,4 PBq (200 kci) para cobalto-60. Figura 7.4: Navio no porto carregado com contêineres marítimos. [ 170

189 a b Figura 7.5: a) Contêiner sendo retirado do Navio [ b) Contêiner sendo colocado sobre o caminhão [ Essas fotos são de uma carga qualquer não radioativa. Uma vez fora do porto, o supervisor de radioproteção deve terminar o preenchimento da Ficha de Monitoração da Carga e do Veículo Rodoviário (ver Figura 7.6). Somente então o transporte deve seguir viagem até a instalação, acompanhado pela escolta armada e pelo supervisor de radioproteção. Na instalação, a carreta deve ser colocada próxima ao irradiador e do lado em que a carga será realizada. As portas do contêiner marítimo devem permanecer lacradas até o início da operação de carga. 7.3 Carga Antes de iniciar o processo de carga, a integridade dos lápis de cobalto-60 deverá ser checada. Como isso é feito? A Figura 7.7a mostra um contêiner de transporte por dentro, no compartimento marcado com o número 16, onde se encontram os lápis acondicionados dentro de uma cestinha. A Figura 7.7b mostra uma réplica dela com simuladores. Após o fechamento do contêiner de transporte, o compartimento da cestinha é preenchido com uma atmosfera do gás inerte hélio; assim, evita-se o contato dos lápis com o ar, que contém oxigênio e que, por isso, é oxidante. 171

190 Esse gás é injetado pelo orifício 11, que percorre o duto 13 (notar a tortuosidade dele), chega até o compartimento 16, percorre o duto 17 (novamente tortuoso) e sai pelo orifício acionado por pressão 20, por cerca de alguns minutos, que é o tempo suficiente para substituir o ar por hélio. Em seguida, o orifício 11 é fechado e o 20 se fecha automaticamente. Figura 7.6: Ficha de Monitoração da Carga e do Veículo [CNEN, 1988], que deve ser preenchida pelo supervisor de radioproteção responsável pelo transporte, após ele receber a carga. Para checar a integridade dos lápis, instala-se um filtro (por exemplo, de gasolina) no orifício 20 e injeta-se água (pode ser de torneira) pelo orifício 11, por meio de um galão de cinco litros acoplado a uma mangueira. A água passará pelos lápis e pela cestinha, lavando-os e se transformando em vapor, por causa do calor gerado pela alta atividade. Esse vapor provocará uma alta pressão e sairá pelo orifício 20. Por causa desse calor, o contêiner de transporte deve ser projetado para dissipá-lo no ambiente. Quando o vapor de água parar de sair, um técnico munido de um monitor calibrado se aproximará e checará o nível de radiação do filtro. Se for do nível da 172

191 radiação de fundo, o início da carga será liberado. Caso contrário, a carga não ocorrerá e medidas conjuntas CNEN Fornecedor Empresa terão que ser decididas. a b Figura 7.7: a) Vista interna de um contêiner de transporte [catálogo AECL Atomic Energy of Canada Limited]. b) Réplica da cestinha com simuladores. A original é alojada no compartimento marcado sob o número ). O processo de carga do irradiador é acompanhado por técnicos da CNEN e consiste em: Retirar as tampas de concreto do teto do irradiador por meio de um guindaste (ver Figura 173

192 a b c Figura 7.8: Sequência da retirada das tampas de concreto do teto do irradiador (em um dia chuvoso) por meio de um guindaste, neste caso, são duas tampas: a) retirada da tampa superior; b) e c) retirada da tampa inferior. 174

193 Içar o contêiner de transporte de material radioativo do contêiner marítimo (ver Figura 7.9). As figuras referentes ao contêiner de transporte são de duas cargas distintas, portanto haverá diferenças entre elas. Figura 7.9: Da esquerda para a direita, retirada do contêiner de transporte de dentro do contêiner marítimo. Descida do contêiner de transporte pela abertura no teto do irradiador (ver Figura 7.10). 175

194 a b c Figura 7.10: Sequência da descida do contêiner de transporte pelo teto do irradiador (em um dia chuvoso): a) aproximação do contêiner de transporte; b) posicionamento dele em cima da abertura do teto; c) início da descida em direção ao fundo do tanque. 176

195 O contêiner de transporte faz uma parada na borda do tanque, para que os técnicos retirem os parafusos, que prendem a tampa ao corpo do contêiner. A Figura 7.11 mostra essa etapa, com os parafusos já retirados. A seta indica a posição de um dos parafusos (neste modelo, eles são em número de oito). Figura 7.11: Contêiner de transporte parado na borda do tanque, para que os técnicos retirem os parafusos que prendem a tampa ao corpo do contêiner. A seta indica a posição de um dos parafusos (neste modelo, eles são em número de oito). Nessa etapa, é passado um cabo pela argola da tampa, como mostra a Figura 7.12a. Após o contêiner de transporte ter sido pousado no fundo do tanque, os cabos de sustentação no gancho são trocados pelo cabo da tampa (ver Figura 7.12b). O guincho ergue o gancho e, consequentemente, a tampa (ver Figura 7.12c). 177

196 a b c Figura 7.12: a) Parada do contêiner de transporte na borda do tanque, para a retirada dos parafusos que prendem a tampa ao corpo do contêiner e para passar um cabo pela argola da tampa. b) Chegada do contêiner no fundo do tanque, troca dos cabos de sustentação pelo cabo da tampa. c) O gancho é erguido e a tampa é retirada A cestinha com os lápis de cobalto-60 é retirada, utilizando-se as ferramentas com vários metros de comprimento (ver Figura 7.13a) e colocada em um dos cantos do tanque (ver Figura 7.13b), para não ser atingida no procedimento de retirada do contêiner. a b Figura 7.13: a) Utilização de uma ferramenta com vários metros de comprimento para a retirada da cestinha com lápis de cobalto-60. b) A cestinha é colocada em um dos cantos do tanque, para não ser atingida no procedimento de retirada do contêiner de transporte. 178

197 Então, a tampa é recolocada, o cabo da tampa é trocado pelos cabos de sustentação, o contêiner é erguido até a borda do tanque, os parafusos são recolocados, o cabo da tampa é retirado, o contêiner de transporte é içado do irradiador e recolocado no contêiner marítimo e as tampas de concreto são recolocadas. Neste momento, a operação de carga propriamente dita pode começar. Os módulos da grade de fontes são retirados e os novos lápis e os que já estão lá serão alocados em posições determinadas por um programa de geometria de irradiação, que visa maximizar a distribuição de dose durante o processamento. Se a empresa possuir um programa desses, ela mesma pode determinar tais posições; caso contrário, o fornecedor enviará uma planilha com as novas posições. O rearranjo dos lápis é feito por uma equipe enviada pelo fornecedor ou por uma da própria instalação (desde que autorizada pela CNEN), que utilizam ferramentas com vários metros de comprimento, uma mesa de alumínio especialmente projetada para essa tarefa e cabos de aço finos, que serão usados como corda, para descer e suspender a mesa. Para cada lápis que entra, sai um simulador ou um lápis radiativo com mais de vinte anos. Neste último caso, eles devem ser devolvidos ao fornecedor, então eles são colocados dentro da cestinha e a cestinha é colocada dentro do contêiner de transporte e segue todo o procedimento já mencionado. Com a diferença de que, agora, o contêiner de transporte não está vazio e o procedimento de devolução ao fornecedor seguirá todos os ritos descritos no item 7.2, só que o trajeto será invertido. Antes do contêiner de transporte chegar, esses lápis antigos já deverão ter sido retirados e deixados no fundo do tanque, dentro, por exemplo, de um balde de alumínio, em um canto qualquer, que não atrapalhe a operação de descida do contêiner. Os lápis novos na cestinha deverão ser retirados e colocados em outro balde de alumínio no fundo do tanque e os lápis antigos são colocados na cestinha e a cestinha é colocada dentro do contêiner de transporte e segue todo o procedimento normal de retirada do contêiner. Desse modo não é preciso repetir a operação de descida e subida do contêiner. No caso de somente serem retirados simuladores, eles sairão no final da carga, junto com a mesa. A cestinha permanece no fundo do tanque até o final da carga, então, vazia, ela é retirada, secada, embalada e amarrada em uma das laterais do contêiner de transporte. Para a operação de carga, é necessário iluminação adicional, que é obtida, mergulhando-se luminárias na água, que, por ser desmineralizada, atuará como isolante. OBSERVAÇÃO IMPORTANTE: Monitores de radiação calibrados e testados devem acompanhar todo o processo de carga e tudo que estiver saindo do tanque deverá ser monitorado, para constatar que não houve contaminação dos objetos, ocasionada por um eventual vazamento dos lápis. 179

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199 8. Reflexão final sobre segurança Você sabe que tem um bom profissional responsável pela área de segurança, quando não se lembra do nome dele. Este ditado popular em administração serve para qualquer área ligada à segurança, inclusive, a de radioproteção. Claro que isso é uma meia verdade, boas empresas procuram lembrar e valorizar os profissionais responsáveis pela segurança. Mas não se iluda. Fazendo uma comparação com a área de vendas, os bons profissionais desse setor são lembrados pelos altos escalões da instituição sem muito esforço e recompensados pelo seu desempenho, afinal, em última análise, é deles que depende a sobrevivência financeira da empresa. Por isso, também podem perder rapidamente sua posição se a desempenharem muito abaixo das expectativas. A implantação e a manutenção de um bom sistema de segurança têm por objetivo prevenir a ocorrência de acidentes e de incidentes (as anormalidades devem ser a exceção) e, se eles ocorrerem, minimizar as suas consequências. Com o tempo, a área de segurança pode começar a ser esquecida, pois nada acontece, não é mesmo? Então, mais cedo ou mais tarde, ocorrerá uma daquelas famosas reuniões para cortar custos e, certamente, alguém mal informado (ou idiota mesmo) irá olhar o investimento em segurança como despesa e dizer: Por que estamos gastando tanto com segurança? Nunca aconteceu nada. Isso é verdade, não aconteceu nada porque há um bom sistema de segurança, há investimento na sua manutenção, há bons profissionais atuando nesse setor, há baixa rotatividade e uma cultura de segurança implantada. Mas ninguém contesta o colega, por vários motivos: uns porque acham que a observação dele está correta e outros porque há metas de corte de custos a serem atingidas e ninguém quer que seja no seu setor. Então, a verba para o setor de segurança é reduzida. Mas e o responsável pelo setor citado? Por que ele não se pronuncia? Ora, simplesmente porque ele não foi convidado para a reunião. Afinal, ninguém se lembra do nome dele, não é verdade? Graças a situações como estas, verdadeiras bombas relógios são montadas. A única diferença é que ninguém sabe quando elas vão explodir. São como roletas russas (ver o início do capítulo 6). È como dirigir um carro sem cinto de segurança, com os pneus carecas, freios defeituosos, breque de mão quebrado, sem lanternas e faróis queimados. Para um acidente, é só uma 181

200 questão de tempo. Eu disse acidente? Desculpem-me, essa situação se assemelha mesmo a uma morte anunciada. Para tentar evitar situações desse tipo, é que o setor de radioproteção se reporta diretamente a ao titular da instalação, estando acima de todos os outros setores. Convém lembrar que o interesse da administração se reflete nos subordinados e, por isso, o desenvolvimento de uma cultura de segurança somente será possível se houver o envolvimento da direção da empresa. O supervisor de radioproteção deve ter certa autonomia tanto administrativa quanto de verba, não deve precisar de autorização do titular a cada passo que for dar. Ou se confia nele ou não, é o sistema do capitão do navio. O capitão é um empregado, tem suas responsabilidades e objetivos a serem alcançados e, dentro do navio (ou seja, dentro das atribuições que lhe foram conferidas), é a autoridade máxima. Se a direção não está satisfeita com ele ou discorda de seus métodos, que o demita, mas nunca deve tentar cerceá-lo. Para o supervisor de radioproteção, convém frisar que o capitão é um chefe e não um ditador. Algo importante no sentido de não ser um ditador é não chamar a atenção de um subordinado em público, faça isso discretamente. Se ele responder ou ficar irritado, não dê atenção, ninguém gosta de levar bronca, mas elas são necessárias e fazem parte do seu trabalho. Se ele for um bom funcionário, refletirá sobre o que você disse e, depois de algumas horas ou no dia seguinte (o que é mais provável), seguirá as suas recomendações. As pessoas precisam de um tempo para poder digerir o que lhes foi dito. As equipes, que são formadas por pessoas, não são diferentes. É comum, em reuniões de auditoria, alguém sugerir a instalação de um novo dispositivo de segurança ou a sua atualização e os membros da reunião quase o lincharem. Isso acontece porque dificilmente uma empresa mantém uma equipe cujos membros trabalhem exclusivamente com segurança. A regra é que segurança seja a atividade paralela dessas pessoas (para reforçar a ideia de que a segurança é obrigação de todos). Originalmente, elas foram contratadas para serem operadores ou técnicas ou gerentes etc., ou seja, tem outras funções e obrigações que já lhes ocupam bastante o tempo e não precisam e não querem outras como essas que São levantadas nas reuniões de auditoria. Mais uma vez, não se preocupe, dê um tempo para elas refletirem. Se for uma equipe preocupada com a segurança, no dia seguinte, no início do expediente, já na sala do café, elas já estarão discutindo como implementar aquela sugestão. Convém lembrar que modificações que envolvam mudanças físicas no irradiador ou no programa do painel de controle necessitam de aprovação do fabricante e da CNEN. Com relação ao fato de a segurança ser a atividade paralela dos membros da equipe que zela pela segurança da instalação, o supervisor de radioproteção não é exceção. Ele pode ser o 182

201 responsável pelo controle de qualidade ou pela parte elétrica, ou mecânica, ou eletrônica, ou civil etc. Ele só não deve ser o responsável pela produção, por ser antagônica à segurança. A pressão que esse posto sofre para o cumprimento das metas, com certeza, o levará a deixar a segurança em segundo plano, mesmo que inconscientemente. Lembre-se de evitar o pânico generalizado em situações anormais (começando por você mesmo). Segundo os bombeiros, é muito comum em incêndios morrerem mais pessoas pisoteadas do que queimadas. Para concluir. Você, supervisor de radioproteção, é um herói, já salvou muitas vidas, mas não é um herói querido, simpático, daqueles que todos querem apertar a mão e tirar fotos. Não, você é considerado o chato, aquele que pode colocar observações na minha ficha, no caso de eu ser flagrado em uma conduta insegura ou ocasionar a minha mudança de setor ou, até mesmo, a minha demissão! Certamente, será xingado pelas costas inúmeras vezes. Não se importe, a natureza humana é assim mesmo. Se você estivesse no lugar deles, faria a mesma coisa. Tenha orgulho da sua função, eu tenho muito de ser um supervisor de radioproteção que já salvou vidas, sem que ninguém percebesse e pretendo continuar assim, pois quem lida com segurança somente é muito bem lembrado quando acontece um acidente. 183

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203 9. Questões de exames específicos da CNEN A seguir, são apresentadas questões reais de exames específicos da CNEN, para obter a certificação de supervisor de radioproteção para irradiadores gama. São questões que exigem respostas dissertativas, ou seja, questões abertas que aceitam mais de uma interpretação e, portanto, mais de uma resposta. Por isso, na segunda parte deste capítulo, serão apresentadas sugestões de resposta. 9.1 Questões 1) A Figura a seguir mostra uma planta baixa de um irradiador gama de categoria IV. Indique a localização de 15 sistemas de segurança intrínsecos e descreva a função de cada um. 2) Explique o significado da filosofia de segurança de Defesa em Profundidade e dos seguintes conceitos que a acompanham: Redundância, Diversidade e Independência. Forneça pelo menos um exemplo. 3) a) Monte a árvore de falhas no caso de haver um incêndio na sala de irradiação e os dispositivos acionados; b) Os procedimentos que o supervisor de radioproteção deve tomar no caso de incêndio. 4) Para que serve o tanque de um irradiador de grande porte, o sistema de desmineralização e qual deve ser a condutividade (resistividade) máxima (mínima) da água, segundo a Safety Series 107 (e agora pela Specific Safety Guide 8)? 185

204 5) O que você, na condição de supervisor de radioproteção, faria nos seguintes casos: a) A fonte ficou presa na posição de exposição. b) Alguns lápis de cobalto-60 saíram dos módulos e caíram na sala de irradiação. c) Saiu cobalto-60 dentro de um contêiner. 6) Nas plantas baixas do piso térreo e do teto de um irradiador gama de categoria IV mostradas a seguir, localize os 40 pontos mais importantes, que devem constar em um levantamento radiométrico. 7) Quais os principais erros cometidos pelo operador no acidente de Soreq e quais as modificações mais importantes sugeridas pela IAEA (Agência Internacional de Energia Atômica), para evitar a ocorrência de novos acidentes como este? 186

205 8) Elabore uma árvore de falhas para um irradiador gama de categoria IV, levando-se em consideração a exposição de um operador devido ao travamento da grade de fontes, provocada pela colisão de um contêiner ou de um produto com ela. Indique quais seriam os meios para evitar e mitigar as suas consequências aplicando a filosofia de projeto de defesa em profundidade. 9) Estruture um Serviço de Radioproteção para um irradiador gama de categoria IV, relacionando os documentos e registros a serem efetuados, bem como as normas pertinentes a estes registros. 10) Antes da autorização para operação, uma inspeção verificou que a porta de acesso de pessoal não estava na localização prevista no projeto aprovado na licença de construção. Com relação a essa situação: a) Qual foi a irregularidade cometida? b) Qual o ato administrativo que deveria ter sido providenciado para que essa irregularidade não houvesse ocorrido? c) Cite 3 itens técnicos a serem apresentados a CNEN para uma nova aprovação. 11) Considerando as indicações abaixo em um irradiador gama de categoria IV pela classificação da Safety Series 107: a) Alarme visual e sonoro de radiação na porta de produto. b) Alarme visual e sonoro de radiação na porta de entrada de pessoal. c) Indicação de fontes na posição blindada. Considerando esse evento impossível de acontecer, cite os dispositivos de segurança intrínsecos da instalação que evitariam sua ocorrência. 12) Considere um irradiador da categoria IV, pela classificação da Safety Series 107 (agora pela SSG-8): a) Os procedimentos passo a passo relativos à segurança radiológica para que o operador coloque em funcionamento o irradiador. Salientar a importância da chave mestra. b) Cite pelo menos três itens relacionados à segurança da piscina desde o projeto até os procedimentos de manutenção preventiva. 187

206 c) Cite pelo menos cinco situações (acidentes ou anormalidades) que devem constar no plano de emergência. d) Cite pelo menos cinco itens de segurança a serem testados e a frequência de realização: diário, semanal, mensal, trimestral, semestral ou anual. 13) Uma instalação tem intenção de aumentar a atividade de um irradiador em 7400 TBq (200 kci) de cobalto-60. A troca será realizada pelo fornecedor das fontes. Como supervisor de radioproteção, cite três itens importantes para a segurança radiológica, nas seguintes situações: a) Na operação de carregamento e montagem das fontes nos módulos. b) Na liberação final da instalação. 14) O proprietário de uma instalação não tem condições de continuar operando um irradiador, inclusive a água e a energia elétrica estão cortadas. a) Qual deve ser o ato administrativo nesta situação? b) Cite 3 procedimentos administrativos para retirada de operação. 15) Descrever: a) Os irradiadores tipo: I, II, III e IV. b) Dois sistemas de segurança inerentes a cada um. 9.2 Sugestões de resposta 1) Há muito mais do que 15 sistemas de segurança. Eu escolheria os que protegem o ser humano, neste caso, o operador, no momento mais crítico da sua função, que é o procedimento de entrada no irradiador. A interpretação da palavra intrínseco pode ser um problema, pois o examinador pode estar querendo se referir aos sistemas que estão ligados fisicamente ao irradiador e, neste caso, por exemplo, o monitor de mão não seria contabilizado, mas ele pode considerá-lo intrínseco, pois ele é de uso obrigatório. Como o objetivo do exame é avaliar o conhecimento do candidato, eu não faria distinção e, por segurança, citaria mais do que os quinze pedidos. 188

207 1 Indicação da grade de fontes na posição de repouso no painel de controle: Somente acende quando a grade de fontes estiver nesta posição. 2 Chave: Só sai do painel quando girada para a posição desliga e só há uma em uso. 3 Monitor de radiação portátil: Está preso à chave e com ele, o operador deve verificar o nível de radiação durante todo o tempo em que estiver dentro do irradiador. Antes de entrar, ele deve verificar se a bateria está carregada, selecionar a escala mais sensível e testá-lo na fonte de baixa atividade. 4 Monitor de bolso: Deve ser utilizado durante todo o tempo em que o operador estiver dentro do irradiador. Antes de entrar, ele deve verificar se a bateria dele está carregada e testá-lo na fonte de baixa atividade. 5 Monitor de radiação interna: Verifica os níveis de radiação nas proximidades da sala de irradiação. 6 Sinal sonoro e visual de movimentação da grade de fontes: Indica que a grade de fontes está em trânsito entre a posição de exposição e a de repouso e vice-versa. Em geral, localiza-se sobre a porta de entrada. 7 Porta de acesso: Somente pode ser aberta com a chave presa ao monitor, se a grade de fontes estiver na sua posição de repouso, se não houver níveis de radiação internos e se o nível de água do tanque estiver acima do Nível de Água Baixo. 189

208 8 Barra antipânico: permite abrir a porta de acesso rapidamente pelo lado de dentro. 9 Microswitch da porta de acesso: Detecta o estado da porta do labirinto. Se durante uma irradiação ela se abrir por problemas técnicos ou for arrombada ou o detector quebrar, o processamento será interrompido e a grade de fontes retornará imediatamente para a sua posição de repouso. 10 Fotocélulas: Detectar entrada não autorizada (arrombamento) ou uma tentativa de entrada, burlando os sistemas de segurança. Ao serem acionadas, a grade de fontes irá imediatamente para a posição de repouso. 11 Obstáculo físico: ao ser removido, ocasiona o fechamento da válvula de ar do guincho, impossibilitando a subida da grade de fontes. Desse modo, mesmo que haja um sinal elétrico permitindo o seu acionamento, ele não erguerá a grade de fontes por falta de ar comprimido. 12 Blindagem: Atenuar os níveis de radiação por absorção para níveis abaixo da radiação de fundo local. 13 Labirinto: Atenuar os níveis de radiação por espalhamento para níveis abaixo da radiação de fundo local. 14 Sistema de monitoramento da água do tanque: Informa o nível de água do tanque e providencia a manutenção do seu nível. Se o nível estiver abaixo do mínimo, a porta de acesso é bloqueada e um sinal sonoro e visual é acionado no painel de controle. 15 Sistema de desmineralização da água do tanque: Mantém condutividade da água baixa, para evitar a corrosão dos lápis de cobalto Água do tanque: Atenuar os níveis de radiação por absorção, provenientes da grade de fontes na posição de repouso, para níveis abaixo da radiação de fundo local. 17 Exaustor de ar: Retira o ozônio formado pela irradiação do ar 18 Cabo de parada de emergência: Ao ser puxado, o sistema de transporte de contêineres será parado, a energia elétrica que alimenta a válvula elétrica do guincho será cortada e o ar comprimido remanescente será expurgado. 19 Partida interna: Somente pode ser acionada com a chave presa ao monitor, que é a mesma que aciona a partida no painel de controle. 21 Sinais internos (sonoro e visual): Avisam para quem mais estiver dentro do irradiador que o operador acionou a partida interna. 22 Monitor de radiação de área de saída de contêineres: Monitora os níveis de radiação nos contêineres que estão saindo do irradiador. Se forem detectados níveis acima do estabelecido, significa que material radioativo proveniente da grade de fontes caiu dentro de um dos contêineres. 190

209 Neste caso, o sistema de transporte será parado, a fonte irá para a sua posição de repouso e soará um alarme de evacuação de área. Creio que se pode parar por aqui para atender aos objetivos do examinador. 2) A resposta para esta questão está na Safety Series 107 de 1992, que foi substituída pela Specific Safety Guide N o 8 de 2010, que não os explica, apenas os cita de passagem e remete a Safety Series 115 de 1996 cuja explicação é bem superficial, comparada à da Safety Series 107. Todas elas são publicações da IAEA. Portanto, pode ser que questões como essa não sejam mais pedidas em exames da CNEN, mas como eu gosto muito da filosofia de defesa em profundidade, responderei a esta pergunta com base no conteúdo da Safety Series 107. Defesa em profundidade: Utilizar uma série de níveis (ou estágios) de proteção, em termos de equipamentos e procedimentos, com o objetivo de minimizar a intervenção humana, prevenir acidentes ou minimizar as suas consequências. Redundância: usar mais do que o número mínimo de itens necessários para cumprir determinada tarefa. Diversidade: é aplicada aos sistemas redundantes, que possuem a mesma função, mas têm princípios de funcionamento diferentes ou são de fabricantes diferentes ou estão submetidos a diferentes condições de operação. Independência: separação física e funcional entre os sistemas de segurança. Exemplo: No procedimento de entrada: garantia de que a grade de fontes continuará na posição de repouso. Há dois sistemas de segurança: Switch da porta de acesso: Quando a porta é aberta, este switch interrompe a alimentação elétrica do guincho da grade de fontes e qualquer vestígio de ar comprimido que tenha restado nele é liberado. Obstáculo físico de fechamento da válvula de ar do guincho: quando o obstáculo é removido, a válvula que permite a passagem de ar para o guincho da grade de fontes é fechada e qualquer vestígio de ar comprimido que tenha restado nele é liberado. Dois níveis de proteção: são redundantes porque desempenham a mesma função (impedem a subida da grade de fontes); são diversos porque têm princípios de funcionamento diferentes (um é elétrico e o outro, físico); são independentes porque a quebra de um não implica a quebra do outro. 191

210 3) a) A árvore de falhas de um irradiador é fornecida pelo fabricante do equipamento e acompanha o manual de instruções. A de incêndio, apresentada a seguir, foi construída com base nas informações da SSG-8. Tanto o acionamento do detector de fumaça ou de temperatura implicará a entrada em ação dos quatro sistemas mostrados na segunda coluna. Mas o sistema de bombear água sobre a fonte precisará de quatro eventos e da ação do operador para ocorrer. b) O supervisor de radioproteção deve ser avisado imediatamente pelo operador do turno e ele pode encontrar dois cenários: Cenário 1: A grade de fontes ficou presa na posição de exposição: Não há muito o que fazer, apenas continuar com o sistema de resfriamento da grade de fontes ligado e talvez orientar a brigada de incêndio da empresa e/ou os bombeiros para resfriar a blindagem pelo seu lado externo, por meio de jatos de água, para manter a sua integridade estrutural e monitorar os níveis de radiação externamente. Após o incêndio se extinguir, realizar um levantamento radiométrico externo, entrar em contato com o fabricante do irradiador e com a CNEN para relatar o ocorrido e solicitar instruções. Obviamente, as portas do irradiador (para pessoas e contêineres) devem ser trancadas e permanecer assim até que a direção da empresa, a CNEN e o fabricante do irradiador decidam o que fazer. 192

211 Cenário 2: A grade de fontes foi para a posição de repouso: Realizar o procedimento de entrada no irradiador para avaliar a situação junto com a brigada de incêndio e/ou os bombeiros. Permanecer no interior do irradiador, monitorando os níveis de radiação com o monitor calibrado enquanto durar o combate ao incêndio. Após o incêndio se extinguir, realizar um levantamento radiométrico completo, entrar em contato com o fabricante do irradiador e com a CNEN para relatar o ocorrido e não entrar em operação sem a permissão da CNEN e a recomendação do fabricante do irradiador. 4) Tanque: É preenchido com água, aloja a grade de fontes na sua posição de repouso (no fundo do tanque) e a sua profundidade permite a atenuação da radiação a níveis abaixo da radiação de fundo local. As correntes de convecção produzidas pelo aquecimento, provocado pelo material radioativo, auxiliam no resfriamento da grade de fontes. Sistema de desmineralização: Retira as impurezas da água do tanque, como os haletos (por exemplo: cloretos e fluoretos, que são conhecidos por serem corrosivos para o aço inoxidável), evitando a corrosão da grade de fontes e dos lápis de cobalto-60. Para isso, a água do tanque é continuamente recirculada por dentro desse sistema. A condutividade máxima (resistividade mínima) deve ser de 1000 µs/m ou 1 ms/m (1 kω.m). As medidas de condutividade (resistividade) servem como indicador de níveis potencialmente altos de haletos. 5) Vamos presumir que já houve uma verificação que constatou a veracidade dessas ocorrências, com exceção do item c. a) A fonte ficou presa na posição de exposição: Não tentar entrar no irradiador e não agir sozinho. Avisar o titular da instalação e entrar em contato com o fabricante do equipamento para pedir orientações e com a CNEN para informar a ocorrência. As ações recomendadas pelo fabricante devem ter o aval da CNEN para serem executadas. Enquanto isso, a porta do irradiador deverá ser lacrada e a chave do painel guardada, juntamente com o monitor de radiação. b) Lápis de cobalto-60 saíram dos módulos e caíram na sala de irradiação: Praticamente o mesmo procedimento do item a, acrescido da instrução de não tentar empurrar os lápis para dentro do tanque, mesmo que seja pelo lado de fora, por exemplo, utilizando a abertura do cabo do guincho ou deslacrando as aberturas de emergência no teto do irradiador. Provavelmente, o fabricante terá que enviar uma equipe para efetuar o regate dos lápis e a CNEN supervisionará a operação. 193

212 c) Saiu cobalto-60 dentro de um contêiner: Ao sair cobalto-60 dentro de um contêiner, ele será detectado pelo monitor de área da porta de saída de produtos, o que parará imediatamente o sistema de transporte de contêineres (o material radioativo não chegará a sair totalmente do irradiador), a grade de fontes retornará para a posição de repouso e um alarme sonoro e visual será acionado. Este último provocará a evacuação do setor em direção ao ponto de encontro. O Supervisor de radioproteção deve arranjar um monitor de radiação calibrado e testado (deve-se ter um de reserva para essas situações em outro setor da instalação, assim como uma fonte radioativa de baixa atividade, para testar a escala mais sensível), para verificar se o alarme foi real ou falso (devido, por exemplo, a um mau funcionamento do monitor de área da porta de saída de produtos). Se a ocorrência for real, o setor deve ser lacrado, o titular da instalação deve ser avisado, o fabricante do equipamento deve ser contatado, para pedir orientações ou para enviar uma equipe de emergência e a CNEN deverá ser informada da ocorrência. 6) Na seção de apêndices, há um exemplo de levantamento radiométrico com 55 pontos. Pode-se copiar 40 deles ou colocar os pontos, usando a lógica da radioproteção, que é proteger o ser humano (e o meio ambiente). Portanto, pense nos pontos onde a presença de seres humanos é mais constante (por onde o operador transita), por onde o material radioativo pode sair e por onde a radiação está saindo. No piso térreo: 1 Painel de controle 2 Trincheira que acomoda os cabos que vão do painel aos equipamentos dentro do irradiador 3 Porta de acesso 4 Frestas da porta de acesso 5 Porta de entrada de contêineres 6 Porta de saída de contêineres 7 Filtro de ar do sistema de exaustão 8 Filtros do sistema de deionização 9 Sistema de refrigeração da água 10 Trincheira que acomoda os canos de água do sistema de recirculação de água. 11 Superfície da água do tanque 12 a 23 Pontos em torno da blindagem, com o objetivo de verificar a existência de fissuras 194

213 Piso térreo No teto: 24 a 27 Frestas das tampas de concreto 28 Sobre a tampa de concreto superior 29 e 31 Cabos guias da grade de fontes 30 Orifício no teto para o cabo do guincho 32 a 40 Pontos sobre o teto, com o objetivo de verificar a existência de fissuras Teto 195

214 7) Primeiro erro: Desconsiderou o sinal do monitor de radiação interna, que lhe dava a pior condição (o painel indicava a grade de fontes na posição de repouso, mas o monitor de radiação interna indicava a grade de fontes na posição de exposição). Segundo erro (e o pior deles): Agiu sozinho, sem obter consentimento de seus superiores. Por meio de um truque, conseguiu que o monitor de radiação interna liberasse a porta e seguiu o procedimento de entrada normal, abrindo a porta com a chave presa ao monitor portátil. Alternativamente, ele poderia ter subido no teto do irradiador e medido o nível de radiação pelo orifício do cabo do guincho. Deste modo, constataria que a grade de fontes não estava na posição de repouso. Terceiro erro: Colocou o monitor na escala mais sensível, mas não o testou contra a fonte de baixa atividade (mantida dentro da fechadura da porta) antes de entrar. Essa escala não estava funcionando. Quarto erro: Não notou o forte cheiro de ozônio, conforme ia entrando. Quinto erro: Não notou a ausência do efeito Cherenkov, que é aparente quando a grade de fontes está no fundo do tanque, que, naquele irradiador, era visível ao entrar na sala de irradiação e olhar sob as esteiras. Modificações mais importantes sugeridas pela IAEA: a) Instalar o shroud. b) Tradução do manual de operações e de treinamento e dos pôsteres com avisos para o hebreu. c) Instruir os operadores para seguir somente os procedimentos padrão, sem burlá-los. d) Desenvolver um sistema direto de detecção da grade de fontes na posição de repouso, para substituir o indireto (o fabricante desenvolveu o sistema acionado no fundo do tanque por pedal). e) Redesenhar o circuito eletrônico da placa do monitor de radiação interna, para não permitir a abertura da porta de acesso por meio do truque descoberto pelos operadores. f) As autoridades competentes de Israel deveriam implementar programas periódicos e minuciosos de inspeção, para instalações que utilizem grandes fontes de radiação. g) Os operadores deveriam portar obrigatoriamente monitores de bolso com alarme. 196

215 h) O titular da instalação deveria implementar auditorias internas de segurança, pelo menos, uma vez ao ano. 8) A árvore de falhas de um irradiador é fornecida pelo fabricante do equipamento e acompanha o manual de instruções. A apresentada a seguir foi construída com base nas informações da SSG-8. Vamos trabalhar com dois eventos distintos e, consequentemente, com duas árvores de falhas: Evento um: Para evitar o travamento da grade de fontes: Evento dois: Mitigar as consequências do travamento da grade de fontes, evitando a exposição de um operador: 9) Organograma do serviço de radioproteção (para irradiadores gama de categoria IV, a CNEN exige, no mínimo, dois supervisores de radioproteção): 2 supervisores de radioproteção Titular da Instalação ou Diretoria Setor de manutenção Operadores 197

216 Documentos: Plano de radioproteção Manuais de procedimento Instruções de segurança Programas de treinamento Manuais dos equipamentos Relatório mensal de leitura de dosímetros Certificados de calibração dos monitores de radiação Classificação das áreas livres e restritas Plantas gerais e detalhadas Plano de transporte Observação: o plano de radioproteção já contém os manuais de procedimento, as instruções de segurança, os programas de treinamento e a classificação das áreas livres e restritas, mas como é uma questão de prova, é aconselhável detalhar, para mostrar ao examinador o que você sabe. Registros: Atas das reuniões Doses individuais Fichas individuais Manutenções (semanais, mensais, trimestrais, semestrais e anuais) Levantamento radiométrico Histórico dos monitores de radiação Treinamentos: iniciais, periódicos, de operadores e de qualificação Identificação dos trabalhadores Acidentes e incidentes Inventário das fontes radioativas, inclusive as de teste. Normas: 3.01 Diretrizes básicas de radioproteção, CNEN Safety Series 107, IAEA Specific Safety Guide 8, IAEA 3.02 Serviço de radioproteção, CNEN; praticamente todos os documentos e registros discriminados são exigidos por essa norma Transporte de materiais radioativos, CNEN 198

217 6.02 Licenciamento de instalações radiativas, CNEN 10) a) O projeto apresentado e aprovado pela CNEN foi alterado sem a permissão dela. b) Deveria ter havido uma comunicação formal da direção da instalação para a CNEN, solicitando essa alteração, com a justificativa dos motivos, com a anuência do fabricante e apresentação dos novos desenhos. Somente após a aprovação da CNEN é que a direção da instalação poderia realizar essa alteração (a partir desse ponto, certamente a inspeção será mais rígida, pois os inspetores irão querer se certificar de que esta foi a única alteração não comunicada). c) Os três documentos são: A justificativa para a mudança. Declaração do fabricante, autorizando a mudança. Análise, mostrando que essa mudança não comprometerá a segurança. Após a aprovação da mudança pela CNEN, entrar novamente com o pedido de licença de operação, apresentando os documentos solicitados para a obtenção dela, devidamente atualizados. Observação: essa irregularidade já teria sido percebida na obtenção da terceira licença, que é a de importação de material radioativo. Para irradiadores gama de categoria IV, são necessárias quatro licenças: Prévia (pedindo a aprovação do terreno), de Construção, de Importação do material radioativo e de Operação. No caso dos aceleradores de categoria II, só não há a licença de importação de material radioativo. Para maiores detalhes, ver a norma de licenciamento de instalações radioativas no sítio da CNEN. 11) Quanto ao item a, esse sistema de segurança indica que há material radioativo, saindo dentro de um contêiner ou carrier. No caso do item b, eu presumo que esse: alarme visual e sonoro de radiação na porta de entrada de pessoal se origina do monitor de radiação interna, que é ativado automaticamente quando a fonte está na sua posição de repouso, indicação esta providenciada pelo pedal no fundo do tanque, o que é descrito pelo item c. 199

218 O que se pode deduzir dessa situação é que o material radioativo, de alguma forma, saiu da fonte e caiu dentro de um tote ou carrier na sala de irradiação. Quando o tote ou carrier se aproximou da porta de saída de materiais, o monitor da saída de produtos detectou um nível anormal de radiação, acionou o alarme e desligou o guincho. Quando a fonte chegou ao fundo do tanque, o monitor de radiação interna foi ligado e os seus sensores de radiação, que ficam próximos à sala de irradiação, lhe enviaram a informação de que havia material radioativo naquele local, o que ocasionou o acionamento do seu alarme visual e sonoro. Quais os sistemas de segurança que impedem a ocorrência deste evento, ou seja, a saída dos lápis de sua grade? São os seguintes: 1 Os lápis de cobalto-60 são firmemente encaixados dentro dos módulos e os módulos são encaixados dentro da grade, o que forma o conjunto da fonte radioativa ou grade de fontes. 2 Na parte de cima da grade, há fechos, que impedem o lançamento dos módulos, caso a fonte suba muito rapidamente, o que ocasionaria uma parada abrupta. 3 O material de confecção dos lápis, dos módulos e da grade é de aço inoxidável especial, proporcionando mais resistência à corrosão. 4 O sistema de desmineralização contínuo impede o acúmulo de radicais livres na água, que poderiam afetar a integridade da grade, dos módulos e dos lápis. Observação: no caso específico de os lápis de cobalto-60 sofrerem corrosão, o material radioativo poderia sair deles, mas como o cobalto-60 é mais denso do que a água, este se depositaria no fundo do tanque. 5 Na posição de exposição, a grade fica entre placas de aço inoxidável, o shroud cuja função é impedir o contato direto da grade com os contêineres ou carrieres. Desse modo, em uma eventual saída de lápis da fonte, eles bateriam no shroud e cairiam para o fundo do tanque, não havendo a possibilidade de queda dos lápis nos totes ou carrieres, para serem transportados para fora da blindagem biológica. 6 A colisão dos totes ou carrieres com o shroud e com a fonte é evitada por sistemas físicos de guias que os impedem de se desviarem do seu trajeto. Se houver desvio, há um sistema que recolhe a fonte para o fundo do tanque, caso haja uma colisão do tote ou carrier com a estrutura que envolve a fonte na posição de exposição. 7 O ciclo de movimentação dos totes ou carrieres na sala de irradiação deve ser feito dentro de um certo período de tempo; caso contrário, a máquina será desligada e, consequentemente, a fonte irá para o fundo do tanque. 200

219 8 Se, mesmo assim, houver a saída de material radiativo da fonte para a sala de irradiação e/ou para dentro dos totes/carrieres, essa ocorrência será detectada, respectivamente, pelo monitor de radiação interna, quando a fonte for para a posição de repouso, e pelo monitor de área de saída de produtos. Temos, então, oito sistemas de segurança, sendo todos eles redundantes, diversos e independentes. 12) a) Para esse procedimento, contamos com verificações e procedimentos muito importantes, que devem ser obrigatoriamente realizados a cada saída, pois nos garantem que ninguém será esquecido dentro do irradiador e que a fonte só sairá da posição de repouso quando todas as condições de segurança forem satisfeitas. A sequência do procedimento de saída do irradiador é a descrita a seguir, sendo que o operador é sempre o último a sair: Acionar a partida interna com a chave (que deve estar presa ao monitor), localizada no final da sala de irradiação. Serão ativados os sinais internos, sonoro e visual, indicando que a máquina será ligada. Percorrer o labirinto até a entrada, assegurando-se de que não há mais ninguém dentro do irradiador. Recolocar o obstáculo físico (fechar a cancela ou puxar e prender a corrente) de fechamento da válvula de ar do guincho. Fechar a porta. Acionar a partida no painel com a chave (que está presa ao monitor). Prestar atenção nos sinais (sonoro e visual) que indicam que a grade de fontes está se movimentando. Observar se o sinal de grade de fontes na posição de exposição acende no painel. A chave que aciona a partida interna e a do painel é a mesma e só existe uma em uso. Ela está presa ao monitor de radiação utilizado exclusivamente pelo operador. Isso é uma garantia de que nenhum outro funcionário poderá ligar a máquina, além do operador. 201

220 b) O terreno em que será construído o irradiador (e, consequentemente, o tanque) deverá ser capaz de suportar dezenas de metros cúbicos de água sem afundar. Quando o tanque for fixado à sua cama de concreto, o cimento deve ser depositado lentamente e com cuidado entre a cama e o tanque, para evitar que ele sofra envergaduras, devido à pressão do cimento. O tanque deve ser feito de aço inoxidável, resistente à corrosão, provocada por exposição permanente à água e com o menor número de emendas possível. A qualidade da água, com relação à resistividade e à limpeza, deve ser checada periodicamente. O volume de reposição de água deve ser medido e registrado periodicamente. Um aumento acima da média histórica pode ser um indício de vazamento. A boia do tanque e todas as suas funções (reposição e alarmes) devem ser checadas periodicamente. c) Segundo o Modelo Padrão para elaboração de Relatórios de Análise de Segurança para Fins de Autorização para Operação de irradiadores de Grande Porte, são 12 as situações de acidente ou anormalidades que devem constar no plano de emergência: Fonte emperrada na posição de exposição; Superexposição de pessoas à radiação; Alarmes (saída de material radioativo pela esteira, saída de material radioativo pelo sistema de tratamento de água, entrada não autorizada no irradiador); Vazamento das fontes; Contaminação do tanque; Nível de água alto ou baixo; Perda anormal de água; Vazamento de água do tanque; Falta de energia elétrica prolongada; Alarme de incêndio ou explosão na sala de irradiação; Fenômenos naturais: terremoto, tornado, inundação etc; Emperramento ou atolamento no sistema de transporte de produtos. d) Pela SSG-8, alguns exemplos: Semanalmente: Os níveis de radiação no tanque do sistema de desmineralização de água; 202

221 Os níveis de condutividade da água que vem e vai para o tanque; Sistemas de parada de emergência internos e externos. Mensalmente: Monitor de saída de produtos; Sistema de controle do nível da água do tanque; Detectores de calor e fumaça. Semestralmente: Cabo do guincho; Guarda-corpo. 13) Entendo por operação de carregamento a colocação de novos lápis de cobalto-60 na fonte. a) Na operação de carregamento e montagem das fontes nos módulos As ferramentas e a mesa utilizadas devem ser as especificadas para a função, ou seja, feitas de materiais que não vão comprometer a qualidade da água e a integridade dos lápis e dos módulos. As ferramentas e a mesa devem estar limpas. No caso das ferramentas, as suas entradas de água devem estar desobstruídas. Pelo menos, dois monitores de radiação ligados e calibrados devem acompanhar todo o processo. O monitor com a chave deve ficar, obrigatoriamente, dentro do irradiador, se houver alguém dentro dele. O cabo de segurança deve estar puxado (desliga o sistema de ar comprimido). O obstáculo físico de entrada deve estar removido. O guincho da fonte deve estar calçado. A porta de acesso deve estar aberta, a menos que não haja ninguém dentro do irradiador. O miolo da chave do painel deve estar na posição desliga. O nível de água do tanque deve estar adequado para a proteção radiológica. A resistividade da água deve estar dentro dos padrões de operação. Somente pessoas autorizadas devem acompanhar este processo. b) Na liberação final da instalação As tampas de concreto do teto do irradiador devem estar recolocadas, assim como o sensor de posicionamento interno e externo delas. 203

222 Deve ser realizado o teste de esfregaço da fonte. A mesa, as ferramentas e as luminárias utilizadas na montagem da fonte devem ser retiradas e monitoradas quando estiverem saindo do tanque. O calço do guincho deve ser removido. Deve ser realizado um novo levantamento radiométrico. Observação: As ferramentas citadas aqui são formadas por tubos de metal (alumínio) de cerca de um metro de comprimento, que podem ser rosqueados uns aos outros para formarem uma haste de vários metros de comprimento, em cuja extremidade pode ser acoplada uma ponta, sendo que cada ponta tem uma função diferente. Há pontas que servem para retirar os módulos, pinçar os lápis etc. Um ponto importante é que todos esses tubos de metal são abertos de ambos os lados e ainda possuem pequenos furos nas suas laterais. A função dessas aberturas é permitir a entrada de água, quando essas ferramentas forem mergulhadas no tanque e, consequentemente, não permitir a formação de um duto de ar, por onde poderia sair um feixe de radiação, violando a blindagem realizada pela água do tanque. 14) a) A licença de operação deve ser cancelada b) b1) Exigir do titular da instalação que todas as vias de acesso à sala de irradiação e ao irradiador sejam trancadas (porta de acesso e de saída e entrada de contêineres, todas as portas de acesso ao galpão onde se encontra a máquina). Somente terão acesso ao irradiador o titular e o supervisor de radioproteção para monitorar o estado geral do equipamento e, principalmente, o nível da água do tanque. Se nenhum deles for localizado ou se negarem a realizar essa tarefa, a CNEN designará um profissional para executá-la. b2) Exigir do titular da instalação a implementação de vigilância armada 24 horas por dia, sete dias por semana, para evitar o acesso de ladrões ou curiosos à instalação e, consequentemente, ao material radioativo. Caso o titular não tenha condições ou se recuse a implementá-la, a CNEN o fará. b3) Entrar na justiça com pedido de retirada e guarda das fontes radioativas. b4) Se a decisão judicial for favorável, o titular ou a CNEN providenciará à retirada das fontes e as transportará para uma instalação adequada, provavelmente para um dos institutos de 204

223 pesquisa nucleares existentes no Brasil, como o IPEN (SP), IEN (RJ), IRD (RJ), CDTN (MG) ou CRCN (PE). b5) Após a retirada do material radioativo, deve-se proceder a um levantamento radiométrico do tanque, do sistema de desmineralização, dos filtros de ar e a análise de amostras de água em detectores mais sensíveis do que o Geiger, como os de cintilação. Sendo todos os resultados negativos, pode-se considerar que essa instalação não é mais radioativa, ela foi retirada de operação. 15) a) Irradiador gama de categoria: I: Autoblindado: a fonte está completamente encerrada em um contêiner seco, feito de material sólido, que a blinda e a encerra permanentemente, de tal modo que o acesso humano às fontes seladas e ao volume sob irradiação não é fisicamente possível. O material a ser irradiado deve ir até a fonte. II: Panorâmico e com armazenagem da fonte a seco; quando a fonte não está sendo utilizada, ela é recolhida para um contêiner de armazenamento seco, feito de material sólido, para blindá-la. Quando se deseja iniciar o processamento, ela é içada de sua blindagem. Para que as pessoas na parte externa do irradiador não sejam expostas, há uma blindagem externa de concreto. III: Autoblindado com água: a fonte é fixada no fundo de um tanque preenchido com água, o que implica que o material a ser irradiado deve ir até a fonte. A função dessa coluna de água é tripla: a primeira e a mais importante é a de blindagem da radiação emitida, a segunda é a de restringir o acesso humano à fonte e ao volume sob irradiação, a terceira é a de dissipar do calor gerado pela fonte (por meio de correntes de convecção naturalmente formadas). IV: panorâmico e de armazenagem da fonte em água: A fonte possui duas posições: a de repouso e a de exposição. Na posição de repouso, a fonte está no fundo de um tanque com vários metros de profundidade cheio de água cuja função é blindar a radiação, no caso de haver a necessidade de entrar na sala de irradiação, por exemplo, para efetuar algum reparo no sistema de transporte ou uma inspeção de rotina ou para colocar alguma mercadoria. Na posição de exposição, a fonte é içada para fora do tanque para irradiar os produtos. Como no caso do irradiador de categoria II, deve haver uma blindagem de concreto, para que as pessoas na parte externa não sejam irradiadas, quando a fonte estiver na posição de exposição. 205

224 b) Pelo menos, dois sistemas de segurança inerentes a cada um: Categoria I: Fonte permanentemente dentro de uma blindagem seca, o acesso humano às fontes seladas e ao volume sob irradiação não é fisicamente possível, o material deve ir até a fonte. Categoria II: Blindagem externa, monitor de radiação interna, indicador de posicionamento da grade de fontes, sistemas de intertravamento para a liberação da porta de acesso. Categoria III: Monitor de radiação de área sobre o tanque, fonte permanentemente no fundo de um tanque preenchido com água, sistema de monitoramento do nível e de reposição de água do tanque, grade guarda-corpo, sistema de desmineralização. Categoria IV: Blindagem externa, monitor de radiação interna, sistema de monitoramento do nível e de reposição de água do tanque, sistema de desmineralização, grade guarda-corpo, indicador de posicionamento da grade de fontes, sistemas de intertravamento para a liberação da porta de acesso, monitor de área na porta de saída dos contêineres. 206

225 Referências: ATOMIC ENERGY COMMISSION (Division of Technical Information). Food preservation by irradiation, Understanding the atom series, EUA, 1968 CALVO, W. A. P.; RELA, P. R.; SPRENGER, F. E.; COSTA, F. E.; OMI, N. M.; VIEIRA, J. M. A Small Size Continuos Industrial Gamma Irradiator. Radiat. Phys. Chem, v. 71, p , 2004 COMISSÃO NACIONAL DE NNERGIA NUCLEAR. Transporte de materiais radioativos. Rio de Janeiro: CNEN, agosto, (CNEN-NE-5.01)* COMISSÃO NACIONAL DE ENERGIA NUCLEAR. Licenciamento de Instalações radiativas. Rio de Janeiro, setembro, 2011a (CNEN-Nrm-6.02)* COMISSÃO NACIONAL DE ENERGIA NUCLEAR. Diretrizes básicas de proteção radiologica. setembro de 2011b. (CNEN-NN-3.01). BIRAL, A. R. Radiações ionizantes para médicos, físicos e leigos, 1 ed. Florianopolis: Insular, DIEHL, J. F. Safety of irradiated foods, Marcel Dekker Inc, New York, 1995 DIMENSTEIN, R.; HORNOS, Y. M. M. Manual de proteção radiológica aplicada ao radiodiagnóstico, São Paulo: SENAC, FAIRAND, B. P. Radiation sterilization for health care products. New York, N. Y.: CRC Press, 2002 FEDERAL AGENCY FOR NUCLEAR CONTROL (FANC). Information file: Sterigenics, Belgica. Disponível em: < Acesso em: 17 de julho de 2013* INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The radiological accident in San Salvador, Vienna, 1990* INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Radiation safety of gamma and electron irradiation facilities, Safety Series No. 107, Vienna, 1992* INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The radiological accident in Soreq, Vienna, 1993* INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Manual on self-contained gamma irradiators (Categories I and III), IAEA-PRSM-7, Vienna, 1996a. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Manual on panoramic gamma irradiators (Categories II and IV), IAEA-PRSM-8, Vienna, 1996b. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The radiological accident at the irradiation facility in Nesvizh, IAEA, Vienna, 1996c*. 207

226 INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The radiological accident in Hanoi, Vienna, 1996d. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Lessons learned from accidents in industrial irradiation facilities, Vienna, 1996e INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Dosimetry for food irradiation, Technical Reports Series No. 409, Vienna, 2002* INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Practise specific model regulations: Radiation safety of non-medical irradiation facilities, IAEA-TECDOC-1367, Vienna, 2003* INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Gamma irradiators for radiation processing. Viena, 2004* INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Radiation safety of gamma, electron and X ray irradiation facilities, Specific Safety Guide No. 8, Vienna, 2010* JOHNS, H. E.; CUNNINGHAM, J. R. The Phisics of radiology, 4 ed. Springfield, Ilinois: Charles C. Thomas, KOTLER, J., G. Establishment of a commercial gamma processing facility. Ottawa: MDS Nordion, Disponível no formato pdf em: < Ion Technologies\ Information Resources>. Acesso em: 19 de fevereiro de 2004 MCLAUGHLIN, W. L.; BOYD, A. W.; CHADWICK, K, H; MaCDONALD, J. C; MILLER, A. Dosimetry for radiation processing, Taylor & Francis, Philadelphia, MILLER, R. B. Eletronic irradiation of foods; An introduction to the technology. Chapter 3 and 4. Springer, New York, 2010 OKUNO, E. Radiação: efeitos, riscos e benefícios. ed. Harbra ltda., São Paulo, OKUNO, E.; YOSHIMURA, E. M. Física das radiações, Oficina de textos, São Paulo, 2010 Rodrigues Júnior, A. A. O que é irradiação? E contaminação radioativa? Vamos esclarecer? Física na Escola, v. 8, p , 2007.* SOMMERS, C. H.; FAN, X. Food irradiation, research and technology, Blackwell Publishing Ltd, Ames, lowa, Chapter 2, ADVANCES IN GAMMA RAY, ELECTRON BEAM,AND X-RAY TECHNOLOGIES FOR FOOD IRRADIATION Marshall R. Cleland, Ph.D. UNSCEAR United Nations Scientific Commite on the Effects of Atomic Radiation. Sources and effects of ionizing radiation, United Nations, New York, 2010*. * Disponível gratuitamente na Internet 208

227 Seção de apêndices

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229 Interação da radiação gama e X com a matéria

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231 Interação da radiação gama e X com a matéria Com que energia a radiação eletromagnética torna-se ionizante? A partir de 12,4 ev; faixa do ultravioleta duro (quase raios-x) [Biral, 2002] Como se dá a interação das radiações ionizantes eletromagnéticas (gama e X) com a matéria? Por vários mecanismos, mas os principais são três: Efeito fotoelétrico; Efeito Compton; Produção de pares. Um deles será dominante, dependendo da faixa de energia. Observação Importante: As partículas carregadas, como alfas e betas, ionizam diretamente a matéria, devido ao seu campo elétrico. As radiações X e Gama ionizam indiretamente a matéria, colocando partículas carregadas em movimento, em geral, elétrons. É como se houvesse a criação de incontáveis fontes de radiação beta dentro da matéria [Biral, 2002, Eisberg e Resnick, 1986, Okuno, 1988]. Efeito Fotoelétrico [Biral, 2002; Eisberg e Resnick, 1986; Johns e Cunnigan, 1974; Okuno, 1988] Ocorre quando um elétron ligado (aquele que está orbitando o núcleo do átomo) é ejetado, pela absorção completa de um fóton incidente (ver Figura 1). Figura 1: Representação esquemática do efeito fotoelétrico 1

232 A Energia cinética do elétron ejetado será: K = h.f w Onde: K = energia cinética do elétron ejetado; h.f = a energia do fóton incidente; w = força de ligação do elétron com o átomo. Para haver a ejeção de elétrons: h.f > w A faixa de energia em que o efeito fotoelétrico é dominante na água: 10 3 a 10 4 ev Probabilidade de ocorrência do efeito fotoelétrico: Quanto maior a densidade do meio, maior a probabilidade; Decresce rapidamente com a energia do fóton (1/E 3 ); Cresce com o número atômico dos elementos constituintes do meio ( com Z 3 ). Aplicação mais famosa: Radiografia (ver Figura 2). Figura 2: Radiografia de um braço quebrado Os ossos feitos de cálcio (Z=20) absorverão mais radiação do que os tecidos formados de carbono (Z=6) e água (Z H =1; Z O = 8), em um cálculo grosseiro: 20 3 =8000 ; = / vezes mais absorção Efeito Compton [Biral, 2002, Eisberg e Resnick, 1986, Okuno, 1988] Simplificadamente: Os fótons colidem com os elétrons ligados, da mesma forma que duas bolas de bilhar, ou seja, há uma transferência de energia do fóton incidente para o elétron (ver Figura 3). 2

233 Figura 3: Representação esquemática do efeito Compton Faixa em que o efeito Compton é dominante na água: 10 4 a 10 6 ev. Características: Energia de ligação entre os elétrons mais externos é desprezível (exceto para núcleos com Z muito grande). A energia cedida ao elétron (K) é muito maior do que a energia de ligação: Onde: K é a energia cinética do elétron ejetado; Eo é a energia do fóton antes da colisão; E1 é a energia do fóton após a colisão. K = Eo E1 w Sendo: Eo E1 >> w Teremos que: K Eo E1 Conclusão: A energia transferida ao elétron pelo fóton, praticamente, independe dos elementos que estão sendo irradiados. O Parâmetro que passa a ser importante [Johns e Cunnigham, 1974]: Densidade de elétrons (De - ) Ou seja, o número de elétrons por cm 3 que o material a ser irradiado contém. Dedução de De - : Sendo: De - = Ne.d, Onde: De - = densidade de elétrons (e - / cm3); Ne = número de elétrons por grama (e - / g); d = densidade do material (g / cm 3 ); (e - = abreviação de elétron). 3

234 Mas Ne é constante para a maioria dos elementos leves, pois: Ne = Número de átomos / grama do elemento x Número de e - do elemento Sabendo que 6.02 x (número de Avogadro ou NA) átomos de um elemento correspondem exatamente ao número de massa atômica (A) em gramas desse elemento (para qualquer elemento da tabela periódica), pode-se estabelecer a seguinte regra de três: E obter: Número de átomos 1 grama do elemento 6.02 x átomos Massa atômica do elemento Número de Avogadro NA Número de átomos / grama do elemento = = Massa atômica do elemento A E que: Número de e - do elemento = Z (número atômico do elemento) Temos: NA Z Ne = x Z = x NA A A Mas para a maioria dos elementos leves da tabela periódica: Então: Z 1 A 2 NA 6,02 x Ne = e - / g 2 2 Ne 3,01 x e - / g 4

235 Concluindo: De - = Ne.d 3,01 x d (e - / cm3), para a maioria dos elementos leves da tabela periódica, que são os que compõem a maior parte dos materiais. No Compton, a probabilidade de interação é: Proporcional à densidade do meio sendo atravessado; Independente do número atômico dos átomos que compõem esse meio, ou seja, independente da sua composição. É por isso que se utiliza essa faixa de energia para a irradiação de materiais e em aplicações médicas, como a radioterapia e a tomografia. À medida que a energia do fóton incidente aumenta: Diminui a probabilidade dessa interação (aproximadamente com 1/E); E aumenta a da ocorrência da produção de pares. Produção de Pares [Biral, 2002, Eisberg e Resnick, 1986, Okuno, 1988] Um fóton de alta energia perde toda a sua energia h.f em uma interação com o campo eletrostático do núcleo de um átomo, criando um par elétron pósitron com certa energia cinética (ver Figura 4). Um pósitron é uma partícula que tem todas as propriedades do elétron, exceto o sinal de sua carga, que é positivo. Isso é explicado pela famosa equação de Einstein de transformação de energia em matéria e viceversa: E = M.c 2 E pelos princípios de conservação de massa, energia e momento. Figura 4: Representação esquemática da produção de pares 5

236 A energia de repouso do elétron é de 0,51 MeV. Portanto, a energia mínima do fóton, para ocorrer esse efeito, é de 1,02 MeV. Mas para que a produção de pares seja um fenômeno significativo, o fóton deverá ter energias muito maiores. Para a água, o efeito de produção de pares é dominante a partir de: 10 7 ev. Acima desse nível, os elétrons e pósitrons produzidos terão energias suficientes para ionizar outros átomos. Três características importantes da produção de pares: 1 o ) A ionização da matéria se dá por duas partículas, o que é muito mais eficiente; 2 o ) Dos três processos apresentados é o único que sempre cresce com a energia; 3 o ) Depende do número atômico do material, sendo uma dependência aproximadamente linear com Z. Quando o pósitron perder quase toda a sua energia cinética por colisões sucessivas e encontrar um elétron, há a aniquilação de ambos, com a produção de dois fótons de mesma direção, energia e sentidos opostos (ver Figura 5). No caso do elétron, ele será capturado por um átomo e passará a fazer parte de sua coroa eletrosférica. Figura 5: Representação esquemática da aniquilação mútua de um elétron e de um pósitron. A predominância, em termos de energia e número atômico, desses principais tipos de interação da radiação eletromagnética de alta energia (gama ou X) com a matéria pode ser visualizada no gráfico da Figura 6. Deve-se notar que a predominância do efeito Compton está entre 0,5 e 5 MeV, o que está dentro da faixa de emissão de fótons do cobalto-60 (1,17 e 1,33 MeV) e do césio-137 (0,66 MeV). 6

237 Figura 6: Predominância, em termos de energia e número atômico, do efeito fotoelétrico, do efeito Compton e da produção de pares [Attix e Roesch, 1968]. Referências ATTIX, F., H.; ROESCH, W., C. Radiation dosimetry. 2 ed., v. 1. New York and London: Academic Press, 1968 BIRAL, A. R.. Radiações ionizantes para médicos, físicos e leigos. Florianópolis, S.C.: Insular, 2002 EISBERG, R.; RESNICK, R. Física quântica átomos, moléculas, sólidos, núcleos e partículas. 4ed. Rio de Janeiro: Campus, 1986 JOHNS, H., E.; CUNNIGHAM, J., R. Physics of radiology. Springfield: Charles C. Thomas, 1974 OKUNO, E. Radiação: efeitos, riscos e benefícios. ed. Harbra ltda., São Paulo,

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239 Exemplo de manual e de planilha da manutenção semanal

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241 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:1/3 Título: Manual da Manutenção Semanal Identificação do Irradiador Autor: Ary de Araújo Rodrigues Júnior Data de emissão: mês de ano Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª 1. Nível de radiação: com um monitor de radiação calibrado, meça e anote os níveis de radiação nos exaustores, no filtro com carvão e nos filtros com resina aniônica e catiônica. Se o valor for igual ou inferior a 0,3 µsv/h (0,03 mr/h), anotar RF (Radiação de Fundo). 2. Sistema de tratamento de água: 2.1 nível de água baixo: abaixe totalmente a boia e observe se o sistema de reposição de água entra em ação, se o sinal de atenção Nível Água Baixo acende, se soa um alarme no painel e se a porta de acesso não pode ser aberta. 2.2 nível de reposição: abaixe a boia e observe se o sistema de circulação de água para e se o sistema de reposição de água entra em ação (a marcação do hidrômetro avançará). 2.3 nível superior de reposição: puxe a boia e observe se o sistema de reposição de água para (a marcação do hidrômetro estancará) e se o sistema de recirculação volta a funcionar. 2.4 nível de água alto: puxe totalmente a boia e observe se o sistema de circulação de água entra em ação, se o sinal de atenção Nível Água Alto acende no painel e se soa um alarme no painel. 2.5 peneira (skimer): retirar os fragmentos acumulados. 2.6 ausência de vazamentos: a linha não deve apresentar vazamentos. 2.7 e 2.8 condutividade da água: anotar os valores da resistividade da água vinda do tanque e indo para o tanque; a leitura deve ser da ordem de 1000 µs/m. 2.9 hidrômetro: anotar a leitura do mesmo PH: medir o PH da água da piscina, cujo valor deve estar entre 5,5 e 8,5, e anotar a leitura cloro: medir e anotar a quantidade de cloro na água do tanque (a sensibilidade mínima do teste utilizado deve ser, de preferência, menor que 0,1 ppm), o esperado é a ausência de cloro. Manual da semanal

242 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:2/3 Título: Manual da Manutenção Semanal Identificação do Irradiador Autor: Ary de Araújo Rodrigues Júnior Data de emissão: mês de ano Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª 3. Resfriador de ar 3.1 pressão baixa (suction): anotar esta pressão, que deve estar ente 20 e 25 psi. 3.1 pressão alta (head): anotar esta pressão, que deve estar ente 150 e 200 psi. 4. Linhas de ar: 4.1 drenar o pulmão: abrir a válvula do fundo do tanque externo dos compressores para retirar a água acumulada. 4.2 drenar os copos dos reguladores: abrir a válvula do fundo dos copos dos reguladores de pressão para retirar a água acumulada. 4.3 ausência de vazamentos: a linha não deve apresentar vazamentos e, se houver, os mesmos deverão ser sanados. 4.4 pressão de saída do compressor (110 psi): anotar esta pressão e verificar se está dentro do nível de referência. 4.5 manômetros: anotar e checar a pressão dos manômetros e, se necessário, ajustar para os valores de referência guincho da fonte 2 (50 psi) guincho das fontes 1 e 3 (40 psi) P9 e P8 (40 psi) P6A, P4 e P2A (70 psi) P7, P5, P3 e P1 (85 psi) geral (100 psi) P108 a P114 (60 psi) P102 a P 107 (60 psi) P201 a 205, P301 e P302 (60 psi) P206, P207, P303 e 304 (60 psi). Observação: as eletroválvulas deste irradiador são pré-lubrificados, portanto, dispensam reservatórios de óleo. Manual da semanal

243 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:3/3 Título: Manual da Manutenção Semanal Identificação do Irradiador Autor: Ary de Araújo Rodrigues Júnior Data de emissão: mês de ano Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª 5. Alarmes e luzes de advertência: 5.1 lâmpadas indicativas no painel: pressione todos os botões e observe se todas as lâmpadas acendem. Observação: Ao pressionar o botão TESTE por mais de 2 segundos, o monitor de radiação interna será ativado, mesmo com as fontes fora da posição de repouso. Se a taxa de dose for muito alta, pode haver a queima dos geigers, portanto, não se deve manter este botão pressionado por muito tempo. 5.2 aviso de radiação da sala de controle: verificar se acende com a fonte em posição de exposição. 5.3 aviso externo à sala de controle: verificar se acende com a fonte em posição de exposição. 5.4 sinal da partida interna: verificar se a lâmpada e a campainha estão funcionando. 5.5 sinais de movimentação da fonte: verificar se a lâmpada e a campainha estão funcionando, quando a fonte está subindo ou descendo. 6. Registro automático: 6.1 impressora: checar se a impressora está funcionando. 6.2 papel: checar se a impressora possui papel suficiente para uma semana. 6.3 fita: checar se a fita da impressora não precisa ser trocada. 7. Pistões da sala de irradiação: por meio do painel (durante a execução de um ciclo), observar se a velocidade dos pistões está normal e, na sala de irradiação, observar se há vazamentos nos pistões; anotar os pistões que forem trocados ou reparados e a marcação do ciclo da máquina. 8. Observações (data, item e ocorrência): este campo está disponível para qualquer observação que o responsável pela manutenção julgue importante. Manual da semanal

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245 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:1/4 Título: Manutenção Semanal do Identificação do Irradiador Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª 1. Níveis de Radiação: 1.1 Exaustor Exaustor Filtro com carvão 1.4 Filtro com resina aniônica 1.5 Filtro com resina catiônica 2. Sistema de tratamento de água: 2.1 nível de água baixo: 2.2 nível de reposição: 2.3 nível superior de reposição: 2.4 nível de água alto: 2.5 peneira (skimer): 2.6 ausência de vazamentos: 2.7 condutividade da água vindo da piscina ( 1500 µs/m): 2.8 resistividade da água indo para a piscina ( 1000 µs/m): 2.9 hidrômetro (m 3 ): 2.10 PH (entre 5,5 e 8,5): 2.11 cloro (zero): 3. Resfriador de ar 3.1 pressão baixa (suction - entre 20 e 25 psi): 3.2 pressão alta (head - entre 150 e 200 psi) Data da verificação (dia/mês/ano): Executado por (nome / assinatura): Verificado pelo S.R (nome / assinatura): Semanal

246 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:2/4 Título: Manutenção Semanal do Identificação do Irradiador Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª 4. Linhas de ar: 4.1 drenar o pulmão: 4.2 drenar os copos dos reguladores: 4.3 ausência de vazamentos: 4.4 pressão de saída do compressor (110 psi): 4.5 manômetros: guincho da fonte 2 (50 psi): guincho das fontes 1 e 3 (40 psi): P9 e P8 (40 psi): P6A, P4 e P2A (70 psi): P7, P5, P3 e P1 (85 psi): geral (100 psi): P108 a P114 (60 psi): P102 a P 107 (60 psi): P201 a 205, P301 e P302 (60 psi): P206, P207, P303 e 304 (60 psi): 5. Alarmes e luzes de advertência: 5.1 lâmpadas indicativas no painel: 5.2 aviso de radiação da sala de controle: 5.3 aviso externo à sala de controle: 5.4 sinal da partida interna: 5.5 sinais de movimentação da fonte: Data da verificação (dia/mês/ano): Executado por (nome / assinatura): Verificado pelo S.R (nome / assinatura): Semanal

247 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:3/4 Título: Manutenção Semanal do Identificação do Irradiador Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª 6. Registro automático: 6.1 impressora: 6.2 papel: 6.3 fita: 7. Pistões da sala de irradiação 7.1 P1: 7.2 P2A: 7.3 P2B: 7.4 P4: 7.5 P5: 7.6 P6A: 7.7 P6B: 7.8 P7: 7.9 P8: 7.10 P9: Pistões trocados: Pistões reparados: 8. Observações (data, item e ocorrência): Data Item Ocorrência Data da verificação (dia/mês/ano): Executado por (nome / assinatura): Verificado pelo S.R (nome / assinatura): Semanal

248 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:4/4 Título: Manutenção Semanal do Identificação do Irradiador Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª Data Item Ocorrência Data da verificação (dia/mês/ano): Executado por (nome / assinatura): Verificado pelo S.R (nome / assinatura): Semanal

249 Exemplo de manual e de planilha da manutenção mensal

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251 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:1/6 Título: Manual da Manutenção Mensal do Identificação do Irradiador Autor: Ary de Araújo Rodrigues Júnior Data de emissão: mês de ano Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª 1. Nível de radiação: com um monitor de radiação calibrado, meça e anote os níveis de radiação nos exaustores, no filtro com carvão e nos filtros com resina aniônica e catiônica. Se o valor for igual ou inferior a 0.3 µsv/h (0,03/h mr), anotar RF (Radiação de Fundo). 2. Controles de parada e dispositivos de segurança: 2.1 grade sobre as portas de entrada e saída dos carrieres: verificar a integridade das barreiras localizadas sobre a porta de entrada e saída dos carrieres. 2.2 ventoinhas de exaustão do Controlador Lógico Programável (CLP): abrir as portas do CLP e verificar se as duas ventoinhas estão funcionando. 2.3 botão de emergência do painel: acioná-lo e observar se o indicativo de falha parada de emergência acende e se a máquina desliga. 2.4 chave de partida da máquina: verificar se ela só sai do miolo na posição desliga. 2.5 monitor de radiação interna: verificar a impossibilidade de abertura da porta de acesso sem utilizá-lo. 2.6 grades guarda corpo do tanque: verificar a integridade das grades guarda corpo que cercam o tanque. 2.7 dispositivo contra colisão de entrada: acionar este dispositivo e verificar se indicativo de falha colisão do carrier acende. 2.8 dispositivo contra colisão de saída: acionar este dispositivo e verificar se indicativo de falha colisão do carrier acende. 2.9 a 2.11 cabos de segurança: após acionar a partida interna, puxá-los pela extremidade mais distante da caixa e observar se a campainha e a luz de aviso interno param e se o indicativo parada de emergência acende e se este indicativo somente pode ser zerado após o botão de destravamento ter sido pressionado e o contato virado partida interna somente por um miolo: executar todo o procedimento de ligar a máquina sem usar o segundo miolo e verificar se a máquina não liga. Manual da mensal

252 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:2/6 Título: Manual da Manutenção Mensal do Identificação do Irradiador Autor: Ary de Araújo Rodrigues Júnior Data de emissão: mês de ano Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª 2.13 barra de abertura antipânico: com a fonte na posição de repouso, verificar se a porta de acesso pode ser aberta pelo lado de dentro, pressionando suavemente a barra de abertura antipânico micro da porta de acesso: prender barra de abertura antipânico, executar o procedimento para ligar a máquina, esperar a fonte atingir a posição de exposição, abrir a porta, verificar se o sinal de falha parada de emergência acende, se a máquina desliga e se a fonte volta para a posição de repouso a 2.17 fotocélulas: repetir este procedimento para cada fotocélula; bloquear o feixe da fotocélula (com um pano, por exemplo) e executar o procedimento para ligar a máquina, verificar se o sinal de falha parada de emergência acende e se a máquina desliga cronômetro de segurança: ajustar para um tempo maior do que o do relógio mestre e observar se ao final desse tempo a máquina desliga cronômetro de dose máxima: ajustar para um tempo menor do que o do relógio mestre e observar se ao final desse tempo a máquina desliga porta de segurança de entrada de contêineres: por meio de uma vara, interromper o feixe de infravermelho da fotocélula (localizada acima e em frente à porta); a porta deve abrir momentaneamente, a máquina desligar e aparecer no painel o sinal de falha: portas de segurança porta de segurança de saída de contêineres: por meio de uma vara, interromper o feixe de infravermelho da fotocélula (localizada acima e atrás da porta); a porta deve abrir momentaneamente, a máquina desligar e aparecer no painel o sinal de falha: portas de segurança exaustor 1: desligar o exaustor e observar se o indicativo de falha exaustor acende e se a máquina desliga exaustor 2: desligar o exaustor e observar se o indicativo de falha exaustor acende e se a máquina desliga baixa pressão de ar: fechar a válvula de saída do compressor e abrir a válvula de dreno do pulmão; o sinal de falha baixa pressão deve aparecer no painel e a máquina desligar. Manual da mensal

253 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:3/6 Título: Manual da Manutenção Mensal do Identificação do Irradiador Autor: Ary de Araújo Rodrigues Júnior Data de emissão: mês de ano Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª 2.25 grade de fontes: com as grades de fontes na posição de repouso, regular a pressão de um dos guinchos, de modo a retardar a subida de uma das fontes; executar o procedimento de ligar a máquina, selecionando a fonte em questão; o sinal de falha: grade de fonte deve aparecer no painel e a máquina desligar botão teste : com a fonte na posição de irradiação, pressione o botão teste por cerca de 3 segundos e depois solte-o e observe se a campainha do painel é acionada e se o L-118 acusa a presença de radiação, acionando a sua campainha e com o seu galvanômetro indo para fundo de escala. Observação: Ao pressionar o botão TESTE por mais de 2 segundos, o monitor de radiação interna será ativado, mesmo com as fontes fora da posição de repouso. Se a taxa de dose for muito alta, pode haver a queima dos geigers, portanto, não se deve manter esse botão pressionado além do tempo necessário para a realização do teste movimentação dos carrieres: ajustar o tempo do relê de tempo deste sistema para um tempo inferior ao do ciclo e observar se após esse tempo, aparece o sinal de falha correspondente no painel e a máquina desliga (não esquecer de reajustar o relê para o tempo original, que, no caso deste irradiador, é de 120 min). 3. cabos de tração, guias e guincho: 3.1; 3.3 e 3.5: cabo de tração das fontes: na sala dos guinchos, com as fontes na posição de exposição, deslizar suavemente os dedos pelos cabos, procurando detectar farpas ou sinais de desgaste. 3.2; 3.4 e 3.6: cabos guias: com as fontes na posição de repouso, verificar, visualmente, na sala de irradiação, se os cabos estão bem esticados. 3.7 pilhas de arruelas dos cabos guias: na sala dos guinchos, verificar se a altura de cada pilha de arruela de cada um dos quatro cabos guias mantém a altura de 16,5 cm. Manual da mensal

254 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:4/6 Título: Manual da Manutenção Mensal do Identificação do Irradiador Autor: Ary de Araújo Rodrigues Júnior Data de emissão: mês de ano Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª 4. Movimentação das grades de fontes: 4.1; 4.2 e 4.3 tempo de subida das grades de fontes: anotar o tempo de subida da grade de fontes, começando a contar o tempo quando o indicador luminoso de fonte embaixo apagar e encerrar a contagem quando o indicador luminoso de fonte em cima acender. 4.4; 4.5 e 4.6 tempo de descida das fontes: anotar o tempo de descida da fonte, começando a cronometrar o tempo quando o indicador luminoso de fonte em cima apagar e encerrar a cronometragem quando o indicador luminoso de fonte embaixo acender. Observação: Os tempos corretos são de aproximadamente 15 segundos; se houver diferenças superiores a 30 segundos ou inferiores a 5 segundos, ajustar os valores para o tempo de referência. 4.7 contador de movimentos das grades de fontes: anotar a marcação do contador de movimentos da fonte. 4.8 para a grade de fontes 1 e 3: subtrair o valor do item 4.7 desta manutenção pelo do item 4.7 da manutenção mensal imediatamente anterior a esta e somar o resultado aos valores do item 4.8, também da manutenção mensal imediatamente anterior a esta e anotar os resultados no item 4.8 desta manutenção; se o valor for igual ou maior do que vinte mil contagens ou se a última troca de cabo foi há mais de 5 anos, avisar à diretoria de que está na hora de requisitar à Nordion a troca do cabo de tração da fonte. 4.9 para a grade de fontes 2: subtrair o valor do item 4.7 desta manutenção pelo do item 4.7 da manutenção mensal imediatamente anterior a esta e somar o resultado aos valores do item 4.9, também da manutenção mensal imediatamente anterior a esta e anotar os resultados no item 4.9 desta manutenção, se o valor for igual ou maior do que vinte mil contagens ou se a última troca de cabo foi há Manual da mensal

255 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:5/6 Título: Manual da Manutenção Mensal do Identificação do Irradiador Autor: Ary de Araújo Rodrigues Júnior Data de emissão: mês de ano Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª mais de 5 anos, avisar à diretoria de que está na hora de requisitar à Nordion a troca do cabo de tração da fonte. 5. Monitores: 5.1 monitor da saída dos carrieres: usando uma fonte radioativa de teste, aproximá-la do sensor do monitor quando um carrier estiver se aproximando da saída; observar se o mesmo emite o alarme sonoro, se o indicativo de falha monitor acende no painel, se a máquina desliga e se o sistema de movimentação dos carrieres para. 5.2 monitor do deionizador: usando uma fonte radioativa de teste, aproximá-la do sensor do monitor e observar se o mesmo emite um alarme sonoro, se o indicativo de falha monitor acende no painel, se a máquina desliga e se a bomba de circulação da água para. 5.3 monitor de radiação interna: com a porta de acesso à sala do irradiador fechada e as fontes na posição de repouso, aproximar uma fonte radioativa dos geigers no interior da sala do irradiador e observar se o alarme sonoro toca e se a porta de entrada do irradiador fica travada. 6. Portas de movimentação dos carrieres: 6.1; 6.2 e 6.3: verificar se as portas superior, inferior e de separação estão operando corretamente. 7. Monitores de radiação portáteis: 7.1 e 7.3 bateria dos monitores: verificar se todos os monitores de mão e de bolso existentes na empresa estão com as baterias carregadas. 7.2 e 7.4 funcionamento dos monitores: verificar se todos os monitores de mão e de bolso estão acusando a presença de radiação, ao serem expostos a uma fonte de radiação de teste. Manual da mensal

256 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:6/6 Título: Manual da Manutenção Mensal do Identificação do Irradiador Autor: Ary de Araújo Rodrigues Júnior Data de emissão: mês de ano Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª 8. Sistema de exaustão: 8.1 cinta em V do motor: verifique a correia em V do motor quanto à tensão e ao desgaste. 8.2 alinhamento da roldana: verifique o alinhamento da roldana, solte os ferrolhos e ajuste-os se necessário. 8.3 lubrificação: lubrifique a roldana e os rolamentos. 9. Tempo de transporte de carrieres: 9.1 a 9.4: cronometre o tempo que os carrieres levam para percorrer cada um dos trechos. 10. Lubrificação e estado geral dos rolamentos 10.1 e 10.3: lubrifique todos os rolamentos de sustentação e guias dos carrieres e pistões e 10.4: durante a lubrificação, observe o nível de desgaste nos rolamentos de sustentação e guias dos carrieres e pistões. 11. Observações (data, item e ocorrência): este campo está disponível para qualquer observação que o responsável pela manutenção julgue importante. Manual da mensal

257 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:1/4 Título: Manutenção Mensal do Identificação do Irradiador Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª Atenção: selecionar todos os guinchos de grade de fontes durante esta manutenção 1. Níveis de Radiação: 1.1 Exaustor Exaustor Filtro com carvão 1.4 Filtro com resina aniônica 1.5 Filtro com resina catiônica 2. Controles de parada e dispositivos de segurança: 2.1 grade sobre as portas de entrada e saída dos carrieres 2.2 ventoinhas de exaustão do CLP: 2.3 botão de emergência do painel: 2.4 chave de partida da máquina: 2.5 monitor de radiação interna: 2.6 grades guarda corpo do tanque: 2.7 dispositivo contra colisão de entrada: 2.8 dispositivo contra colisão de saída: 2.9 cabo de segurança 1 da sala de irradiação: 2.10 cabo de segurança 2 extremidade do corredor: 2.11 cabo de segurança 2 extremidade da sala de irradiação: 2.12 partida interna somente por um miolo: 2.13 barra de abertura antipânico: 2.14 micro da porta de acesso: 2.15 fotocélula da porta de entrada: Data da verificação (dia/mês/ano): Executado por (nome / assinatura): Verificado pelo S.R (nome / assinatura): Mensal

258 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:2/4 Título: Manutenção Mensal do Identificação do Irradiador Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª 2.16 fotocélula 1 do corredor: 2.17 fotocélula 2 do corredor: 2.18 cronômetro de segurança: 2.19 cronômetro de dose máxima: 2.20 porta de segurança de entrada: 2.21 porta de segurança de saída: 2.22 exaustor 1: 2.23 exaustor 2: 2.24 baixa pressão de ar: 2.25 grade de fontes: 2.26 botão teste : 2.27 movimentação dos carrieres: 3. cabos de tração, guias e guincho: 3.1 cabo de tração da fonte 1: 3.2 cabos guias da fonte 1: 3.3 cabo de tração da fonte 2: Obs.: este guincho não está em uso 3.4 cabos guias da fonte 2: 3.5 cabo de tração da fonte 3: 3.6 cabos guias da fonte 3: 3.7 pilha de arruelas dos cabos guias: 4. Movimentação das fontes: 4.1 tempo de subida da fonte 1: 4.2 tempo de descida da fonte 1: 4.3 tempo de subida da fonte 2: Obs.: este guincho não está em uso 4.4 tempo de descida da fonte 2: Obs.: este guincho não está em uso Data da verificação (dia/mês/ano): Executado por (nome / assinatura): Verificado pelo S.R (nome / assinatura): Mensal

259 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:3/4 Título: Manutenção Mensal do Identificação do Irradiador Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª 4.5 tempo de subida da fonte 3: 4.6 tempo de descida da fonte 3: 4.7 contador de movimentos das fontes: 4.8 movimentos efetuados pelas fontes 1 e3, após a última troca do cabo de tração: 4.9 movimentos efetuados pela fonte 2, após a última troca do cabo de tração: Obs.: este guincho não está em uso 5. Monitores: 5.1 monitor da saída dos carrieres: 5.2 monitor do deionizador: 5.3 monitor de radiação interna: 6. Portas de movimentação dos carrieres: 6.1 porta de saída: 6.2 porta de entrada: 6.3 porta de separação: 7. Monitores de radiação portáteis: 7.1 bateria de todos os monitores de mão disponíveis: 7.2 funcionamento de todos os monitores de mão disponíveis: 7.3 bateria de todos os monitores de bolso disponíveis: 7.4 funcionamento de todos os monitores de bolso disponíveis: 8. Sistema de exaustão: 8.1 cinta em V do motor: 8.2 alinhamento da roldana: Data da verificação (dia/mês/ano): Executado por (nome / assinatura): Verificado pelo S.R (nome / assinatura): Mensal

260 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:4/4 Título: Manutenção Mensal do Identificação do Irradiador Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª 8.3 lubrificação: 9. Tempo de transporte de carrieres: 9.1 de uma posição para a próxima na câmara de irradiação: 9.2 da saída da câmara até a estação de carregamento: 9.3 da estação de carregamento até a posição de espera: 9.4 da posição de espera até a entrada da câmara: 10. Lubrificação e estado geral dos rolamentos 10.1 lubrificação de todos os rolamentos guias e de sustentação dos carrieres: 10.2 Nível de desgaste nos rolamentos e em todas as rodas de sustentação: 10.3 lubrificação de todos os rolamentos guias das travessas dos pistões: 10.4 Nível de desgaste nos rolamentos guias das travessas dos pistões: 11. Observações (data, item e ocorrência): Data Item Ocorrência Data da verificação (dia/mês/ano): Executado por (nome / assinatura): Verificado pelo S.R (nome / assinatura): Mensal

261 Exemplo de manual e de planilha da manutenção trimestral, semestral e anual

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263 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:1/2 Título: Manual da Manutenção Trimestral, Semestral e Anual do Identificação do Irradiador Autor: Ary de Araujo Rodrigues Júnior Data de emissão: mês de ano Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª MANUTENÇÃO TRIMESTRAL 1. Sistemas de Parada Automáticos: 1.1 sensores de alta temperatura 1 e 2: aquecer um sensor de cada vez com um isqueiro e observar se o indicativo de falha temperatura alta acende no painel e se os exaustores desligam automaticamente. 1.2 detector de fumaça: produzir fumaça próximo ao cano de entrada de ar, que vai até o detector de fumaça, e observar se o indicativo de falha detector de fumaça acende no painel e se os exaustores desligam automaticamente. 1.3 microswitch interno das tampas de concreto: descalçar a sua haste da tampa e observar se o indicativo de parada de emergência é acionado. 1.4 válvula de abastecimento de ar do guincho 1: abrir a cancela e verificar se ela se prende ao prendedor fixado na parede. 1.5 válvula de abastecimento de ar do guincho 2: não fechar a cancela e observar se a fonte não sobe após a máquina ter sido ligada e se o indicativo de falha válvula do ar da fonte (source valve) acende. 1.6 sinal interno de partida: acionar a partida interna do irradiador e verificar se o tempo do alarme sonoro e luminoso é de 90 segundos. 1.7 interrupção no fornecimento de energia elétrica: interromper o fornecimento de energia elétrica por 10 segundos e depois observar se a máquina volta a operar normalmente. 1.8 detector de terremoto: balançar o detector de terremoto e observar se aparece o sinal de falha terremoto e se a máquina desliga. 2. Observações (data, item e ocorrência): este campo está disponível para qualquer observação que o responsável pela manutenção julgue importante. Manual da trimestral

264 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:2/2 Título: Manual da Manutenção Trimestral, Semestral e Anual do Identificação do Irradiador Autor: Ary de Araujo Rodrigues Júnior Data de emissão: mês de ano Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª MANUTENÇÃO SEMESTRAL 1. Teste do esfregaço: com um pedaço de isopor e a ferramenta apropriada, esfregar os lápis da fonte; medir a radioatividade do isopor com um monitor calibrado e anotar o valor. Se a leitura for inferior ou igual a 0,3µSv/h (0,03 mr/h), anotar RF (Radiação de Fundo). 2. Análise da água (coletar água da borda da piscina e sobre a fonte): 2.1 Radiação de Fundo: em um detector tipo poço, janelado para cobalto-60, realizar a medida da radiação de fundo local, isto é, com a câmara de poço vazia, em termos de contagens por minuto (cpm). 2.2 Contagem (cpm): colocar a amostra de água na câmara de poço e realizar a medida da radiação na água em termos de cpm; comparar as duas medidas, inclusive, as barras de erro; o resultado esperado é que a medida da radiação da água seja, no máximo, igual a da radiação de fundo. 3. Shroud: com um monitor calibrado, medir o nível de radiação no shroud. Se a leitura for inferior ou igual a 0,3µSv/h (0,03 mr/h ), anotar R F (Radiação de Fundo). 4. Observações (data, item e ocorrência): este campo está disponível para qualquer observação que o responsável pela manutenção julgue importante. MANUTENÇÃO ANUAL 1. Levantamento radiométrico completo: realizá-lo com um monitor calibrado. Se a leitura de um ponto for inferior ou igual a 0,3µSv/h (0,03 mr/h ), anotar RF (Radiação de Fundo); ele deve ser repetido imediatamente após uma carga de cobalto-60. Atenção: os levantamentos radiométricos com as maiores atividades devem ser mantidos permanentemente. 2. Inspeção do shroud: observar se ele apresenta sinais de degradação (ferrugem, deformações, amassados etc.). 3. Observações (data, item e ocorrência): este campo está disponível para qualquer observação que o responsável pela manutenção julgue importante. Manual da trimestral

265 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:1/2 Título: Manutenção Trimestral, Semestral e Anual do Identificação do Irradiador Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª MANUTENÇÃO TRIMESTRAL 1. Sistemas de parada automáticos: 1.1 Sensores de alta temperatura 1.2 Detector de fumaça 1.3 microswitch interno das tampas de concreto 1.4 Válvula de abastecimento de ar do guincho Válvula de abastecimento de ar do guincho Sinal interno de partida 1.7 interrupção no fornecimento de energia elétrica 1.8 detector de terremoto 2. Observações (data, item e ocorrência): Data Item Ocorrência Data da verificação (dia/mês/ano): Executado por (nome / assinatura): Verificado pelo S.R (nome / assinatura): Trimestral

266 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:2/2 Título: Manutenção Trimestral, Semestral e Anual do Identificação do Irradiador Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SRP Versão: 1ª MANUTENÇÃO SEMESTRAL 1. Teste do esfregaço 2. Análise da água 2.1 Radiação de Fundo (cpm) 2.2 Contagem (cpm) 3. Shroud: 4. Observações (data, item e ocorrência): Data Item Ocorrência MANUTENÇÃO ANUAL 1. Levantamento radiométrico completo (anexo). 2. Inspeção do shroud 3. Observações (data, item e ocorrência): Data Item Ocorrência Data da verificação (dia/mês/ano): Executado por (nome / assinatura): Verificado pelo S.R (nome / assinatura): Trimestral

267 Planilha para levantamento radiométrico de um irradiador JS 9600, fornecida pelo fabricante, a MDS Nordion (Canadá)

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271 Exemplo de planilha de acompanhamento da reposição de água

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273 Nome da empresa Serviço de Radioproteção Página:1/1 Título: Estatística de Reposição de Água no Tanque Autor: Ary de Araújo Rodrigues Júnior Data de emissão: mês de ano Sigilo: comum Retenção: 3 anos Emissor: SPR Versão: 1ª Instruções: 1) Na coluna leitura do hidrômetro, anotar a última leitura do mês do hidrômetro efetuada pelos operadores e registrada no controle correspondente. 2) Na coluna quantidade de água reposta, anotar o resultado da subtração da leitura do hidrômetro do mês corrente com a do mês anterior. 3) Na coluna observações, anotar acontecimentos relevantes que possam mascarar a estatística (válvula de reposição emperrada, aumento de atividade etc.). Ano: dia mês Leitura do hidrômetro (m 3 ) janeiro Quantidade de água reposta (m 3 ) Observações Responsável nome / assinatura fevereiro março abril maio junho julho agosto setembro outubro novembro dezembro Total anual: Média mensal: Observação: a finalidade desta estatística é comparar a reposição de água ocorrida mensalmente e anualmente e, assim, verificar se está havendo alguma perda anormal de água, o que pode indicar a existência de um vazamento.

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275 Adaptação de um jogo comercial de perguntas para o auxílio no ensino de radioproteção RODRIGUES JUNIOR, A. A. Adaptação de um jogo comercial de perguntas para o auxílio no ensino de radioproteção. In: INTERNATIONAL NUCLEAR ATLANTIC CONFERENCE. Aug , 2002, Rio de Janeiro, Brazil. Proceedings Rio de Janeiro: ABEN, CD-ROM. ou RODRIGUES JUNIOR, A. A. Adaptação de um jogo comercial de perguntas para o auxílio no ensino de radioproteção. Rev. Bras. Pesq. Des., v. 4, n. 3, parte 1, p , set 2002.

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277 ADAPTAÇÃO DE UM JOGO COMERCIAL DE PERGUNTAS PARA O AUXÍLIO NO ENSINO DE RADIOPROTEÇÃO Ary de Araújo Rodrigues Júnior EMBRARAD Empresa Brasileira de Radiações Ltda. Av. Cruzada Bandeirante 269, Cotia - SP, Brasil, aryarj@ig.com.br RESUMO Somente após um treinamento, de no mínimo um ano e meio, é que um funcionário da EMBRARAD estará qualificado a operar um irradiador de grande porte. Após este treinamento os principais conceitos de radioproteção são relembrados a cada seis meses. Neste treinamento semestral os operadores tornam-se professores e explicam os conceitos de radioproteção, sob a supervisão de um instrutor. Após alguns anos este tipo de treinamento periódico torna-se monótono e repetitivo, pois os temas, e consequentemente as explicações, não mudam ou mudam pouco. Então alguma mudança era necessária para reavivar o interesse pelo treinamento periódico. O caminho escolhido foi adaptar um jogo comercial de perguntas, para relembrar os conceitos de radioproteção e incluí-lo neste treinamento. O jogo foi bem aceito pelos operadores, motivando a competição entre eles, pois todos queriam vencer, e, consequentemente, estimulando os a estudar. Key Word: radiation protection, training, gamma irradiator. I. INTRODUÇÃO Irradiadores de grande porte são máquinas planejadas para irradiações em escala industrial e, por isto, necessitam de fontes com atividades da ordem de dezenas a centenas de PBq (centenas a milhares de kci) [1,2] e, consequentemente, capazes de fornecer doses letais a um ser humano, em poucos segundos. Portanto, máquinas deste tipo necessitam de blindagens, dispositivos de segurança e, principalmente, serem operadas por funcionários muito bem treinados, tanto antes, como periodicamente, após a habilitação no exercício da função. Ao treinamento periódico, deve ser dada a mesma importância do treinamento para a habilitação na função, pois a sua falta foi apontada nos relatórios da IAEA (Agência Internacional de Energia Atômica) como uma das causas dos três acidentes fatais ocorridos em irradiadores de grande porte [3-5]. Na EMBRARAD, Empresa Brasileira de Radiações Ltda., o treinamento envolve várias etapas, nunca inferior a 18 meses, até que o funcionário esteja apto a operar qualquer um dos dois irradiadores existentes na empresa. A cada seis meses ocorre o treinamento periódico destes funcionários, ocasião em que são revistos os conceitos principais de radioproteção e operação. Esta revisão ocorre em duas aulas, com duração aproximada de três horas cada uma, por meio de aulas expositivas ministradas pelos próprios funcionários, sob a supervisão de um instrutor, que deve ser, obrigatoriamente, um supervisor de radioproteção. A única diferença entre a primeira e a segunda aula é que esta ultima é acrescida de um teste sobre um dos itens do programa de treinamento, o instrutor relembra como ocorreu um dos três acidentes fatais em irradiadores de grande porte e há o treinamento do procedimento de emergência. Obviamente, após alguns anos, os itens abordados tornam-se repetitivos e, consequentemente, o treinamento torna-se monótono e desinteressante, portanto fez-se necessário acrescentar algo que motivasse o domínio destes conceitos. A exemplo do que acontece no ensino fundamental [6], em experiências no terceiro grau [7,8] e na

278 reciclagem de médicos, para o diagnóstico correto de dor de cabeça [9], resolveu-se incluir neste treinamento um jogo, para torná-lo mais atraente. Este jogo deveria abranger não somente os itens do treinamento periódico, mas vários assuntos presentes nos textos básicos de treinamento. Como não existe no mercado jogos para uma aplicação tão específica, optou-se pela adaptação de um já existente. Este caminho apresenta a vantagem de pular as várias etapas do processo de elaboração, pois presume-se que entre o projeto inicial e o final um jogo encontrado a venda no comércio passou por vários testes de mercado e sofreu várias correções, que o tornaram atraente e factível, antes de ser posto a venda em escala comercial. Ou seja, a concretização de um jogo de sucesso requer uma estrutura que dificilmente está a disposição de um instrutor em qualquer empresa de qualquer ramo. II. MATERIAIS E MÉTODOS O livro: Radiação: efeitos riscos e benefícios, Emiko Okuno, ed. Harbra, A Apostila Complementar para o Curso de Qualificação de Operadores da EMBRARAD, 4 a versão, História das radiações Roentgen descobriu os raios X em 1895 Verdadeiro ou Falso (V) Becquerel colocava sobre placas fotográficas: a) Solução de pechblenda b) Rádio na forma de pó c) Sais de urânio A escolha de um jogo comercial, entre os diversos existentes, para ser adaptado ao treinamento citado, seguiu as seguintes premissas: As regras devem ser simples e fáceis de serem assimiladas. Deve estimular a competição. Deve testar o conhecimento, quanto aos principais temas de radioproteção do programa de treinamento. De preferência deve dispensar o uso de dados, devido a algumas religiões fazerem restrições ao seu uso, mesmo em jogos que não são de azar. Atualmente nenhum funcionário da Embrarad pratica uma religião com a restrição descrita, mas nada impede que algum deles venha a mudar de religião ou se admita um funcionário que siga uma deste tipo. Um dos jogos disponíveis no mercado e que preenchia todos estes requisitos foi o: Vídeo Show/ Teletrívia, fabricado pela Game Office, que é um jogo de perguntas sobre programas de televisão. Basicamente, a regra do jogo consiste em fazer perguntas aos participantes, que conforme vão acertando as respostas seus peões correspondentes vão avançando casas em um tabuleiro, vence aquele cujo peão chegar a última casa primeiro A adaptação deste jogo exigiu basicamente a troca das cartas com perguntas temáticas sobre televisão por cartas com perguntas sobre radioproteção. Estas cartas temáticas são compostas por 3 perguntas cada uma, como mostram as Figuras de 1 a 3. A primeira pergunta é uma afirmação que os participantes devem responder se ela é verdadeira ou falsa, a segunda pergunta é de múltipla escolha, entre as 3 respostas apresentadas a questão, cada participante deve escolher aquela que ele acha ser a correta e a terceira e ultima pergunta exige uma resposta direta do participante da vez. As respostas corretas se encontram nas próprias cartas em negrito. Foram feitas dezenas de cartas temáticas, usando-se como referência os textos básicos de treinamento: Figura 1. Figura 2. Por que o elemento radioativo polônio recebeu este nome? R: Em homenagem a Polônia, país natal de Mme. Curie Exemplo da carta de perguntas, do tema: história das radiações. Física das radiações Uma pessoa contaminada também está sendo irradiada Verdadeiro ou Falso (V) Atenuar um feixe de raios-x 16 vezes exige quantas camadas semi-redutoras? a) 4 b) 3 c) 2 Qual é a energia mínima da onda eletromagnética para ocorrer a produção de pares? R: 1,02 MeV Exemplo da carta de perguntas, do tema: física das radiações.

279 Figura 3. Efeitos biológicos Podemos detectar a radiação ionizante por seu cheiro característico Verdadeiro ou Falso (F) R: só por medidores Em geral o primeiro sintoma a uma exposição aguda é: a) o vômito b) a coceira c) a cegueira Qual é a parte mais importante de uma célula? R: o núcleo Exemplo da carta de perguntas, do tema: efeitos biológicos. III. CONJUNTO DE REGRAS DO JOGO Um instrutor acompanha obrigatoriamente o desenrolar do jogo. Os componentes do jogo são: 6 peões coloridos, que representam cada jogador. 1 Tabuleiro com 24 casas. Várias cartas temáticas relacionadas a radioproteção, com 3 perguntas cada uma. 6 conjuntos de cartas de respostas em 6 cores diferentes para responder as questões das cartas temáticas. Cada conjunto contém 2 cartas: V (verdadeiro) F (falso), para responder a primeira questão e 3 cartas: A, B e C para responder a segunda questão. 12 fichas-monitor: 10 com? e 02 com os dizeres: PERIGO DE SUPEREXPOSIÇÃO. A preparação do jogo consiste em o instrutor: Entregar a cada jogador um conjunto e um peão da mesma cor das cartas. Colocar os peões no ponto de partida. Embaralhar as cartas de perguntas e colocá-las ao lado do tabuleiro. Embaralhar as 12 fichas-monitor e colocar 8 delas com a face para baixo em cima da mesa, as 4 fichas restantes são deixados de lado. Como jogar: Definir por qualquer critério o primeiro jogador. Ele escolhe uma das fichas-monitores em cima da mesa e pega a ficha monitor correspondente. Se for uma ficha com os dizeres: PERIGO DE SUPEREXPOSIÇÃO, ele volta uma casa e escolhe outra ficha. Se for uma ficha com o?, o instrutor pega uma carta da pilha de perguntas, lê o título da carta e faz a primeira pergunta em voz alta. Observações: 1. a ficha-monitor que foi aberta permanece no tabuleiro até que todas as outras sejam abertas. Nesse momento as 8 devem ser reunidas com as 4 fichas que tinham sido deixadas de lado, ser embaralhadas e distribuídas pelo tabuleiro como da primeira vez. Esse procedimento é repetido sempre que as 8 fichas tiverem sido abertas. 2. quando sair a ficha: PERIGO DE SUPEREXPOSIÇÃO e o peão do jogador em questão estiver no ponto de partida, ele não recua. 1 a pergunta: Verdadeiro ou Falso A 1 a pergunta sempre é do tipo verdadeiro ou falso. Todos respondem. Para isso, utilizam as cartas verdadeiro ou falso do conjunto, escolhendo aquela que acredita ser a resposta certa. Os jogadores colocam a carta escolhida diante de si, com a face virada para baixo. Quando todos tiverem posicionado a carta, todos os jogadores as viram ao mesmo tempo, revelando a sua resposta. O instrutor diz então qual a resposta certa. Todos aqueles que tiverem acertado avançam seu peão uma casa. Os que tiverem errado, permanecem parados. 2 a pergunta: Multipla Escolha (A,B ou C) O instrutor lê a 2 a pergunta, que sempre é de alternativas. Todos respondem. Os jogadores escolhem uma das cartas A, B ou C do seu conjunto e a coloca diante de si com a face para baixo. Novamente todos viram suas cartas com a resposta ao mesmo tempo. Quem acertar avança o peão uma casa e quem errar fica parado. 3 a pergunta: Responde ou Passa a Bomba O instrutor lê então a 3 a pergunta, que exige uma resposta direta. A pergunta é feita apenas para o jogador da vez (aquele que escolheu o monitor). Ele pode responder ou então opta por passar a pergunta para um jogador à sua escolha e torcer para ele errar. Caso o jogador da vez opte por responder a pergunta, seu peão avança uma casa se ele acertar e volta uma casa se ele errar. Se ele preferir passar a pergunta para outro jogador, seu peão avança uma casa se o outro errar. Se o outro acertar, é o peão do outro que avança uma casa. O peão do outro não recua mesmo se ele errar. A carta lida é retirada do jogo. Agora é a vez do próximo jogador escolher um monitor. O jogo segue dessa forma até que algum peão chegue a ultima casa do tabuleiro ou que as cartas de perguntas terminem. Vencedor do Jogo: Quando as cartas acabarem, vence o jogador cujo peão tiver avançado mais. Caso um peão chegue a casa final antes de esgotadas as cartas de perguntas, a partida termina imediatamente.

280 IV. RESULTADOS E DISCUSSÃO A inclusão deste jogo nos dois últimos treinamentos periódico, exigiu a alteração da estrutura da segunda aula. Trocou-se a parte expositiva pelo jogo de perguntas e manteve-se o teste sobre um dos itens do programa, o treinamento do procedimento de emergência e a descrição pelo instrutor de um dos três acidentes fatais ocorridos em irradiadores. Os funcionários de uma forma lúdica relembraram vários temas relacionados a radioproteção, manifestaram dúvidas com relação a algumas respostas, que eram dirimidas pelo instrutor. V. CONCLUSÕES A inclusão deste jogo de perguntas no treinamento periódico dos funcionários qualificados a operar os irradiadores da EMBRARAD foi muito bem aceito por eles. Retirando o caráter monótono da aula e reavivando o interesse em ler os textos básicos e assim conseguir responder mais perguntas corretamente e vencer o jogo na próxima oportunidade. Este jogo também permite uma avaliação informal de cada funcionário. Para isto basta observar a posição dos peões, correspondente a cada jogador, ao final da partida e notar como elas se modificam a cada treinamento. AGRADECIMENTOS O autor agradece a diretoria da EMBRARAD o apoio recebido, para o desenvolvimento deste trabalho. [7] BEPPU, C. I. Simulação em forma de jogo de empresas aplicada ao ensino de contabilidade. São Paulo: Dissertação (Mestrado) Univ. de São Paulo. [8] CARNEIRO, M. A. B. Jogando, descobrindo, aprendendo... (depoimentos de professores e alunos do terceiro grau). São Paulo: 1990, Tese (Doutoramento) Univ. de São Paulo. [9] Menos dor de cabeça, Ciência Hoje, vol. 29, n. 174, p.50, ABSTRACT An employee will be qualified to operate a gamma irradiation facility at EMBRARAD after doing a radiation protection training of at least 18 months. After that, the main radiation protection subjects are revised every six months. In that half-yearly training the operators become teachers and so they explain the radiation protection subjects, under the supervision of an instructor. After some years attending the same training, operators do not have motivation to participate in this kind of periodic event due to the same issues covered. Therefore something should be made to revival their interest and motivation to take part in this periodic training. The way chose was adapted a quiz commercial game to revised radiation protection subjects and included it in the periodic training. The game was well accepted by the operators, it caused a competition among them because everybody wanted to win the game and consequently stimulated them to study. REFERÊNCIAS [1] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Manual on panoramic gamma irradiators (categories II and IV), Pratical Radiation Safety Manual, Vienna, [2] MCLAUGHLIN, W.L.; BOYD, A.W.; CHADWICK, K.H.; MCDONALD, J.C.; MILLER, A. Dosimetry for Radiation Processing, Taylor & Francis, London, 1989 [3] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The radiological accident in San Salvador, Vienna, [4] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The radiological accident in Soreq, Vienna, [5] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, The radiological accident in Nesvizh, Vienna, [6] MIRANDA, S. No fascínio do jogo, a alegria de aprender, Ciência Hoje, vol. 28, n. 168, p.64-66, 2001.

281 Relembrando os conceitos de radioproteção por meio de um jogo comercial adaptado RODRIGUES JUNIOR, A. A. Relembrando os conceitos de radioproteção por meio de um jogo comercial adaptado. In: INTERNATIONAL NUCLEAR ATLANTIC CONFERENCE. Aug , 2002, Rio de Janeiro, Brazil. Proceedings Rio de Janeiro: ABEN, CD-ROM ou RODRIGUES JUNIOR, A. A. Relembrando os conceitos de radioproteção por meio de um jogo comercial adaptado. Rev. Bras. Pesq. Des., v. 4, n. 3, parte 1, p , set 2002.

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283 RELEMBRANDO OS CONCEITOS DE RADIOPROTEÇÃO POR MEIO DE UM JOGO COMERCIAL ADAPTADO Ary de Araújo Rodrigues Júnior EMBRARAD Empresa Brasileira de Radiações Ltda. Av. Cruzada Bandeirante 269, Cotia - SP, Brasil, aryarj@ig.com.br RESUMO Antes de um novo funcionário começar a trabalhar na EMBRARAD, sob a supervisão de um operador de irradiador de grande porte, ele faz, obrigatoriamente, o primeiro treinamento de proteção radiológica. Após este treinamento, todos os conceitos de radioproteção são relembrados a cada 6 meses. Neste treinamento semestral os funcionários são escolhidos aleatoriamente para explicar um dos conceitos de proteção radiologica para os outros, sob a supervisão de um instrutor. Após alguns anos este tipo de treinamento periódico torna-se monótono e repetitivo, pois os temas, e consequentemente as explicações, não mudam ou mudam pouco. Então alguma mudança era necessária para reavivar o interesse pelo treinamento periódico. O caminho escolhido foi adaptar um jogo comercial, para relembrar os conceitos de radioproteção e substituir a explicação dos funcionários por este jogo. O jogo foi bem aceito pelos funcionários, motivando a competição entre eles, pois todos queriam vencer, e, consequentemente, estimulando os a estudar. Key Word: radiation protection, training, gamma irradiator I. INTRODUÇÃO Irradiadores de grande porte são máquinas planejadas para irradiações em escala industrial e, por isto, necessitam de fontes com atividades da ordem de dezenas a centenas de PBq (centenas a milhares de kci) [1,2] e, consequentemente, capazes de fornecer doses letais a um ser humano, em poucos segundos. Portanto, máquinas deste tipo necessitam de blindagens e dispositivos de segurança eficazes e empresas que possuem estas máquinas necessitam treinar seus funcionários em radioproteção, tanto antes, como periodicamente, após o exercício da função. Todo funcionário contratado para o setor de produção da EMBRARAD, Empresa Brasileira de Radiações Ltda. (que possui dois irradiadores de grande porte), passa por um treinamento inicial obrigatório antes de iniciar as suas funções e por treinamentos periódicos a cada seis meses, ocasião em que os pontos mais importantes, principalmente os relacionados a radioproteção, são relembrados. O programa do treinamento periódico, para os níveis menos especializados (o que se costuma chamar, vulgarmente, de o chão da fábrica ), a quem este trabalho se destina, aborda basicamente os pontos vistos no primeiro treinamento. Esta revisão ocorre em uma aula, com duração aproximada de três horas. Nesta aula alguns alunos são escolhidos aleatoriamente e cada um deles explica um dos itens do programa, sob a orientação e ajuda de um instrutor, que deve ser, obrigatoriamente, um supervisor de radioproteção. A aula é complementada pelo instrutor, com a recordação de como aconteceu um dos três acidentes fatais, em irradiadores de grande porte e pelo treinamento do procedimento de emergência. Obviamente, após alguns anos, os itens abordados tornam-se repetitivos e, consequentemente, o treinamento torna-se monótono e desinteressante, portanto fez-se necessário mudar a forma deste, para uma que motivasse o domínio destes conceitos. A exemplo do que acontece no ensino fundamental [3], em experiências no terceiro grau [4,5] e na reciclagem de médicos para o diagnóstico correto de dor de cabeça [6], resolveu-se incluir neste treinamento

284 um jogo, que abrangesse todo o programa, e assim torna-lo mais atraente. Como não existe no mercado jogos para uma aplicação tão específica, optou-se pela adaptação de um já existente. Este caminho apresenta a vantagem de pular as várias etapas do processo de elaboração, pois presume-se que entre o projeto inicial e o final o jogo passou por vários testes de mercado e sofreu várias correções, que o tornaram atraente e factível, antes de ser posto a venda em escala comercial. Ou seja, a concretização de um jogo de sucesso requer uma estrutura que dificilmente está a disposição de um instrutor em qualquer empresa de qualquer ramo. O treinamento periódico para os níveis menos especializados da área de produção pode ser considerado irrelevante a primeira vista, pois funcionários deste nível hierárquico seguem as instruções de funcionários especializados e portanto não tomam decisões que possam terminar em um acidente. Isto não se comprova na prática, a falta deste tipo de treinamento foi apontada pela IAEA (Agência Internacional de Energia Atômica) como uma das causas de um acidente fatal, ocorrido em um irradiador de grãos na Itália, em 1975, que operava com fontes de 60 Co [7]. cada item, como mostram as Figuras 1 e 2, e acrescentar mais algumas regras. Foram adaptados 6 octaedros e, consequentemente, 48 cartas, usando-se como referência a Apostila Complementar ao Treinamento Básico dos funcionários da EMBRARAD. II. MATERIAIS E MÉTODOS A escolha de um jogo comercial, entre os diversos existentes, para ser adaptado ao treinamento citado, seguiu as seguintes premissas: As regras devem ser simples e fáceis de serem assimiladas. Deve estimular a competição. Deve testar o conhecimento, quanto aos principais temas de radioproteção do programa de treinamento. De preferência deve dispensar o uso de dados, devido a algumas religiões fazerem restrições ao seu uso, mesmo em jogos que não são de azar. Atualmente nenhum funcionário da Embrarad pratica uma religião com a restrição descrita, mas nada impede que algum deles venha a mudar de religião ou se admita um funcionário que siga uma deste tipo. Um dos jogos disponíveis no mercado e que preenchia todos estes requisitos foi o: Aprendendo Inglês, fabricado pela Grow, que é um misto de jogo da memória e quebra-cabeça, destinado ao ensino de palavras em inglês. Basicamente a regra consiste em escolher aleatoriamente cartas, que tem uma palavra em inglês, e encaixa-las no lado de um dos tabuleiros em forma de octaedro, que tem a figura correspondente àquela palavra, quem acertar mais, ganha o jogo. Para facilitar a tarefa os octaedros tem cores diferentes e as cartas que devem ser associadas aos lados de um octaedro em particular tem a mesma cor deste. A adaptação consistiu em colar sobre as figuras dos tabuleiros itens do programa de treinamento periódico e colar sobre as cartas textos curtos (e portanto sintéticos) correspondentes a Figura 1. Exemplo de tabuleiros em forma de octaedros, com os itens de radioproteção.

285 e a carta volta para a mesa, com a face para cima a disposição das próximas equipes, que podem optar por escolhe-la ou não. Se a equipe encaixar a carta em um tabuleiro, cuja cor é igual a da carta e, segundo o instrutor, a correspondência está correta, a equipe ganha um ponto. Se a equipe não souber onde encaixar a carta, ela pode optar por passar a carta para uma outra equipe a sua escolha. Se a outra equipe errar não perde ponto, mas a equipe que passou a carta ganha um ponto. Se a outra equipe acertar, é ela quem ganha o ponto. Vencedor do jogo: O jogo termina quando as cartas acabarem e vence a equipe que tiver mais pontos. IV. RESULTADOS E DISCUSSÃO Figura 2. Exemplo de cartas com os textos, que devem devem ser corretamente associados aos lados dos octaedros. III. CONJUNTO DE REGRAS DO JOGO Um instrutor acompanha obrigatoriamente o desenrolar do jogo. Os componentes do jogo são: 6 tabuleiros em forma de octaedro. 48 cartas com textos. 8 cartas com os dizeres: SINTO MUITO, MAS VOCÊ ACABA DE PERDER UM PONTO. A preparação do jogo consiste em o instrutor: Colocar sobre uma mesa os 6 tabuleiros. Embaralhar e espalhar as cartas pela mesa, com a face voltada para baixo. Dividir, aleatóriamente, os alunos em equipes com no mínimo 2 e no máximo 3 jogadores cada uma. Esta medida visa criar uma situação em que os funcionários sejam levados a trabalhar em grupo. Como jogar: Definir por qualquer critério a primeira equipe a jogar. Um dos membros escolhe uma carta, a vira e lê o texto em voz alta. Se for uma ficha com os dizeres: SINTO MUITO, MAS VOCÊ ACABA DE PERDER UM PONTO, a equipe perde um ponto e escolhe outra carta até que saia uma com texto. Os membros da equipe discutem qual lado do tabuleiro, com a mesma cor da carta, corresponde ao texto. Se a equipe encaixar a carta em um tabuleiro, cuja cor não seja igual, a equipe perde um ponto. Se a equipe encaixar a carta em um tabuleiro, cuja cor é igual a da carta, mas, segundo o instrutor, a correspondência não está correta, a equipe perde um ponto A inclusão deste jogo no treinamento periódico exigiu a alteração da estrutura da aula. Trocou-se a parte expositiva pelo jogo e manteve-se o treinamento do procedimento de emergência e a descrição pelo instrutor de um dos três acidentes fatais ocorridos em irradiadores. Os funcionários de uma forma lúdica relembraram todos os temas do programa relacionados a radioproteção e manifestaram dúvidas com relação a algumas respostas, que eram dirimidas pelo instrutor. V. CONCLUSÕES A inclusão deste jogo no treinamento periódico dos funcionários, com níveis menores de especialização, da EMBRARAD foi muito bem aceito pelos mesmos. Retirou o caráter monótono da aula e reavivou o interesse em ler o texto básico, e assim ter um melhor desempenho no próximo treinamento. O jogo permite uma avaliação informal geral dos funcionários. Para isto basta observar o quanto as equipes erram ou demoram em associar o texto à palavra e notar como estes parâmetros se modificam a cada treinamento. AGRADECIMENTOS O autor agradece a diretoria da EMBRARAD o apoio recebido, para o desenvolvimento deste trabalho. REFERÊNCIAS [1] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Manual on panoramic gamma irradiators (categories II and IV), Pratical Radiation Safety Manual, Vienna, [2] MCLAUGHLIN, W.L.; BOYD, A.W.; CHADWICK, K.H.; MCDONALD, J.C.; MILLER, A. Dosimetry for Radiation Processing, Taylor & Francis, London, 1989 [3] MIRANDA, S. No fascínio do jogo, a alegria de aprender, Ciência Hoje, vol. 28, p.64-66, 2001.

286 [4] BEPPU, C. I. Simulação em forma de jogo de empresas aplicada ao ensino de contabilidade. São Paulo: Dissertação (Mestrado) Univ. de São Paulo. [5] CARNEIRO, M. A. B. Jogando, descobrindo, aprendendo... (depoimentos de professores e alunos do terceiro grau). São Paulo: 1990, Tese (Doutoramento) Univ. de São Paulo. [6] Menos dor de cabeça, Ciência Hoje, vol. 29, p.50, [7] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, Lessons learned from accidents in industrial irradiation facilities, Vienna, ABSTRACT Before a new employee starts working at EMBRARAD under a large irradiation operator supervision, he has to attend the first radiation protection training. After that all radiation protection subjects are revised every six months. In that half-yearly training the employees are chosen randomly to explain radiation protection subjects to other participants under an instructor supervision. After some years attending the same training, employees do not have motivation to participate in this kind of periodic event due to the same issues covered. Therefore something should be made to revival their interest and motivation to take part in this periodic training. The way chose was adapted a commercial game to revised radiation protection subjects and included it in the periodic training. The game was well accepted by the employees, it caused a competition among them because everybody wanted to win the game and consequently stimulated them to study.

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