Introdução Radioproteção

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1 Introdução à Física das Radiações e Radioproteção Bete Figueiredo

2 Estrutura do Átomo Núcleo: prótons e nêutrons Eletrosfera : elétrons

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5 Z Nome Símbolo Z Nome Símbolo 82 chumbo Pb 87 frâncio Fr 83 bismuto Bi 88 rádio Ra 84 polônio Po 89 actínio Ac 85 astatíneo At 90 tório Th 86 radônio Rn 91 protactínio Pa 92 urânio U

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8 Emissão de β - e de β + (pósitron) n p +β - +ν Z XA β - + Z+1 Y A + Q p n +β + +ν Z XA β + + Z-1 Y A + Q

9 Partícula alfa 2 prótons e 2 nêutrons Partícula Beta - elétron ou pósitron Radiação γ - Radiação eletromagnética Diferencia-se dos raios X devido à sua origem nuclear

10 Produção de raios X

11 Produção de Raios X Elétrons acelerados pela diferença de potencial Elétrons - +

12 Espectro eletromagnético

13 RADIOATIVIDADE Propriedade que têm alguns nuclídeos de emitir partículas ou radiação eletromagnética: Radioatividade Natural: ocorre espontaneamente na natureza, sendo característica dos nuclídeos instáveis. Radioatividade Artificial: é produzida pelo bombardeio de nuclídeos estáveis por fótons ou partículas aceleradas, que os transformam em nuclídeos instáveis.

14 EXPOSIÇÃO HUMANA À RADIAÇÃO NATURAL Alimentos e águas 13% Rdn Solos 20% Radônio ar Cósmica 17% Dose média da população mundial: 2,4 msv/a Quando a vida começou o nível era 3 a 5 vezes mais elevado

15 Radioatividade natural no organismo humano Radionuclídeo K-40 Ra-226 Pb-210 C-14 Dose ( msv/ano) 0,150 0,010 0,003 0,010

16 Radiação Cósmica Elétrons, nêutrons, mésons, neutrinos, núcleos leves e radiação gama provenientes do espaço sideral. Localidade La Paz,Bolívia Quito, Equador Denver, USA Nível do mar Altitude (m) Dose efetiva (µsv/a)

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18 Ionização do Átomo O átomo recebe energia suficiente para arrancar o elétron de seu orbital Energia Elétron ejetado

19 Excitação do Átomo O átomo recebe energia suficiente para transferir o elétron de uma camada mais interna para uma camada mais externa do átomo Energia

20 Interação da Radiação com a matéria: Efeito Fotoelétrico

21 Efeito Compton

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23 O exemplo acima refere-se ao Iodo-131, cuja meia vida é de 8 dias

24 * Atividade de 100g de material

25 PODER DE PENETRAÇÃO DAS RADIAÇÕES

26 Poder de Penetração RAIOS α, β e γ β e γ γ γ FONTE PAPEL LÂMINA METÁLICA CHUMBO

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29 Lei do Inverso do Quadrado

30 CONCEITOS IMPORTANTES EXPOSIÇÃO CONTAMINAÇÃO

31 EXPOSIÇÃO NÃO HÁ CONTATO COM O MATERIAL RADIOATIVO FONTE

32 CONTAMINAÇÃO EXTERNA EXISTE CONTATO COM O MATERIAL RADIOATIVO EM FORMA DE PÓ, LÍQUIDO OU GÁS, SEM INALAÇÃO OU INGESTÃO. SE FOR TRANSFERÍVEL

33 CONTAMINAÇÃO INTERNA CONTATO COM O MATERIAL RADIOATIVO EM FORMA DE PÓ, LÍQUIDO OU GÁS, COM INALAÇÃO OU INGESTÃO. CONTAMINAÇÃO SE AINDA ESTIVER SENDO ELIMINADO

34 DOSE ABSORVIDA (Gy) 1 GRAY= 1 JOULE/KG: expressa a energia absorvida em 1 Kg de matéria quando uma radiação ionizante interage com ela DOSE EQUIVALENTE (Sv) Sievert= GY x F : expressa o dano biológico sobre o ser humano

35 Unidades de Medida de Radiação Atividade=1 Bequerel(Bq)=1 dps número de desintegrações nucleares na unidade de tempo Dose absorvida= 1 Gray(Gy)=1J/Kg a energia da radiação de 1 Joule é absorvida por 1 Kg do material Sievert= Gy x F A dose equivalente em Sv expressa o dano biológico sobre o ser humano. F é o fator que qualifica o efeito de cada tipo de reação: RX e Gama e beta F=1 e alfa F=20

36 Unidades de Medida de Radiação O Curie (Ci) é uma unidade para atividade= 3,7 E07 Bq Roentgen(R) expressa a quantidadae de ionizações produzidas no ar (CNTP) por raios gama e X e equivqale a 1,6E15 pares de íons/kg O rad assim como o Gy expressa a dose absorvida 1 Gy=100rad Rem assim como o Sievert expressa o dano biológico causado pela radiação 1 Sv= 100 rem

37 Dose e Efeito das Radiações Medida de intensidade da radiação (Sv) 0 A 1 Prazo para o surgimento dos sintomas Efeitos sobre o corpo Náusea e vomitos 1 A 2 2 A quatro a seis Pequena queda nos leocócitos risco cancer a longo prazo semelhante anterior 50% probabilidade de morte 6 A A 50 quatro a seis um a dois 80 a 100 % probabilidade de morte 100 % probabilidade de morte

38 Efeitos Biológicos da Radiação Efeitos Estocásticos Célula modificada, pode levar a câncer ou a efeitos hereditários. A probabilidade do câncer induzido pela radiação aumenta com a dose. Não existe limiar de dose. A severidade de um determinado efeito não é afetada pela dose

39 Efeitos Estocásticos Nos descendentes: Até o presente não se verificou esses efeitos Entretanto estudos em animais e plantas sugerem essa possibilidade.

40 Efeito Determinístico Número elevados de células mortas com colapso do tecido. Dezenas e Centenas Sv Existe um limiar de dose A severidade do dano produzido aumenta com a dose.

41 SÍNDROME DA IRRADIAÇÃO AGUDA CONJUNTO E SUCESSÃO DE SINTOMAS EM VÍTIMAS DE ACIDENTES, ENVOLVENDO DOSES ELEVADAS DE RADIAÇÃO PARA CORPO INTEIRO. SISTEMA CIRCULATÓRIO, PARTICULARMENTE O HEMATOPOIÉTICO; SISTEMA GASTRINTESTINAL E SISTEMA NERVOSO CENTRAL.

42 SÍNDROME DA IRRADIAÇÃO AGUDA DOSE FORMA SINTOMAS ABSORVIDA ((Gy) < 1 Infra-clínica Ausência de sintomas 1 a 2 Reações leves generalizadas 2 a 4 Síndrome hematopoiética leve Astenia, náuseas, vômitos de 3 a 6 h Depressão da função medular (linfopenia, leucopenia, trombopenia, anemia). Epilação. Máximo 3 semanas

43 SÍNDROME DA IRRADIAÇÃO AGUDA DOSE ABSORVIDA (Gy) FORMA SINTOMAS 4 a 6 Síndrome hematopoiética grave 6 a 7 Síndrome do sistema gastrintestinal 6 a 10 Síndrome pulmonar > 10 Síndrome do sistema nervoso central Depressão severa da função medular Diarréia, vômitos Insuficiência respiratória aguda Edema cerebral. Colapso circulatório.coma e morte

44 Princípios Básicos da Radioproteção: Justificação Qualquer atividade envolvendo radiação ou exposição deve ser justificada em relação a outras alternativas e produzir um benefício líquido positivo para a sociedade Otimização O projeto, o planejamento do uso e a operação de instalação e de fontes de radiação devem ser feitos de modo a garantir que as exposições sejam tão reduzidas quanto razoavelmente exeqüível, levando-se em consideração fatores sociais e econômicos Limitação da Dose Individual As doses individuais de trabalhadores e de indivíduos do público não devem exceder os limites anuais de dose equivalente estabelecidos na norma CNEN NN-3.01

45 Limites de doses individuais Para indivíduo do público, as exposições normais decorrentes de todas as práticas não devem exceder a dose de 1mSv/ano. Para trabalhadores não deve exceder a 20 msv/ano, média em 5 anos, não podendo ultrapassar a 50mSv em um único ano.

46 Minimização de dose Tempo Distancia Blindagem

47 Principais usos da radiação Medicina: Radioisótopo Energia (kev) Meia-Vida Finalidade Co , ,3 anos tratamento de câncer Cs anos tratamento de câncer I ,2 horas imagem da tireóide I ,2 dias determinações in vivo I ,0 horas imagem/terapia da tireóide Tc-99 m 140 6,0 horas imagem de órgãos/tecidos

48 INDÚSTRIA: Radioisótopo Energia (kev) Meia-Vida Finalidade Co , ,3 anos radiografia industrial, controle de processos Cs anos radiografia industrial, controle de processos AGRICULTURA: Radioisótopo Energia (kev) Meia-Vida Finalidade Co , ,3 anos desinfestação de pragas, esterilização de alimentos Cs anos desinfestação de pragas, esterilização de alimentos

49 DETETORES DE RADIAÇÃO A DETEÇÃO DAS RADIAÇÕES É BASEADA NA INTERAÇÃO QUÍMICA OU FÍSICA DAS RADIAÇÕES COM A SUBSTÂNCIA SENSÍVEL DO DETETOR

50 MONITORES UTILIZADOS EM EMERGÊNCIA RADIOLÓGICA PELO SAER/CNEN

51 MALETA EBERLINE TODOS DETETORES GM SUPERFÍCIE ÁREA

52 MALETA EBERLINE 0-2 R/h 0-50 mr/h 0-60 KCPM SONDAS DE ÁREA SONDAS DE SUPERFÍCIE

53 TELETECTOR ESCALA 0-99 R/h BRAÇO 3,85cm DETETOR GM ESCALAS GRADUADAS EM mr/h e R/h

54 MONITORAÇÃO PESSOAL FILME DOSIMÉTRICO TLD

55 Categorização de Fontes de Radiação Ionizante

56 Objetivos Apresentar um sistema simples e lógico de classificação de fontes de radiação ionizante, baseado no seu potencial de provocar danos à saúde humana (periculosidade) Subsidiar o planejamento da resposta a emergências: na elaboração de Mapas de Risco para nortear as ações protetoras Propiciar uma linguagem de fácil comunicação com o público e a imprensa

57 Uma Fonte Perigosa é aquela que, uma vez fora de controle, possa levar a exposições suficientes para provocar severos efeitos determinísticos à saúde humana. Entende-se por efeito determinístico severo aquele que coloca em risco a vida ou resulte em dano que afete de maneira permanente a qualidade de vida.

58 TECDOC-1344: Categorization of radioactive sources Julho de ://www-pub. pub.iaea.org/mtcd/ /MTCD/publications/pdf/te_1344_web web.pdf

59 Conceito de Fonte Perigosa As fontes são agrupadas levando em consideração as práticas Para informação ao público: as fontes são dividas em 5 categorias As categorias são baseadas num número: a razão A/D

60 Qual o significado de A? É a atividade da fonte (em Becquerels). Qual o significado de D? É a atividade a partir da qual uma fonte de radiação ionizante pode ser considerada como perigosa, caso não seja tratada de maneira segura, i.e., caso não obedeça o sistema regulatório do país.

61 Conceito de Fonte Perigosa Qual o significado da razão A/D? Este número pode ser utilizado para determinar a categoria (de periculosidade) de uma fonte de radiação. Como calcular? O TECDOC EPR-Method, em seu Apêndice 18 fornece uma metodologia simples para isso.

62 CATEGORIA A / D > ,01-1 < 0,01

63 Categoria 5 A / D < 0,01 Fonte Não-Perigosa Nenhuma lesão permanente é esperada devido à manipulação dessa quantidade de material radioativo.

64 Categoria 4 A / D = 0,01 1,0 Fonte Provavelmente Não-Perigosa É muito pouco provável que alguém possa sofrer uma lesão permanente manipulando esta quantidade de material radioativo. É possível a ocorrência de algum efeito temporário para exposições com a duração de algumas semanas.

65 Fonte Perigosa Categoria 3 A / D = 1,0 10,0 Esta quantidade de material radioativo pode causar lesões permanentes em exposições com duração de algumas horas. Embora pouco provável, pode levar ao óbito em exposições pelo período de dias até semanas.

66 Categoria 2 A / D = 10, Fonte Muito Perigosa Esta quantidade de material radioativo pode causar lesões permanentes em exposições com duração de alguns minutos. Pode levar ao óbito em exposições pelo período de horas até dias.

67 Categoria 1 A / D > 1000 Fonte Extremamente Perigosa Esta quantidade de material radioativo pode causar lesões permanentes em exposições com duração de alguns segundos. Pode levar ao óbito em exposições pelo período de minutos a uma hora.

68 Acidente Radiológico no Irã, 1996 Fonte abandonada Ir-192: 0,185 TBq 2 horas no bolso Lesão grave Ameaça à vida A / D = 2,3 Categoria 3

69 Acidente Radiológico na Tailândia, 2000 Fonte roubada e desmontada num ferro-velho Co-60: 15,7 TBq 3 Mortes A / D = 520 Categoria 2

70 Acidente Radiológico de Goiânia, 1987 Fonte roubada e desmontada num ferro-velho Cs-137: 51 TBq 4 Mortes A / D = 510 Categoria 2

71 Roubo de Fonte, RJ 2004 Fonte roubada Kr-85: 3,7 GBq Nunca encontrada A / D = 1,2 x 10-4 Categoria 5

72 FIM

73 Espectro eletromagnétic o

74 Z Nome Símbolo Z Nome Símbolo Z Nome Símbolo 1 hidrogênio H 10 neônio Ne 19 potássio K 2 hélio He 11 sódio Na 20 cálcio Ca 3 lítio Li 12 magnésio Mg 21 escândio Sc 4 berilo Be 13 alumínio Al 22 titânio Ti 5 boro B 14 silício Si 23 vanádio V 6 carbono C 15 fósforo P 24 cromo Cr 7 nitrogênio N 16 enxofre S 25 manganês Mn 8 oxigênio O 17 cloro Cl 26 ferro Fe 9 flúor F 18 argônio Ar 27 cobalto Co

75 Z Nome Símbolo Z Nome Símbolo Z Nome Símbolo 28 níquel Ni 37 rubídio Rb 46 paládio Pd 29 cobre Cu 38 estrôncio Sr 47 prata Ag 30 zinco Zn 39 ítrio Y 48 cádmio Cd 31 gálio Ga 40 zircônio Zr 49 índio In 32 germânio Ge 41 nióbio Nb 50 estanho Sn 33 arsênio As 42 molibdênio Mo 51 antimôn io Sb 34 selênio Se 43 tecnécio Tc 52 telúrio Te 35 bromo Br 44 rutênio Ru 53 iodo I 36 criptônio Kr 45 ródio Rh 54 xenônio Xe

76 Z Nome Símbolo Z Nome Símbolo Z Nome Símbolo 55 césio Cs 64 gadolíneo Gd 73 tântalo Ta 56 bário Ba 65 térbio Tb 74 tungstêni o W 57 lantânio La 66 disprósio Dy 75 rênio Re 58 cério Ce 67 hólmio Ho 76 ósmio Os 59 praseodímeo Pr 68 érbio Er 77 irídio Ir 60 neodímeo Nd 69 túlio Tm 78 platina Pt 61 promécio Pm 70 itérbio Yb 79 ouro Au 62 samário Sm 71 lutécio Lu 80 mercúrio Hg 63 európio Eu 72 háfnio Hf 81 tálio Tl

77 Minimização de dose - 2 DISTÂNCIA

78 Minimização de dose - 3 BLINDAGEM

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