Análise de Desempenho de Sistemas Dosimétricos de Extremidade Tipo Anel

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1 Análise de Desempenho de Sistemas Dosimétricos de Extremidade Tipo Anel Bruna Lamis Alvarenga 1, Marcus Alexandre Vallim de Alencar 2 1 Universidade Federal do Rio de Janeiro; 2 Instituto de Radioproteção e Dosimetria brunalamis1@gmail.com Resumo: Análise e comparação do desempenho de sistemas dosimétricos de extremidade dos anéis Saturn da Landauer e o fabricado pelo IRD a partir de testes feitos baseados pela norma internacional IEC 62387:2012 e pelo regulamento técnico do CASEC/IRD RT /95 a fim de elaborar um esboço de requisitos técnicos para a autorização de serviços de monitoração de extremidade no Brasil. Palavras-chave: Dosimetria Termoluminescente; Dosimetria de Extremidade; Monitoração individual; Abstract: Analysis and comparison of the performance of dosimetry systems with rings Satun of Landauer and the model manufactured by IRD. The tests were based on IEC 62387:2012 and technical regulation CASEC/IRD RT /95 with the objective of elaborating an outline of technical requirements for the authorization of extremity monitoring services in Brazil. Keywords: Thermoluminescence Dosimetry; Extremity Dosimetry; Individual monitoring; 1. INTRODUÇÃO Com a exposição ocupacional à radiação ionizante, é necessário avaliar a magnitude das doses envolvidas. Este controle é feito pelos programas de monitoração que tem como objetivo avaliar as condições dos locais de trabalho e as exposições individuais através da medição de dose em trabalhadores rotineira ou potencialmente expostos às fontes de radiação. A medição do equivalente de dose individual na profundidade de 10 mm, Hp(10), utilizando-se dosímetros individuais colocados no tórax do indivíduo, é muitas vezes suficiente para determinar a exposição do trabalhador à radiação. No entanto, se o trabalhador manipular fontes radioativas ou estiver em um campo de radiação com quantidades significativas de radiação com baixo poder de penetração (como partículas beta ou fótons de energia inferior a 15 kev), deve-se também determinar o equivalente de dose individual na profundidade de 0,07 mm, ou seja, deve-se o Hp(0,07). Neste caso, dosímetros de extremidades devem ser utilizados nas mãos ou nos pulsos, em forma de anéis ou pulseiras. 1

2 No Brasil, todos os serviços de monitoração individual externa de corpo inteiro devem ser autorizados pelo Comitê de Avaliação de Serviços de Ensaios e Calibração CASEC/IRD/CNEN. Apesar da importância da monitoração de extremidade, ainda não existe uma legislação que regule o funcionamento dos serviços de monitoração individual de extremidade. Sendo assim, não existe um controle da qualidade destes serviços e nem confiabilidade nos valores de dose avaliados. 2. OBJETIVO O objetivo do trabalho é desenvolver uma metodologia para análise do desempenho de sistemas dosimétricos de extremidade baseados nos requisitos presentes na norma internacional IEC 62387:2012 [1] e no documento de regulamento técnico do CASEC/IRD RT /95 [2] para serviços de monitoração de corpo inteiro para fótons e comparar os sistemas dosimétricos usando dois modelos de anéis, o anel atual de rotina do Instituto de Radioproteção de Dosimetria (IRD) e o seu possível substituto. Com isso, espera-se elaborar um esboço dos requisitos técnicos mínimos necessários para a autorização de serviços de monitoração individual de extremidade no Brasil. 3. METODOLOGIA Os testes de desempenho são realizados utilizando o detector LiF:Mg,Ti (TLD100), um lote com o desvio padrão de 3,5% da média, no monitor de anel desenvolvido e utilizado pelo serviço de monitoração individual de extremidade do IRD, Figura 1, e no monitor de anel modelo Saturn da Landauer, Figura 2. Figura 1: Anel de rotina do IRD. 2

3 Figura 2: Anel Saturn da Landauer. Os testes de desempenho selecionados para este trabalho são: 1) Homogeneidade do lote: Indica a variação das leituras dos detectores ao serem expostos ao mesmo valor de dose, em condições de irradiação idênticas, sendo influenciada principalmente pela variação da sensibilidade entre os TLD do mesmo lote. 2) Linearidade: Indica a proporcionalidade entre as contagens de sinais TL e a dose absorvida pelo detector. 3) Reprodutibilidade: Representa o grau de concordância entre os resultados das medições, refletindo a capacidade do sistema dosimétrico em reproduzir resultados que possam ser considerados estatisticamente iguais para irradiações com a mesma dose 4) Dependência Angular e Energética: Os dosímetros utilizados no processo de calibração são irradiados frontalmente por um feixe com angulação de 0º em relação à direção normal do dosímetro. Entretanto, nas atividades práticas, o indivíduo normalmente está exposto a feixes de radiação que incidem sobre seu anel com diferentes ângulos de entrada, logo as condições de utilização diferem das condições de calibração e é desejável que o sistema independa da energia da radiação incidente. As irradiações dos testes de Homogeneidade, Linearidade e Reprodutibilidade foram feitas no Laboratório de Irradiação (LABIR) da Divisão de Dosimetria do IRD na qualidade S-Cs segundo a norma ISO 4037 com os anéis colocados em um simulador de extremidade. Para o teste de Homogeneidade, segundo o regulamento técnico do CASEC/IRD RT /95, 99 dosímetros foram irradiados com a dose de 2 msv em Hp(0,07). Para Linearidade, segundo a norma IEC 62387, foram divididos 12 grupos, contendo 8 detectores, irradiados entre os valores de dose 1 msv e 2000 msv em Hp(0,07). Para Reprodutibilidade, segundo o regulamento técnico do CASEC/IRD RT /95, um grupo de 10 anéis está sendo irradiado com dose de 10 msv. Este procedimento deve ser repetido por dez vezes com os mesmos detectores. 3

4 As irradiações para teste de Dependência Energética e Angular estão sendo feitas no Laboratório Nacional de Metrologia das Radiações Ionizantes (LNMRI) com a dose de 2 msv em Hp(0,07) nas qualidades N-40, N-60, N-80, N-100, N-150, N-200, S-Cs e S-Co segundo a norma ISO 4037 com os anéis em um simulador de extremidade nos ângulos 0 (concluído), 45 (em andamento) e 60 (em andamento). As leituras foram feitas no Laboratório de Dosimetria Termoluminescente (LDT) da Divisão de Dosimetria do IRD, utilizando o leitor 5500 da Harshaw. 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO 1- Teste da Homogeneidade do lote: Segundo o regulamento técnico do CASEC/IRD RT /95, após a obtenção dos valores das doses avaliadas por cada dosímetro, foi verificado o desempenho do sistema, encontrando o maior e o menor valor para verificar a conformidade com o requisito do teste, equação 1. Amax Amin Amin < 0,3 (1) Onde: Amax é o maior valor da dose avaliada. Amin é o menor valor de dose avaliada. Tabela 1. Resultado do Teste de Reprodutibilidade. Anel do IRD Anel Saturn Amax 2,277 msv 2,329 msv Amin 1,830 msv 1,794 msv Amax Amin 0,244 0,298 Amin Condição Aprovado Aprovado 2- Teste de Linearidade: O teste de desempenho do sistema avaliando sua linearidade foi verificado através do critério de aceitação da norma IEC 62387, onde a variação da resposta devido a uma mudança da dose não deve exceder os limites apresentado na equação 2. O 4

5 critério tem de ser aceito para cada grupo g. Contudo, o requisito para este teste é dado pelo coeficiente de variação em cada grupo e é atendido segundo a seguinte regra: H < 1 msv 15% 1 msv H < 11 msv (16 H/1 msv) % H 11 msv 5% Onde H é o valor da dose em Hp(0,07). Sendo: Gg: Média das doses avaliadas de um grupo g. 0,91 < Gg. Cref < 1,11 (2) Gref Cg Gref: Média das doses avaliadas do grupo de referência, para este teste foi usado um grupo irradiado com 2 msv pois recebeu a dose de referência. Cref: Valor verdadeiro convencional da dose de referência, 2 msv. Cg: Valor verdadeiro convencional da dose utilizada para irradiar o grupo g. Foram usados os mesmos detectores para as mesmas doses nos dois anéis. Tabela 2. Resultado do coeficiente de variação. Dose (msv) CVE 1 (Anel do IRD) CVE 1 (Anel Satun) CVR 2 1 7,2% 5,9% 15% 5 5,7% 7,6% 11% 7 6% 5,0% 9% 10 5,3% 6,0% 6% 50 4% 4,2% 5% 70 4,6% 6,4% 5% 100 4,8% 4,7% 5% 250 4,6% 3% 5% 5

6 500 4,4% 8,1% 5% ,2% 2,7% 5% ,9% 9,1% 5% ,7% 5,3% 5% 1 CVE: Coeficiente de Variação Experimental 2 CVR: Coeficiente de Variação de Referência Desse modo, a equação 2 foi calculada apenas para os grupos com os valores de coeficiente de variação experimental dentro dos valores de coeficiente de variação de referência. Os resultados estão na tabela 3. Tabela 3. Resultado do teste de linearidade. Dose (msv) Resultado da equação 2 (Anel do IRD) Condição Resultado da equação 2 (Anel Satun) Condição 1 0,99 Aprovado 1,10 Aprovado 5 1,01 Aprovado 1,08 Aprovado 7 1,00 Aprovado 1,06 Aprovado 10 0,97 Aprovado 0,94 Aprovado 50 1,01 Aprovado 1,02 Aprovado 70 1,02 Aprovado ,02 Aprovado 1,01 Aprovado 250 1,02 Aprovado 1,04 Aprovado 500 1,64 Reprovado ,02 Aprovado 1,08 Aprovado ,14 Reprovado - - 6

7 2000 1,10 Aprovado - - Sendo: 3- Teste de Dependência Angular e Energética: A avaliação de desempenho do sistema para dependência energética foi feita através do critério da norma IEC O teste ainda está em andamento e, portanto, segue abaixo apenas os resultados da irradiação a 0. A variação da resposta relativa devida à mudança de energia não deve exceder os limites apresentados na equação 3. Gg: Média das doses avaliadas de um grupo g. 0,71 < Gg. Cref < 1,67 (3) Gref Cg Gref: Média das doses avaliadas do grupo de referência, para este teste foi usado o grupo irradiado pelo S-Co. Cref: Valor verdadeiro convencional da dose de referência, 2 msv. Cg: Valor verdadeiro convencional da dose utilizada para irradiar o grupo g. Tabela 3. Resultado do teste de Dependência Energética a 0. Qualidade Anel Saturn Condição Anel IRD Condição N-40 1,64 Aprovado 1,59 Aprovado N-60 1,53 Aprovado 1,44 Aprovado N-80 1,33 Aprovado 1,32 Aprovado N-100 1,18 Aprovado 1,17 Aprovado N-150 1,11 Aprovado 1,12 Aprovado N-200 1,08 Aprovado 1,04 Aprovado S-Cs 1,00 Aprovado 0,99 Aprovado 7

8 4- Teste de Reprodutibilidade: Em andamento. 5. CONCLUSÃO Os resultados obtidos parcialmente dos testes já realizados permitem uma verificação prévia de que o sistema dosimétrico de extremidade utilizando o anel desenvolvido no IRD atende melhor aos requisitos selecionados da norma IEC e do regulamento técnico do CASEC (IRD RT /95) que o sistema dosimétrico utilizando o anel Saturn da Landauer. Contudo, só a finalização de todos os testes de desempenho permitirá uma avaliação completa dos dois sistemas. 6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS [1] International Electrotechnical Commission, 2012, Radiation protection instrumentation Passive integrating dosimetry systems for personal and environmental monitoring of photon and beta radiation, Standard IEC 62387, Geneva, IEC. [2] IRD RT N /95. Desempenho de Sistemas de Monitoração Individual - Critérios e Condições. Instituto de Radioproteção e Dosimetria - Comissão Nacional de Energia Nuclear. Comitê de Avaliação de Serviços de Monitoração Individual Externa - CASMIE/IRD. Outubro