Radônio em Minas Subterrâneas

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Radônio em Minas Subterrâneas

Vandir Gouvea COMAPE/CNEN

Talita de Oliveira Santos MEDICINA/UFMG

Zildete Rocha CDTN/CNEN

Paulo Cruz COMAPE/CNEN (Coordenador)

Simpósio

Minérios & Radioatividade

NORM: Gerenciamento do Ponto de Vista da Proteção

Radiológica

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Introdução

Alguns Exemplos de Minerais que contêm Urânio e Tório Uraninita Carnotita Autunita Torbernita Zeunerita Zirconita

Tantalita Columbita Pirocloro

Microlita Escória Tantalífera e Estânifera Concentrado de Nióbio e Tântalo Xenotima Anatásio Monazita

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Todo processamento técnico de minerais resulta na liberação de radionuclídeos

Mineiros são expostos internamente ao radônio, torônio e seus produtos de decaimento.

Em termos de exposição externa, eles são submetidos à radiação dos emissores gama presente nas rochas.

A principal fonte de exposição à radiação natural em minas subterraneas é decorrente dos produtos de decaimento do radônio.

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238_U 234_Th 234_Pa 234_U 230_Th 226_Ra 222_Rn 218_Po 214_Pb 214_Bi 214_Po 210_Pb 210_Bi 210_Po 206_Pb

Introdução

Limite máximo permissível recomendado: 1.000 Bq/m

3

_{(ICRP115, 2010;}

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PROJETO RADÔNIO - Objetivos

Objetivo Geral

Garantir a integridade dos trabalhadores das minas subterrâneas no Brasil, bem como identificar os aspectos de proteção radiológica associados à presença de radônio em ambientes subterrâneos, de modo a prover subsídios para a revisão de normas da CNEN.

Objetivos Específicos

Identificar, as instalações subterrâneas com indicativos de necessidade de programa de monitoração e, quando for, o caso adotar medidas de controle para minimizar o risco radônio seguindo princípios e recomendações internacionais.

Promover estudos relacionados ao radônio, de modo a aprimorar a infraestrutura laboratorial de análise, com consequente melhoria da qualidade das medições, e prover suporte analítico rotineiro para as ações regulatórias a serem estabelecidas e implantadas.

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• 42 instalações

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PROJETO RADÔNIO – Relação de Participantes – Fase I

CNEN-DIMAP/RJ

(Mario Fraenkel, Vandir Gouvea, Paulo Cruz, João Siqueira, José Francisco Júnior e Jorge Passos)

LAPOC/MG (José Macacini e Nivaldo Silva)

UFRGS/RS

(Maria Lídia Vignol e Carlos Lima)

ESPOA/RS (Ana Maria Xavier)

CDTN/MG (Carlos Alberto Filho, Cláudio Raposo, James Alves, José Teixeira, Namir Vieira, Paulo Alves, Virgílio Bontempo e Walter de Brito)

IEN/RJ (Kátia Cardozo) DIFOR/CE (Getúlio Miyazaki) CRCN/CO (Edison Ribeiro) IRD/RJ (Vicente Melo)

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PROJETO RADÔNIO

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PROJETO RADÔNIO – Metodologia

As medições da concentração de radônio no ar foram realizadas com

detectores passivos de traços nucleares do tipo Policarbonato Lexan e

CR-39.

Em cada mina, selecionaram-se pontos ao logo de toda extensão, da

entrada do ar até o ponto de exaustão, obtendo a concentração média de

radônio da mina.

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0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 Concentração de Radônio (Bq.m-3) Nível de referência Minas C o n c e n tr a ç ã o d e R a d ô n io B q .m -3

11 minas com

concentração de Rn

acima do nível de

referência de 1000 Bq.m

-3

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PROJETO RADÔNIO

• 11 minas subterrâneas

selecionadas

(5 foram exauridas e 6 foram

visitas)

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PROJETO RADÔNIO – Relação de Participantes - FaseII

CNEN-DIMAP/RJ

(Vandir Gouvea, Paulo Cruz, João Siqueira, Maísa Magalhães)

LAPOC/MG (José Macacini )

UFRGS/RS

( Maria Lídia Vignol , Carlos Lima e Rômulo Conceição)

ESPOA/RS (Ana Maria Xavier)

CDTN/MG (Zildete Rocha, Talita Santos e Walter de Brito)

IEN/RJ (Kátia Cardozo)

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PROJETO RADÔNIO – Metodologia

Mineração

Principal Produto Mineral

Rocha Encaixante Situação da mina

Concentração de radônio na fase I do

projeto (kBq.m-3)

Mina B Carvão Siltito Em operação 3,0 ± 0,1

Mina C Esmeralda Cima/capa: Pegmatito

Baixo/lapa: Anfibolio Gnaisse Em operação 3,0 ± 0,5

Mina D Turmalina Xisto ou Quartzo Em operação 6,9± 0,1

Mina E Scheelita Calco Silicato Parada* 1,2± 0,1

Mina F Fluorita Traquito Em operação 2,5± 0,1

Algamatolito

Mina A

Cima/capa: granito riolito

Baixo/lapa: formação ferrífera (grupo Nova Lima) Área de transição: Milonito ou xisto de granito

6,5 ± 0,3 Mina vistada duas

vezes: na primeira visita estava parada* e

na segunda visita estava em operação

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PROJETO RADÔNIO – Metodologia

Grandezas

Avaliadas Meio Método de Análise (Equipamento) Metodologia Aplicada Concentração

de222Rn (Bq.m-3)

Ar

Câmara de ionização de eletretos (SST-medidas de curto prazo) e detector de traços - CR-39

(medidas de longo prazo)

Os detectores foram distribuídos ao longo das minas subterrâneas de acordo com os protocolos de medidas de curto e longo prazo propostos pela EPA

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PROJETO RADÔNIO – Metodologia

Grandezas

Avaliadas Meio Método de Análise (Equipamento) Metodologia Aplicada Fator de

Equilíbrio Ar

Câmara de ionização (AlphaGUARD)

Concentração de 222Rn

Espectrometria alfa (DOSEman)

Concentração 218Po, 214Pb,214Bi, 214Po

Os pontos amostrados foram locais onde os mineiros permaneciam por mais tempo e os equipamentos estivessem seguros. Os equipamentos foram instalados juntos por aproximadamente 2 dias. Com base nos dados obtidos, o

fator de equilíbrio foi estimado pela seguinte equação: F = CEEC/CRn, onde

CEEC é a concentração equivalente de equilíbrio (medida com o DOSEman) e

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PROJETO RADÔNIO – Metodologia

Grandezas

Avaliadas Meio Método de Análise (Equipamento) Metodologia Aplicada Dose

(mSv.a-1) Ar

Câmara de ionização (AlphaGUARD)

Concentração de 222Rn

Espectrometria alfa (DOSEman)

Concentração 218Po, 214Pb,214Bi, 214Po

Estimada pela seguinte equação: E = CRn.F.T.k, onde T é o tempo de

permanência em locais de trabalho, T= 2000 h.a-1 e k é o fator de conversão, k=9nSv(Bq.h.m3)-1. (UNSCEAR, 2000)

Taxa de Exposição Gama (µSv.h-1)

Ar Espectrometria gama (Identifinder) Os pontos amostrados foram os locais onde os detectores de eletretos SST e os detectores de traços foram instalados

Ventilação

(m/s) Ar (Anemômetro)

Os pontos amostrados foram os locais onde os detectores de eletretos SST e os detectores de traços foram instalados

Concentração de222Rn

(Bq/m3)

Solo Câmara de ionização (AlphaGUARD) Os pontos amostrados eram externos á mina. Selecionou-se pontos onde o

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PROJETO RADÔNIO – Metodologia

Grandezas

Avaliadas Meio Método de Análise (Equipamento) Metodologia Aplicada Concentração

de222Rn (Bq/m3)

Água Espectrometria alfa (RAD7) As amostras de águas foram coletadas nos aquiferos diretamento do interor

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Grandezas

Avaliadas Meio Método de Análise (Equipamento) Metodologia Aplicada Atividade Específica de 226 Ra (Bq/kg) Rocha e solo

Espectrometria gama (HPGe) – pico do 214Bi em 609,3 keV, freqüência de 46,3%

As amostras de minérios, de rochas e de solos coletadas foram trituradas, pesadas e vertidas para frascos Marinelli. As amostras foram analisados no

detector de germânio hiperpuro.

Atividade Específica de 232 Th e 224Ra (Bq/kg) Rocha e solo

Espectrometria gama (HPGe) – pico do 212Pb em 238,6 keV, freqüência de 44,6%

As amostras de minérios, de rochas e de solos coletadas foram trituradas, pesadas e vertidas para frascos Marinelli. As amostra foram analisados no

Atividade Específica de 40 K (Bq/kg) Rocha e solo

Espectrometria gama (HPGe) – pico do 40K em 1460,8 keV, freqüência de 10,7%

As amostras de minérios, de rochas e de solos coletadas foram trituradas, pesadas e vertidas para frascos Marinelli. As amostras foram analisados no

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PROJETO RADÔNIO – Resultado

Atividade Específica de 226Ra (Bq.kg-1) CR-39 (Bq.m-3) [média (min-max)] E-PERM (Bq.m-3) [média (min-max)] RAD7 (kBq.m-3) [média (min-max)] HPGe [média (min-max)] Mina A _Parada* 676 (599-1144) n = 5 1339 (522-2617) n = 3 487 (336 - 637) n=4 75 (41 -120) n=4 Mina A Em operação 1160 (507-1668) n = 4 716 (692-778) n = 3 487 (336 - 637) n=4 75 (41 -120)** n=4 Mina B Em operação 122 n = 1 296 (180-625) n = 4 25 (24 - 26) n=2 42 (1-182) n=5 Mina C Em operação 985 (341-2913) n = 8 2132 (689-3121) n = 5 851 (786 - 915) n=2 386 (196-517) n=7 Mina D Parada* 779 (218-1256) n = 5 1311 n = 1 8 (6 - 9) n=3 22 (8-60) n=5 Mina E Em operação 4153 (763-7384) n = 7 5201 (2845-8171) n = 4 6 (3 - 8) n=3 72 (11 - 297) n=5 Mina F Em operação 316 (285-339) n = 6 292 (177-505) n = 8 13 (11 - 15) n=3 17 (11-25) n=4 n= número de medidas

* Em mautenção na data da visita

** Amostras coletadas durante a primeira visita

Mina Situação da Mina

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Parada** - 3889 1174 0,3 ₂₁ Em operação 0,7 714 377 0,5 7 Mina B Em operação 1,8 949 259 0,3 5 Mina C Em operação <0,1 113 76 0,7 1 Mina D Em operação - 4964 1148 0,2 21 Mina E Parada** _<0,1 ₁₄₄₂ ₂₂₈ 0,2 ₄ Mina F* Em operação - 327 141 0,4 3

* _{Nesta mina, a velocidade do ar não foi medida}

**_{Sistema de ventilação desligado}

Dose Efetiva - E (mSv.a-1₎ UNSCEAR Fator de Equilíbrio - F Situação da mina Mina A Mina Concentração de Radônio - C_o (Bqm-3₎ AlphaGuard Concentração Equivalente de Equilíbrio - CEE (Bq.m-3₎ Doseman Velocidade do Ar (m.s-1₎ Anemômetro

PROJETO RADÔNIO – Resultado

C

_o

= 113 a 4964 Bq.m

-3

_{CEE = 76 a 1174 Bq.m}

-3

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PROJETO RADÔNIO – Conclusões

Como foi observado, as concentrações de radônio e da sua progênie variaram consideravelmente de mina para mina e dentro da mesma mina.

Baseado nesses dados, contata-se que todas as minas, exceto a Mina B e a Mina F apresentam pontos onde concentração de radônio excedeu o nível de referência de 1000 Bq/m3_.

O fator de equilíbrio (F) calculado foi diferente em cada mina, variando de 0,2 – 0,7. A dose efetiva estimada variou de 1 – 21 mSv.a-1 _.

É Recomendável a condução periódica de medições de radônio e da sua progênie, dado que as minas evoluem progressivamente.

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Elaboração de critérios normativos aplicáveis

minas subterrâneas

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Protocolos para Inspeção de Radônio em

Instalações Minero-industriais de Lavra Subterrânea

Instalações Minero-Industriais

1 – A serem visitadas pela primeira vez

2 - Já visitadas

(Categoria I, Categoria II e Categoria III)

3 - Garimpos registrados ou cooperativados com alta concentração

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Protocolos para Inspeção de Radônio em

Instalações Minero-industriais de Lavra Subterrânea

1 – Instalações Minero-industriais visitadas pela primeira vez

Medições da concentração de radônio com detectores de curto-prazo (pelo menos 10 pontos)

Medições da concentração de radônio com detectores de longo-prazo (pelo menos 10 pontos)

Medições da concentração de torônio Determinação do fator de equilíbrio

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Protocolos para Inspeção de Radônio em

Instalações Minero-industriais de Lavra Subterrânea

2 – Instalações Minero-industriais já visitadas

Categoria I - São as instalações que apresentam concentração de radônio superior a 1000 Bq.m-3

Frequência de inspeção: anual

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Protocolos para Inspeção de Radônio em

Instalações Minero-industriais de Lavra Subterrânea

2 – Instalações Minero-industriais já visitadas

Categoria II - São as instalações que apresentam concentração de radônio compreendida entre 500 - 1000 Bq.m-3

Frequência de inspeção: Bianual

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Protocolos para Inspeção de Radônio em

Instalações Minero-industriais de Lavra Subterrânea

2– Instalações Minero-industriais já visitadas

Categoria III- São as instalações que apresentam concentração de radônio inferior a 500 Bq.m-3

Frequência de inspeção: Bianual

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Protocolos para Inspeção de Radônio em

Instalações Minero-industriais de Lavra Subterrânea

3 – Garimpos Registrados ou Cooperativados

Frequência de inspeção: a cada 4 anos

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Radônio em Minas Subterrâneas