Introdução Radioproteção

(1)

Introdu

ç

ão

à

F

í

sica das Radia

ç

ões e

Radioprote

ç

ão

Bete Figueiredo

(2)

Estrutura do

Á

tomo

Núcleo: prótons e nêutrons

(3)

(4)

(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

(6)

(7)

(8)

n

→

p

+

β

-

+

ν

p

→

n

+

β

+

ν

Z

X

A

→

β

-

+

Z+1

Y

A

+ Q

(9)

Radiação

γ

- Radiação eletromagnética

Diferencia-se dos raios X devido à sua

origem nuclear

Partícula alfa – 2 prótons e 2

nêutrons

(10)

Produ

(11)

Produção de Raios X

Elétrons acelerados pela diferença de

potencial

+

(12)

(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

(14)

EXPOSIÇÃO HUMANA À RADIAÇÃO NATURAL

Dose média da população mundial: 2,4 mSv/a

Cósmica

17%

Radônio ar

Alimentos e

águas

13%

Rdn Solos

20%

(15)

Radioatividade natural no

organismo humano

0,010

C-14

0,003

Pb-210

0,010

Ra-226

0,150

K-40

Dose ( mSv/ano)

Radionuclídeo

(16)

Radiação Cósmica

• Elétrons, nêutrons, mésons, neutrinos, núcleos leves e

radiação gama provenientes do espaço sideral.

2840

3900

Altitude

(m)

1130

Quito, Equador

2020

La Paz,Bolívia

Dose

efetiva

(

µ

Sv/a)

Localidade

(17)

(18)

Ionização do Átomo

• O átomo recebe energia suficiente para

arrancar o elétron de seu orbital

Energia

El

é

tron

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:

(21)

(22)

(23)

O exemplo acima refere-se ao Iodo-131, cuja meia

vida é de 8 dias

(24)

(25)

PODER DE PENETRAÇÃO DAS

RADIAÇÕES

(26)

Poder de Penetração

FONTE

RAIOS

αααα

,

ββββ

e

γγγγ

ββββ

e

γγγγ

(27)

(28)

(29)

(30)

CONTAMINAÇÃO

EXPOSIÇÃO

(31)

EXPOSIÇÃO

NÃO HÁ CONTATO COM O MATERIAL RADIOATIVO

(32)

CONTAMINAÇÃO EXTERNA

EXISTE CONTATO COM O MATERIAL RADIOATIVO EM

FORMA DE PÓ, LÍQUIDO OU GÁS, SEM INALAÇÃO OU

INGESTÃO.

(33)

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

(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

(37)

Dose e Efeito das Radiações

100 % probabilidade de

morte

um a dois

10 A 50

80 a 100 % probabilidade

de morte

quatro a seis

6 A 10

semelhante anterior 50%

probabilidade de morte

quatro a seis

2 A 6

Pequena queda nos

leocócitos risco cancer a

longo prazo

---1 A 2

Náusea e vomitos

---0 A 1

Efeitos sobre o corpo

Prazo para o surgimento

dos sintomas

Medida de intensidade da

(38)

Efeitos Estocásticos

Célula modificada, pode levar a câncer

ou a efeitos hereditários.

A probabilidade do câncer induzido pela radiação

aumenta com a dose.

(39)

Efeitos Estocásticos

Nos descendentes:

Até o presente não se verificou esses efeitos

Entretanto estudos em animais e plantas

(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

ABSORVIDA

(

(Gy)

FORMA

SINTOMAS

< 1

Infra-clínica

Ausência de sintomas

1 a 2

Reações leves

generalizadas

Astenia, náuseas, vômitos de 3

a 6 h

2 a 4

Síndrome

hematopoiética

Depressão da função medular

(linfopenia, leucopenia,

(43)

DOSE

ABSORVIDA

(Gy)

FORMA

SINTOMAS

4 a 6

Síndrome

hematopoiética

grave

Depressão severa da função

medular

6 a 7

Síndrome do

sistema

gastrintestinal

Diarréia, vômitos

6 a 10

Síndrome

pulmonar

Insuficiência respiratória

aguda

> 10

Síndrome do

sistema nervoso

central

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

(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)

Tempo

Distancia

Blindagem

(47)

Principais usos da radiação

Medicina:

Radiois RadioisRadiois

Radioisóóótopoótopotopotopo Energia Energia Energia Energia (keV) (keV) (keV) (keV) Meia Meia Meia

Meia----VidaVidaVidaVida FinalidadeFinalidadeFinalidadeFinalidade

Co-60 1170, 1330 5,3 anos tratamento de câncer

Cs-137 662 30 anos tratamento de câncer

I-123 159 13,2 horas imagem da tireóide

I-125 28 60,2 dias determinações in vivo

I-131 364 8,0 horas imagem/terapia da tireóide

(48)

INDÚSTRIA:

Radiois Radiois Radiois

Radioisóóóótopotopotopotopo Energia Energia Energia Energia (keV) (keV) (keV) (keV) Meia Meia Meia

Co-60 1170, 1330 5,3 anos radiografia industrial, controle de processos

Cs-137 662 30 anos radiografia industrial, controle de processos

AGRICULTURA:

Radiois Radiois Radiois

Radioisóóóótopotopotopotopo Energia Energia Energia Energia (keV) (keV)(keV) (keV) Meia Meia Meia

Co-60 1170, 1330 5,3 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

(50)

MONITORES UTILIZADOS EM EMERGÊNCIA

RADIOLÓGICA PELO SAER/CNEN

(51)

MALETA EBERLINE

SUPERFÍCIE

ÁREA

TODOS

(52)

MALETA EBERLINE

0 - 2 R/h

0 - 50 mR/h

(53)

TELETECTOR

ESCALA 0

- 99 R/h

BRAÇO 3,85cm

ESCALAS

GRADUADAS EM mR/h

e R/h

DETETOR

GM

(54)

MONITORAÇÃO PESSOAL

TLD

FILME

(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

(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

(59)

_{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

(61)

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)

< 0,01

5 0,01 - 1

4 1 - 10

3 10 - 1000

2 > 1000

1 A / D

CATEGORIA

(63)

_{Fonte Não-Perigosa}

_{Nenhuma lesão permanente é esperada}

devido à manipulação dessa quantidade

de material radioativo.

A / D < 0,01

(64)

_{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}

A / D = 0,01

–

1,0

Categoria 4

(65)

_{Fonte Perigosa}

_{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.

A / D = 1,0

–

10,0

(66)

_{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.

A / D = 10,0

–

1000

(67)

_{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.

A / D > 1000

(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}

(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}

(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)

(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

(75)

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)

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

(77)

DISTÂNCIA

(78)