ESTADO ATUAL DO SISTEMA DE INFORMAÇÕES SOBRE FONTES SELADAS FORA DE USO NO CDTN
Fábio Silva e Luiz Carlos Alves Reis
Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear - CDTN/CNEN Caixa Postal 941,
30123-970, Belo Horizonte, Brasil [email protected] e [email protected]
RESUMO
Participando do esforço institucional da Comissão Nacional de Energia Nuclear - CNEN em manter as fontes fora de uso sob estrito controle, o Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear - CDTN vem recebendo fontes provenientes de indústrias, empresas prestadoras de serviços, hospitais e universidades. Foi implantado no ano 2000 e está em contínuo desenvolvimento no Serviço de Tecnologia de Rejeitos – CT3 do CDTN um banco de dados de fontes radioativas, denominado Sistema de Informações Sobre Fontes Seladas Fora de Uso - SISFONTE. Seu objetivo é manter todas as informações sobre as fontes devidamente registradas e atualizadas, visando tanto a reutilização ou o acondicionamento das fontes quanto a atualização do inventário radioativo. Keywords: sources database, waste management, spent sources, disused sources, sealed sources.
I. INTRODUÇÃO
O gerenciamento adequado de fontes fora de uso é essencial [1], pois os acidentes ocorridos com elas têm sido mais severos do que aqueles com fontes em serviço. Isto porque estes são descobertos rapidamente enquanto os primeiros demoram a ser descobertos, por ocorrerem devido ao manuseio por pessoas inabilitadas, que desconhecem a radioatividade e seus efeitos. Partindo deste ponto de vista, a CNEN tem intensificado esforços no sentido de recolher estas fontes, minimizando a possibilidade de acidentes [2].
Visando um controle efetivo das fontes e o cumprimento das normas da CNEN-NE-3.01, 3.02 e 6.05 [3, 4, 5], o CDTN vem recebendo e armazenando fontes fora de uso descartadas por usuários de radioisótopos, como indústrias, hospitais e outras instituições externas.
Todas as informações disponíveis sobre as fontes recebidas no CDTN estão sendo introduzidas em um banco de dados denominado SISFONTE. O sistema foi desenvolvido para “Access for Windows”, sendo necessária a presença do aplicativo na versão 8 ou superior.
Os principais objetivos do SISFONTE são :
• registrar e recuperar informações sobre o inventário e as características das fontes, tais como tipo de fonte, aplicação, radionuclídeo, tipo de radiação, atividade, fabricante, blindagem, peso da blindagem; taxas de dose, empresa de origem, etc;
• manter um cadastro dos principais tipos de fontes recebidas, visando facilitar uma possível reutilização
ou uma melhor programação do acondicionamento das fontes não-reutilizáveis;
• atualizar automaticamente a atividade das fontes tanto antes como após o acondicionamento;
• centralizar informações sobre as fontes seladas fora de uso recebidas pelo CDTN.
II. ORIGEM DAS FONTES SELADAS FORA DE USO RECEBIDAS NO CDTN
Praticamente todos os modelos de blindagens foram fotografados e cadastrados no banco de fontes. A seguir estão descritas as atividades que geram maior número de fontes.
Medidores Nucleares. Equipamentos de medição de processos industriais que utilizam fontes radioativas são chamados de medidores nucleares. São utilizados principalmente para medir nível de tanques e silos, densidade e espessura de materiais, umidade, etc. A principal vantagem é a ausência de contato do equipamento com o material a ser medido, o que não é possível com a maioria dos medidores convencionais [6].
Através do SISFONTE pode-se visualizar na tela do computador todos os tipos de blindagens provenientes de medidores, facilitando sobremaneira a localização e o reconhecimento de quaisquer delas.
Poderão ser disponibilizados para reutilização apenas os medidores cujas fontes não apresentarem
vazamento [7]. Para uma avaliação, as fontes deverão passar por um teste de esfregaço ("wipe test"), que será feito no interior da célula. Um monitor especial para medição de baixos níveis de radiação gama já foi adquirido e permitirá a detecção de qualquer vazamento, mesmo abaixo do valor prescrito na norma CNEN-NE-5.01 [8]. Caso exista alguma empresa interessada em uma determinada fonte, o CDTN poderá fornecê-la, após a autorização da Coordenação Geral de Licenciamento e Controle - CGLC, anexando um certificado de teste de vazamento. Caso a fonte apresente vazamento, a mesma será tratada como rejeito radioativo e acondicionada eficientemente.
Na Tab. I é apresentado um resumo das fontes de radiação provenientes de medidores nucleares.
TABELAI. Fontes de Medidores Nucleares Armazenadas no CDTN até 12/01/02 Radio-nuclídeo N.º de Fontes Faixa de Atividade (MBq) em 22/03/2002 Atividade Total Aprox. (GBq) em 22/03/2002 241Am 2 3.530,44 – 8.958,01 12,488 241 Am-Be 5 1.433,12 – 2.111,86 8,175 252Cf 1 63,98 0,064 60Co 109 2,07 – 448,03 9,14 137 Cs 118 32,32 – 648.121,43 3.787,64 85Kr 22 1.340,09 – 8.434,79 53,52 147Pm 4 562,43 2,25 Total 261 2,07 - 648.121,43 3.873,27
Cabeçotes de Aparelhos de Teleterapia. As fontes de teleterapia descartadas apresentam grande atividade residual, portanto vêm merecendo por parte da CNEN uma grande atenção. A CNEN, através da Coordenação de Rejeitos Radioativos - COREJ / CGLC, vem recolhendo estas fontes diretamente no local de origem (hospitais, universidades, fundações) e encaminhando-as para os institutos da CNEN.
O CDTN tem recebido cabeçotes de aparelhos desativados provenientes de várias regiões do país. Os radionuclídeos utilizados são o 137Cs e o 60Co. Na Tab. II é apresentado um resumo dos cabeçotes armazenados no CDTN.
TABELA II. Cabeçotes Armazenados no CDTN até 12/01/02 Radio-nuclíde o N.º de Cabeçotes Faixa de Atividade -(GBq) em 22/03/2002 Atividade Total Aprox.-GBq (Ci) em 22/03/2002 60Co 07 858,3 - 12.419,5 33.718,1 (911,3) 137Cs 01 72.700,8 72.700,8 (1964,9) Total 08 858,3 - 72.700,8 106.418,9 (2.876,2)
As fontes de teleterapia constituem um problema mais sério do que as outras pois sua deposição deve ser feita em depósitos geológicos profundos, o que envolve altos custos. Uma empresa do Reino Unido, a AEA Technology, está aceitando de volta os cabeçotes dos aparelhos produzidos na Grã-Bretanha [9], como também, dependendo de negociação, os produzidos em outros países. A empresa fornece embalagem qualificada para o transporte e acompanha todo o processo. Esta talvez seja uma boa alternativa para os países em desenvolvimento, que não têm previsão de gerar rejeitos de alto nível, como os provenientes de reatores de potência. No caso do Brasil a melhor opção parece ser aguardar a solução que será dada quanto à estocagem do combustível irradiado proveniente das usinas de Angra.
Fontes de Braquiterapia. A braquiterapia é uma técnica de tratamento de câncer que consiste na colocação da fonte radioativa selada o mais próximo possível do tumor, sendo muito utilizada no tratamento do câncer de colo do útero [10], conforme mostrado na Fig. 1.
Figura 1. Técnica da Braquiterapia
Os radionuclídeos mais utilizados são 137Cs, 192Ir,
90
Sr e, antigamente, o 226Ra. Na Tab. III é apresentada uma síntese das fontes estocadas.
TABELAIII. Fontes de Braquiterapia Armazenadas no CDTN até 12/01/02 Radio-nuclídeo N.º de Fonte s Faixa de Atividade (MBq) em 23/04/2002 Atividade Total Aprox.-GBq (Ci) em 23/04/2002 60Co 04 142,25 - 511,50 0,938 (0,025) 137Cs 66 281,13 - 1246,88 29,927 (0,81) 226Ra 39 184,93 - 369,86 10,356 (0,28) 90Sr 05 37,71 - 1.897,33 3,094 (0,08) Total 114 646,02 – 4.025,57 44,318 (1,198)
As fontes de rádio foram pouco a pouco substituídas pelos dois outros radionuclídeos, devido à presença do radônio e a inconveniente elevada meia-vida do rádio (1600 anos).
O CDTN vem colaborando com a Agência Internacional de Energia Atômica - AIEA no acondicionamento de fontes de 226Ra em vários países da América Latina. O trabalho vem sendo coordenado pelo Tecnologista Senior Rogério P. Mourão do Serviço de Tecnologia de Rejeitos - CT3 [11,12]. As fontes são retiradas das blindagens originais e colocadas em tubos de aço inoxidável, que são soldados. Os tubos com as fontes são testados quanto a vazamento e acondicionados em uma blindagem de chumbo especial, posteriormente posicionada em um tambor de 200 litros. A deposição para as fontes de rádio deverá ser, em princípio, feita em depósitos geológicos profundos.
III. GALPÃO DE ARMAZENAMENTO PROVISÓRIO DE REJEITOS
O Galpão de Armazenamento Provisório apresenta 450 m2 de área útil (armazenamento de palets em quatro níveis), sistema de controle de efluentes e sua entrada restringe-se ao pessoal autorizado [13]. Destina-se ao armazenamento das seguintes fontes de radiação:
• fontes seladas fora de uso recebidas de instituições externas (hospitais, universidades, indústrias, etc.;
• pará-raios e detetores de fumaça;
• rejeitos não-compactáveis (peças metálicas, restos de piso e de corpos de prova de cimento, tubos e conexões, etc.) a serem tratados;
• tambores contendo rejeitos tratados/imobilizados nas diversas instalações de tratamento de rejeitos do CDTN.
Na Fig. 2 é apresentada uma vista externa do galpão.
Figura 2. Vista Externa do Galpão de Armazenamento
Internamente o galpão tem seu espaço dividido como um sistema de coordenadas cartesianas, horizontalmente letras de A até L e longitudinalmente números de 01 a 22. Assim no SISFONTE é introduzida a posição relativa de cada embalagem de fonte ou rejeito, facilitando sua localização. Ex.: se a localização de uma determinada fonte é expressa por 1J06, isto significa que ela se encontra no primeiro andar e na interseção das ordenadas J e 06.
Na Fig. 3 pode-se ver a disposição dos rejeitos e fontes seladas no interior do galpão. Esta disposição é feita de modo que os rejeitos com menor taxa de exposição blindem os rejeitos de maior taxa, resultando em menores taxas de radiação na área externa próxima ao galpão.
Figura 3. Disposição Interna das Fontes no Galpão
Na Fig. 4 são apresentados os cestos utilizados para agrupamento das fontes provenientes de medidores nucleares. Os cestos possuem uma lateral removível e bi-partida que facilita bastante a colocação e retirada de qualquer blindagem do seu interior. Afixada na parte frontal existe uma ficha de controle com a relação de todas as fontes constantes no interior do cesto. A retirada ou colocação de qualquer fonte deve ser anotada na ficha pelo
responsável (servidor da Divisão de Proteção Radiológica - SP ou doCT3).
Figura 4. Cestos Utilizados para Agrupamento das Fontes
IV. SÍNTESE DAS INFORMAÇÕES DISPONÍVEIS SOBRE AS FONTES FORA DE USO
Através do Sistema de Informações Sobre Fontes Seladas Fora de Uso (SISFONTE), diversas informações são acessadas e processadas, podendo-se criar e atualizar registros, organizar e sortear dados, extrair consultas pré-definidas ou não, inclusive com a possibilidade de imprimi-las em forma de tabeimprimi-las, gráficos e relatórios [14].
Na Fig. 5 estão representados dados inseridos no SISFONTE relativos à 405 fontes armazenadas no galpão.
Fontes x Radionuclideos Outros 2% Co-60 35% Kr-85 5% Am-Be-241 1% Ra-226 10% Cs-137 46% Sr-90 1%
Figura 5. Percentual das Fontes por Radionuclideo
Nas Figuras 6 e 7 está representado o somatório das atividades em 22/03/02 das 389 fontes com atividade conhecida, sendo que na Fig. 6 está representado o somatório das fontes de 60Co e 137Cs e na Fig. 7, o somatório das atividades dos outros radionuclídeos.
0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 Atividade Total (GBq) Cs-137 Co-60 Radionuclideo Atividade Total
Figura 6. Atividade Total das Fontes de 60Co e 137Cs
A diferença entre o número de fontes já inseridas (405) e o número de fontes representadas (389) , refere-se às fontes com atividade ainda desconhecida.
0 10 20 30 40 50 60 Atividade Total (GBq) Kr-85 Ra-226 Am-241 Am-Be-241 H-3 Sr-90 Pm-147 Cf-252 Radionuclideo Atividade Total
Figura 7. Atividade Total dos Outros Radionuclídeos Nas Figuras 8 e 9 é apresentada uma comparação entre o somatório das atividades das fontes considerando o decaimento (atividade em 23/03/02) e sem esta consideração (atividade nominal). Ressalta-se a importância de se proceder o cálculo de decaimento pois a atividade total sem o cálculo de decaimento apresenta valores bem mais elevados, o que poderia ocasionar aumento desnecessário de despesas relativas a segurança de armazenamento, tratamento, transporte e deposição.
0 40000 80000 120000 160000 200000 240000 Atividade Total (GBq) Cs-137 Co-60 Radionuclideo Atividade Total
Atividade Nominal Atividade em 22/03/02
Figura 8. Comparação entre a Atividade Total das Fontes de 137Cs e 60Co com e sem Decaimento
0 20 40 60 80 100 120 140 Atividade Total (GBq)
Kr-85 Ra-226 Am-241 Am241-Be
H-3 Sr-90 Pm-147 Cf-252
Radionuclideo Atividade Total
Atividade Nominal Atividade em 22/03/02
Figura 9. Comparação entre a Atividade Total dos Outros Radionuclídeos com e sem Decaimento
V. DIFICULDADES ENCONTRADAS / RECOMENDAÇÕES
Algumas dificuldades foram detectadas quanto à obtenção das informações necessárias para um melhor gerenciamento das fontes fora de uso. Apresentamos a seguir algumas delas seguidas de recomendações para saná-las ou minimizá-saná-las.
Fontes recebidas em cuja blindagem não existe placa de identificação do fabricante. Toda fonte de radiação tem sua blindagem identificada com os dados radiológicos, como radionuclídeo, atividade e data de referência, fabricante, modelo, etc. Algumas fontes não apresentavam esta placa. É necessário que isto seja verificado no momento do recebimento e, caso isto ocorra, recomenda-se que se faça uma imediata identificação, de modo que se tenha uma ligação entre a fonte e sua respectiva documentação.
Fontes com documentação incompleta. Toda fonte de radiação é fornecida ao primeiro dono com documentação que atesta sua qualidade, seus dados radiológicos, a vida útil recomendável, tabela de decaimento, etc. Estes dados são muito importantes principalmente com relação a uma possível reutilização da fonte. Recomenda-se solicitar às empresas que encaminhem para os institutos da CNEN, junto com a fonte, toda documentação existente sobre a mesma, inclusive resultados de testes de vazamento. Blindagens com cadeado sem chave. A maioria das blindagens encontram-se trancadas ou com cadeados que impedem a exposição inadvertida da fonte. Raramente porém as blindagens vêm com as respectivas chaves. Isto trará dificuldades na desmontagem das blindagens, tanto visando a reutilização quanto o acondicionamento. Recomenda-se que conste no contrato de prestação de serviço de recebimento de fontes, que o requisitante forneça as blindagens com as respectivas chaves.
Fontes com atividade conhecida porém sem data de referência. A solução adotada inicialmente foi lançar a data de recebimento como uma primeira referência, para que o cálculo de decaimento possa ser feito. Isto acarreta uma estimativa a maior da atividade, mas, além de ser a favor da segurança, .o acréscimo é menor do que se fosse considerada apenas a atividade nominal sem o cálculo de decaimento, conforme apresentado nas Figuras 8 e 9.
VI. CONCLUSÃO
A implantação e o desenvolvimento do SISFONTE propiciará um efetivo controle das fontes recebidas como rejeito no CDTN, possibilitando ainda a reutilização de parte das fontes provenientes de medidores nucleares. Além disso as fontes não reutilizáveis serão acondicionadas adequadamente, mantendo-se o inventário de atividade das fontes constantemente atualizado, conforme estabelecido nas normas de proteção radiológica e de gerência de rejeitos.
REFERÊNCIAS
[1] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Nature and magnitude of the problem of spent radiation sources. IAEA Technical Document-TECDOC-620, Viena, 1991.
[2] SALGADO, A. G. ; BRANDÃO, R. O.; XAVIER, A. M., "Operação Arrastão: recolhimento de fontes radioativas consideradas sem mais utilidade". IV Congresso Geral de Energia Nuclear, vol. 2, p. 499-501, Rio de Janeiro, 1992.
[3] COMISSÃO NACIONAL DE ENERGIA NUCLEAR. Diretrizes Básicas de Radioproteção. Norma CNEN-NE-3.01, Rio de janeiro, 1988.
[4] COMISSÃO NACIONAL DE ENERGIA NUCLEAR. Serviço de radioproteção. Norma CNEN-NE-3.02, Rio de janeiro, 1988.
[5] COMISSÃO NACIONAL DE ENERGIA NUCLEAR. Gerência de rejeitos radioativos em instalações radiativas. Norma CNEN-NE-6.05, Rio de janeiro, 1985. [6] REIS, Luiz C. A. Célula-quente para desmonte de medidores nucleares. Dissertação (Mestrado em Ciências e Técnicas Nucleares). Departamento de Engenharia Nuclear, Escola de Engenharia da Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte: 2000.
[7] REIS, L.C.A.; HEILBRON, P.F, L.F. Reutilization and conditioning of spent sealed sources from nuclear gauges. Waste Management Conference - WM'00, Tucson, 27 de fevereiro a 02 de março de 2000. Anais em CDROM, Tucson, 2000.
[8] COMISSÃO NACIONAL DE ENERGIA NUCLEAR, Transporte de materiais radioativos. Norma CNEN-NE-5.01, Rio de janeiro, 1988.
[9] WILSON, T., ORD, M. Decommissioning and transport of teletherapy machines and irradiators. IAEA-CN-87/88. Malta, 2001 (IAEA-CN-87 Conference Proceedings, em edição) .
[10] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Recommendations for the safe use and regulation of radiation sources in industry, medicine, research and teaching. IAEA Safety Series 102, Viena, 1990.
[11] INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Conditioning and interim storage of spent radium sources. IAEA Technical Document-TECDOC-886, Viena, 1996.
[12] MOURÃO, R.P. Spent sealed radium sources conditioning in Latin America. Waste Management - PERGAMON, número 19, p. 39-44, 1999.
[13] SILVA, E.M.P.; WAKABAYASHI, T.; SENNE, M.J. Gerência de rejeitos radioativos no CDTN. Nota Interna NI-CT3-011/01, Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, 2001.
[14] REIS, L.C.A.; SILVA, F. SISFONTE – Sistema de informações sobre fontes seladas fora de uso, Nota Interna NI-CT3-001/02, Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear, Belo Horizonte, 2002.
ABSTRACT
As part of institutional efforts of Brazilian Commission of Nuclear Energy, the Nuclear Technology Development Centre has been receiving a lot of sources without use coming from industries, hospitals and universities. A
database of radioactive sources called "Sistema de Informações Sobre Fontes Seladas Fora de Uso - SISFONTE", was implemented in the year 2000 and it is being continuously developed at the Waste Division of CDTN. The main objective is to keep all information about radioactive sources registered and updated, in order to reuse the disused sealed sources and to keep the radioactive inventory.
