Detecção das radiações

COLÉGIO CENECISTA SÃO ROQUECOLÉGIO CENECISTA SÃO ROQUECURSO DE RADIOLOGIA MÉDICACURSO DE RADIOLOGIA MÉDICA

DISCIPLINA DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICADISCIPLINA DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA

DETECÇÃO DAS RADIAÇÕES DETECÇÃO DAS RADIAÇÕES IONIZANTESIONIZANTES

Prof.: Jader da Silva Neto Orientação: Profa. Fernanda Ostermann Profa. Sandra Denise Prado

DETECÇÃO DAS RADIAÇÕESDETECÇÃO DAS RADIAÇÕES

O uso das radiações ionizantes, implica na necessidade de se estabelecer técnicas de medidas da radiação bem como normas de proteção contra seus efeitos danosos.

COMO MEDIR?COMO MEDIR?

Como a radiação ionizante é invisível aos nossos sentidos, sua detecção é feita a partir de alterações produzidas ao interagir com a matéria;

Existem vários efeitos que são causados pela radiação ionizante que podem ser utilizados na detecção e medida da radiação;

IonizaçãoIonizaçãoCausada diretamente (, ) ou indiretamente (raios X, raios , nêutrons);

Os pares de íons são coletados e a quantidade de pares é relacionada com a quantidade de radiação que gera ionização;

CintilaçãoCintilaçãoProdução de luz devido ao movimento de um elétron orbital com energia mais elevada;

O elétrons é excitado para um orbital com menor energia dentro do material absorvedor;

A luminosidade produzida pode ser convertida em um sinal elétrico;

O tamanho do sinal está relacionado com a quantidade de radiação que gerou a excitação;

AquecimentoAquecimento

A radiação ionizante pode aumentar a temperatura do meio que a absorve;

A leitura de temperatura fornece uma avaliação da dose de radiação;

Pouco usada em proteção radiológica;

TermoluminescênciaTermoluminescênciaOs elétrons do material absorvem energia e são presos em níveis de energia mais elevados;

Quando ocorre aquecimento, os elétrons absorvem energia, liberando-os e emitindo luz;

A quantidade de luz emitida está relacionada com a quantidade de radiação incidente;

Mecanismos químicosMecanismos químicos

A radiação ionizante pode causar alterações químicas, tal como nos filmes radiográficos;

A radiação ionizante aumenta a taxa em que a reação química ocorre e permite medidas de altas doses durante a irradiação de equipamentos médicos;

Mecanismos biológicosMecanismos biológicos

As altas doses de radiação podem causar alterações biológicas em células vivas;

Estas alterações são utilizadas apenas para estimativa da dose em circunstâncias extremas;

DETECTORES DE RADIAÇÃODETECTORES DE RADIAÇÃODispositivos que indicam a presença de energia nuclear, transformando um tipo de informação (radiação) em outro (sinal elétrico ou luminoso);

Seu funcionamento se baseia na interação química ou física das radiações com o detector;

Tipos:Tipos:

Detectores a gás;

Detectores a cintilação;

Detectores termoluminescentes;

Escolha:Escolha:

Depende da radiação (, , , X, prótons, nêutrons);

• Depende da informação desejada (intensidade, energia);

Ex.: Monitoração em Goiânia

DETECTORES A GÁSDETECTORES A GÁS

Câmara cheia de gás (ar) e dois eletrodos;

O ânodo está no centro da câmara eletricamente isolado da carcaça externa (cátodo);

A radiação incidente interage com as paredes da câmara ou com as partículas do gás e produz pares de íons;

A tensão aplicada entre os eletrodos, atrai os íons positivos para o cátodo (negativo) e os elétrons para o ânodo (positivo);

Ocorre variação na tensão do circuito devido a presença de carga no ânodo, gerando uma corrente elétrica no circuito externo;

O surgimento da corrente indica a presença de radiação ionizante;

A intensidade da corrente depende do número de elétrons coletados pelo ânodo (função da tensão aplicada entre o cátodo e o ânodo);

O número de elétrons coletados pelo ânodo depende da quantidade de radiação ionizante e da energia que entram na câmara;

Regiões de detecção nos detectores a gásRegiões de detecção nos detectores a gás

I – Região inicial não-proporcionalI – Região inicial não-proporcionalOs pares de íons formados se recombinam devido à baixa diferença de potencial;

II – Região de saturação de íons (Câmara de ionização)II – Região de saturação de íons (Câmara de ionização)Quando a tensão é suficiente quase todos os íons que se formam são coletados;

A corrente obtida ( 10-12 A) é amplificada e mantida constante para efeitos de medida;

O aumento de corrente depende da quantidade de radiação;

A tensão na fonte deve ser suficiente para manter a corrente de saturação;

Quando usada para medir as radiações e , a câmara deve possuir janelas finas;

Para distinguir entre e , basta colocar uma placa de metal que deslize sobre a janela (a radiação beta é absorvida);

III – Região proporcional (Detector proporcional)III – Região proporcional (Detector proporcional)

A corrente volta a aumentar. Os elétrons acelerados têm energia suficiente para criar novos pares de íons, ocorrendo uma multiplicação, que é proporcional ao número de pares de íons gerados pela radiação primária;

Cada elétron produzido na ionização original pode gerar 104 elétrons adicionais;

Um pequeno aumento de tensão gera grande variação de corrente (fonte estável) e isso pode ser atribuído a radiação incidente;

Se for exposto tanto à radiação como de mesma energia, a radiação irá produzir mais pares de íons para a mesma trajetória, resultando em maior corrente;

IV – Região de proporcionalidade limitadaIV – Região de proporcionalidade limitada

A multiplicação de íons passa a ser não linear;

V- Região Geiger Müller (Detector Geiger MüllerV- Região Geiger Müller (Detector Geiger Müller)

Usam gás semelhante ao P-10 (90% argônio e 10% metano);

Aumentando ainda mais a tensão, a multiplicação ocorrida no gás se torna tão intensa que apenas uma partícula ionizante é capaz de produzir uma avalanche ao longo do ânodo, resultando num valor alto de corrente, mesmo que a energia seja baixa;

Logo não é possível distinguir entre as radiações e .;

Têm a vantagem de o sinal de saída ser da ordem de alguns volts, não necessitando, portanto, amplificação;

VI – Região de descarga contínuaVI – Região de descarga contínua

Para tensões mais elevadas, ocorre a ionização das moléculas do gás diretamente, produzindo grandes correntes (centelhas), mesmo sem a presença de radiação, de modo que não é possível operá-los nessa região;

DETECTORES TERMOLUMINESCENTESDETECTORES TERMOLUMINESCENTES

Os cristais termoluminescentes armazenam energia nas camadas eletrônicas dos átomos. Com o aquecimento a energia é liberada na forma de luz visível e UV;

A quantidade de luz emitida é proporcional à exposição à radiação;

Podem ser fluorescentes, se a emissão de luz ocorre num tempo menor que 10-6 s após a irradiação, ou fosforescentes para intervalos maiores do que 10-6 s;

Se a fosforescência é acelerada pelo aquecimento do cristal, este será chamado fósforo termoluminescente, devido ao fenômeno da termoluminescência (TL);

Os TL mais usados em dosimetria pessoal são : LiF, CaF2, CaSO4 e Li2B4O7 , BeO e Al2O3 ;

Quando expostos à radiação ionizante, acumulam a energia transferida da radiação por períodos relativamente longos (meses);

Vantagens:

ODisponíveis em diversas forma sólidas: discos, cilindros, fitas, pó, etc;

A leitura de dose é praticamente independente da taxa de dose;

Podem ser reutilizados;

Filmes dosimétricosFilmes dosimétricos

Consistem em dois filmes fotográficos dentro de um chassi envolvido por um plástico;

Sua utilização hoje, se baseia na observação feita por Becquerel, verificando que a radiação escurecia um filme exposto à ela;

A leitura da exposição é feita por comparação de densidades com um filme dosimétrico modelo, uma vez que a densidade do filme exposto é modificada pela radiação recebida;

Vantagens:

Fornece a leitura permanente de exposição;

A queda do filme não afeta a leitura da exposição;

Alguns filmes são embalados em saquinhos de alumínio, oferecendo proteção em ambientes úmidos;

Desvantagem:

Não permite leitura direta de modo que não é possível saber a exposição recebida em determinado momento, somente após seu processamento e leitura, o que demora alguns dias;

MONITORAÇÃO INDIVIDUALMONITORAÇÃO INDIVIDUAL

Feita através de dosímetros individuais colocados sobre o corpo (na altura do peito e sobre o avental de chumbo) do indivíduo para controlar as exposições ocupacionais;

Características:

A perda do registro da dose acumulada durante o intervalo de medida é mínima, em condições normais de uso;

Não atrapalham o técnico durante sua jornada e é de fácil leitura;

LEGISLAÇÃOLEGISLAÇÃO

Portaria 453: Estabelece a Monitoração Individual para todo indivíduo que trabalha com raios X diagnóstico;

O trabalhador deve usar dosímetro individual de leitura indireta durante toda a sua jornada de trabalho e enquanto estiver em área controlada;

Os dosímetros individuais devem ser utilizados na região mais exposta do tronco (sobre o avental de chumbo) e trocados mensalmente;

Os dosímetros individuais devem ser obtidos apenas em laboratórios de monitoração individual credenciados pela CNEN;

Na ausência do usuário, os dosímetros individuais devem permanecer:

em local seguro;

com temperatura moderada;

com baixa umidade;

longe de fontes de radiação ionizante;

junto ao dosímetro padrão, sob supervisão do SPR.

Para indivíduos que trabalham em mais de um serviço:

Os titulares de cada serviço devem garantir que a soma das exposições ocupacionais de cada indivíduo não ultrapasse os limites que são estabelecidos pela Portaria 453;

Referências BibliográficasReferências Bibliográficas

INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Disponível em: < http://www-pub.iaea.org/mtcd/publications/accres.asp>. Acesso em: 4 nov. 2007.

SANCHES, M. P. Proteção Radiológica – Módulo I. São Paulo: IPEN/CNEN/SPR, 2003. 280 p.

TAUHATA, L.; SALATI, I. P. A.; DI PRINZIO, R.; DI PRINZIO, A. R. Radioproteção e Dosimetria: Fundamentos. 5 revisão. Rio de Janeiro: IRD/CNEN, 2003. 242 p.