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Proteção Radiológica Prof. Altem Nascimento Pontes Período: 18 a 24 de Janeiro de 2010

PROTEÇÃO RADIOLOGICA

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  • Proteo Radiolgica

    Prof. Altem Nascimento Pontes

    Perodo: 18 a 24 de Janeiro de 2010

  • Normas da Comisso Nacional de

    Energia Nuclear

    CNEN-NN-3.01: Diretrizes Bsicas de Proteo Radiolgica.

    CNEN-NN-3.03: Certificao da Qualificao de Supervisores de Radioproteo

  • DefiniesProteo Radiolgica ou Radioproteo: conjunto de medidas que visam proteger o ser humano e seus descendentes contra possveis efeitos indevidos causados pela radiao ionizante;

    Servio de Proteo Radiolgica: estrutura construda com vistas execuo

    e manuteno do plano de proteo radiolgica de uma instalao;e manuteno do plano de proteo radiolgica de uma instalao;

    Supervisor de Proteo Radiolgica ou Supervisor de Radioproteo: indivduo com habilitao de qualificao emitida pela CNEN, no mbito de sua atuao, formalmente designado pelo titular da instalao para assumir a conduo das tarefas relativas s aes de proteo radiolgica na instalao relacionadas

    quela prtica.

  • Princpios de RadioproteoPrincpios de RadioproteoPrincpios de RadioproteoPrincpios de Radioproteo

  • Requisitos bsicos de proteo

    radiolgicaJustificao:

    Nenhuma prtica ou fonte associada a essa prtica ser aceita pela CNEN, a no ser que a prtica produza benefcios, para os indivduos expostos ou para a sociedade, suficientes para compensar o detrimento correspondente;

    As exposies mdicas devem ser justificadas, ponderando-se os benefcios diagnsticos ou teraputicos que elas venham a produzir em relao ao detrimento correspondente, levando-se em conta os riscos e benefcios de venham a produzir em relao ao detrimento correspondente, levando-se em conta os riscos e benefcios de tcnicas alternativas disponveis, que no envolvem exposio.

    Com exceo das prticas com exposies mdicas justificadas, as seguintes prticas no so justificadas, sempre que, por adio deliberada de substncias radioativas ou por ativao, resultem em aumento de atividade nas mercadorias ou produtos associados:

    a) as prticas que envolvam alimentos, bebidas, cosmticos ou quaisquer outras mercadorias ou produtos destinados a ingesto, inalao, incorporao percutnea ou aplicao no ser humano;

    b) as prticas que envolvam o uso frvolo de radiao ou substncias radioativas em mercadorias ou produtos, estando includos, desde j, brinquedos e objetos de joalheria ou de adorno pessoal; e

    c) exposies de pessoas para fins de demonstrao ou treinamento.

  • Requisitos bsicos de proteo

    radiolgica

    Limitao de dose individual

    A exposio normal dos indivduos deve ser restringida, de tal modo que nem a dose efetiva nem a dose equivalente nos rgos ou tecidos de interesse, causadas pela possvel combinao de exposies originadas por prticas autorizadas, excedam o limite de dose especificado na tabela abaixo, salvo em circunstncias especiais, autorizadas pela CNEN. Esses limites de dose no se aplicam s exposies mdicas;

    Para mulheres grvidas, ocupacionalmente expostas, suas tarefas devem ser controladas de maneira que seja improvvel que, a partir da notificao da gravidez, o feto receba dose efetiva superior a 1 mSvdurante o resto do perodo de gestao;

    Indivduos com idade inferior a 16 anos no podem estar sujeitos a exposies ocupacionais.

  • Requisitos bsicos de proteo

    radiolgicaOtimizao

    Em relao s exposies causadas por uma determinada fonte associada a uma prtica, salvo no caso das exposies mdicas teraputicas, a proteo radiolgica deve ser otimizada de forma que a magnitude das doses individuais, o nmero de pessoas expostas e a probabilidade de ocorrncia de exposies mantenham-se to baixas quanto possa ser razoavelmente exequvel,ocorrncia de exposies mantenham-se to baixas quanto possa ser razoavelmente exequvel,tendo em conta os fatores econmicos e sociais.

    Nesse processo de otimizao, deve ser observado que as doses causadas nos indivduos pela fonte devem estar sujeitas s restries de dose relacionadas a essa fonte.

    Os efeitos cumulativos de cada liberao anual de qualquer material radioativo devem ser restringidos de forma que seja improvvel que a dose efetiva, em qualquer ano, exceda o limite de dose aplicvel.

  • Modo de exposio

    Exposio externa: aquela em que a fonte de radiao, aparelhos de raios X ou fontes radioativas, est fora do corpo da pessoa irradiada.

    Exposio interna: aquela em que a fonte de radiao est dentro do corpo da pessoa irradiada.

  • Proteo contra irradiao

    externaReduo do tempo de irradiao:

    A dose acumulada por uma pessoa que trabalha numa rea exposta a uma certa taxa de dose diretamente proporcional ao tempo em que ela permanece na rea.

    Essa dose pode ser controlada pela limitao desse tempo:

    Dose = Taxa de Dose x Tempo

  • Exemplo

    Um trabalhador com radiao pode receber at 5 rem por ano, o que corresponde a 100 mrem/semana. Quantas horas por semana ele poder permanecer em um rea onde a taxa de dose mdia de 10 mrem/h?

    .h10tt10100

    TempoxDosedeTaxaDose

    =

    =

    =

  • ExemploA taxa de dose em um local de trabalho de 100 Sv/h. Qual o perodo de tempo que um pesquisador poder efetuar suas tarefas sem que ultrapasse o limite derivado de dose horrio (25 Sv/h)? Qual o tempo permitido para que no ultrapasse o limite derivado de dose diria?

    Dose=

    h2h4182Tempo

    min15h41

    100251Tempo

    DosedeTaxaDoseTempo

    .

    ==

    ===

    =

  • Proteo contra irradiao

    externaReduo da atividade da fonte:

    Pode ser conseguida diminuindo-se a quantidade de material radioativo manipulado. Esta reduo pode ser obtida, por exemplo, fracionando-se a fonte em fontes com atividades menores.fonte em fontes com atividades menores.

    Outro procedimento para reduo da atividade de uma fonte seu armazenamento para que ocorra o decaimento radioativo do material.

    Este processo geralmente empregado para radionucldeos de meia-vida curta e principalmente para rejeitos radioativos. Para tanto necessrio ter locais adequados para armazenamento do material, de acordo com suas caractersticas.

  • Proteo contra irradiao

    externaAumento da distncia fonte-indivduoA dose de radiao recebida por um indivduo inversamente proporcional ao quadrado da distncia entre o indivduo e a fonte. Ou seja, a medida que um indivduo se afasta da fonte de radiao, a dose por ele recebida diminui.por ele recebida diminui.

    2

    1

    2

    2

    1dd

    HH

    =

    Aqui, H1 a taxa de dose na distncia d1 da fonte e H2 a taxa de dose na distncia d2 da fonte.

  • Exemplo

    A taxa de dose a uma distncia de 2 m de uma fonte de raios de 100 mrem/h. A que distncia, a taxa de dose seria de 10 mrem/h?

    m3,6d

    101002

    HHdd

    dd

    HH

    2

    2

    112

    2

    1

    2

    2

    1

    =

    ==

    =

  • Exemplo

    Se a taxa de dose a 25 cm de uma fonte de 0,4 mSv/h, qual a distncia necessria para atendermos o limite derivado de dose horrio (25 Sv/h)?

    .m1cm100d

    025,04,025

    HHdd

    dd

    HH

    2

    2

    112

    2

    1

    2

    2

    1

    ==

    ==

    =

  • Relao entre Taxa de Exposio e Atividade da Fonte

    A Taxa de Dose pode ser associada atividade gama de uma fonte , pela expresso:

    .

    AX =Em que,X = taxa de dose, em R/h.A = atividade da fonte, em curie (Ci).d = distncia entre fonte e ponto de medio, em m.

    = constante de taxa de exposio em (R.m2)/(h.Ci).

    .

    dAX 2 =

  • Exemplo

    Qual ser a taxa de dose a 5 m de distncia de uma fonte de Ir-192 com atividade de 400 GBq? Dado: (Ir-192) = 0,13 mSv.m2/h. GBq.

    .h/mSv08,2X540013,0X

    dAX

    2

    2

    =

    =

    =

  • Exemplo

    A taxa de dose de 1 mGy/h medida a 15 cm de uma fonte radioativa de Cs-137 . Qual a atividade da fonte? Dados: (Cs-137) = 0,0891 mSv. m2/h.GBq e 1 mGy/h = 1 mSv/h.

    .GBq25,0A0891,0

    15,0.1A

    X d A

    2

    2

    =

    =

    =

  • Exemplo

    Uma taxa de dose de 780 Gy/h devida a uma fonte de Co-60 com 320 GBq. A que distncia estaria esta fonte?Dado: (Co-60) = 0,351 mSv.m2/h. GBq.

    .m12d78,0

    320351,0d

    XAd

    .

    =

    =

    =

  • Clculo de Doses de Radiao Emitida por um Aparelho de Raios X O clculo de doses devido s radiaes emitidas por aparelhos de raios X

    extremamente complexo devido aos vrios tipos de aparelhos existentes, modelos, fabricantes e utilizao.

    Entretanto, podemos estimar genericamente para qualquer aparelho uma relao matemtica que estabelece o fluxo de radiao em funo do nmero relao matemtica que estabelece o fluxo de radiao em funo do nmero de raios X monocromtico emitido por segundo n, e a distncia d considerada. Atravs de grficos especficos, poderemos converter o fluxo de ftons em taxa de exposio , como segue:

    pi=

    s.cm

    ftons.

    d4n

    2

  • Grfico para converter o fluxo de ftons em taxa de exposio

  • Exemplo

    Calcular a Taxa de Exposio a uma distncia de 50 cm de um aparelho de raios X cujo nodo emite 105 raios X por segundo, e opera com 300 kV.

    50. . 410

    d4n

    2

    2

    5

    =

    pi=

    s.cm/ftons2,3 2 =

    Pelo grfico do fluxo de radiao em funo da taxa de exposio teremos para 1 fton/cm2.s, na energia de 300 keV, o equivalente a 6 x 10-7 R/h.

    Portanto para um fluxo de 3,2 ftons/cm2.s , obteremos uma taxa de exposio P. Da P = 6 x 10-7 . 3,2 = 19,2 x 10-7 R/h. Como 1 Sv = 100 R, ento P = 19,2 nSv/h.

  • Proteo contra irradiao externa

    Uso de blindagem:

    Denomina-se blindagem a todo sistema destinado a atenuar um campo de radiao por interposio de um meio material entre a fonte de radiao e as pessoas ou objetos a proteger.

  • Proteo contra irradiao externa

    Blindagem para Raios X e Gama

    Devido ao fato de ftons X e atravessarem o material absorvedor, sua reduo determinada pela energia da radiao, pela natureza do

    feixe incidenteIo

    feixe emergenteI

    material absorvedor

    energia da radiao, pela natureza do material absorvedor e a sua espessura.

    Pode-se ento determinar a espessura de material necessrio para se atenuar feixes de ftons X e, utilizando em primeira aproximao, a lei de atenuao exponencial

    ( ).eIeII xo

    xo

    ==

    Em que o coeficiente de atenuao total do material para a energia de radiao E, / o coeficiente de atenuao total em massa (ou mssico), a densidade do material e x a espessura da blindagem.

    x

  • Proteo contra irradiao externa

    Camada Semi Redutora

    O coeficiente de atenuao total depende do material atenuador e da energia do feixe incidente. No caso de uma fonte que emite ftons de vrias energias, deve-se utilizar diferentes valores de , correspondentes s diversas energias do feixe e diversas taxas de emisso de cada radiao. emisso de cada radiao.

    Como a intensidade de um feixe de ftons no pode ser totalmente atenuada pela blindagem, utiliza-se um parmetro experimental, denominado de camada semi redutora (HVL = HalfValue Layer), definido como sendo a espessura de material que atenua metade a intensidade do feixe de ftons. Com isso, temos:

    .eIeIIx

    HVL693,0

    ox

    o

    ==

  • Exemplo

    Calcule a porcentagem de radiao transmitida atravs de um material de 20 cm de espessura, sendo o coeficiente de atenuao igual a 0,2 cm-1.

    x=

    %8,1018,0II

    eII

    eII

    o

    202,0

    o

    xo

    ==

    =

    =

    .

  • Exemplo

    A camada semi redutora para a radiao gama do Co-60 (E = 1,25 MeV), na gua, de 10,8 cm. Determine o percentual de intensidade da radiao que transmitida por 1 m de espessura de gua.

    x693,0

    %16,00016,0II

    eII

    eIeII

    o

    8,10100693,0

    o

    xHVL

    693,0

    ox

    o

    ==

    =

    ==

    .

  • Proteo contra contaminao

    A contaminao tanto externa como interna ao corpo humano pode ser evitada adotando-se procedimentos para confinar o material radioativo evitando que haja disperso no meio ambiente.

    Alm disso, podemos isolar e proteger o indivduo com a utilizao de equipamentos de proteo individual (EPIs), tais como: luvas, aventais, botas, culos, mscaras, ou

    fazendo o controle de acesso s reas contaminadas;fazendo o controle de acesso s reas contaminadas;

    Proteo contra inalao de materiais radioativos;

    Proteo contra ingesto de material radioativo

    Proteo contra absoro atravs da pele

  • Seja uma partcula a com energia cintica inicial de 4,8 MeV,

    emitida pelo rdio-226. Quantas ionizaes seriam produzidas no

    ar, antes da partcula a parar?

    Exemplo

    ionizaes000.14533

    10x8,4 6

  • Exemplo

    Injeta-se intravenosamente mercrio-197 que emite radiao em um paciente com 74 kg. Calcule a dose absorvida pelo paciente, se a energia total absorvida por seu organismo for 7,4 x 10-2 J.7,4 x 10-2 J.

    Gy1074104,7

    m

    ED 32

    =

    ==

  • Exemplo

    Uma pessoa ingere uma pequena quantidade de trtio, que emite radiao b com 18 keV. Sendo a dose mdia absorvida pelo trato gastrintestinal igual a 500 mrad, determine a dose equivalente em Sv:

    mSv511010500QDH 2-3 ===

  • Exemplo

    Determine a dose equivalente mxima permissvel, por hora, para um trabalhador com radiao:

    h/mSv01,0LMPsemana/horas40semanas50

    1020ano/mSv20LMP

    3

    =

    ==

  • Bibliografia

    ANDREUCCI, R. Proteo Radiolgica: Aspectos Industriais. SoPaulo:Abende, 2003.

    BELLINTANI, S. A; GILI, F. N. (orgs). Noes Bsicas de ProteoRadiolgica. So Paulo: Instituto de Pesquisas Energticas eNucleares (IPEN), 2002.Nucleares (IPEN), 2002.

    KNOLL, G. F. Radiation Detection and Measurement. NewJersey: JohnWiley & Sons, 2000.

    TAUHATA, L.; SALATI, I. P. A.; PRINZIO, R. D.; PRINZIO, A. D.Radioproteo e Dosimetria: Fundamentos. Rio de Jeneiro: Ed.Instituto de Radioproteo e Dosimetria, 2005.

  • Obrigado pela ateno.