O uso do índices para a classificação de rochas ornamentais

A radioatividade em Rochas

Resulta principalmente da presença de minerais acessórios como; monazita, alanita, zirconita, etc..

A exposição á radioatividade em rochas

� Principais vias de exposição: externa e interna (inalação de radônio)

� Radionuclídeos de interesse: Ra-226 (U-238), Th-232 (Ra-228) e K-40;

A radioatividade em rochas Brasileiras

� Compilação dos resultados de 180 amostras (Salas, 2005; Anjos 2005, 2011 e Conti 2013)

Ra-226: 5 a 600 Bq/kg Ra-228: 2 a 530 Bq/kg K-40: 190 a 2797 Bq/kg

Quadro comparativo de concentrações em rochas

País Número

de amostras

Concentração média de isótopos

radioativos (Bq kg-1)

Ra-226 Ra-228 K-40

Grécia 121 74±5 85±5 881±30

Grécia 16 64±13 81±20 1104±102

Turquia 42 88±7 95±10 1055±103

Italia 20 112±27 107±27 1063±121

China 238 90±11 94±14 1060±21

Japão 89 43±5 72±7 1004±36

Brasil 180 54±31 121±103 1557±439

Crosta

terrestre

40 40 400

A exposição á radioatividade em rochas

� Dose externa depende: do radionuclídeo, quantidadetotal do radionuclídeo no material, tempo deexposição, posição do indivíduo no local

Dext=Fo.Cv.DCF.Fg

( )νλ

λρε

+=H

LC

C

Ra

Rn

)2(

Concentração de Radônio no ar

Valores de parâmetros para granito

ParâmetrosValor

utilizadoVariação

Taxa de ventilação (h-1) 0,55 0,2 e 1,5 h-1

Taxa de emanação em granito 0,08 0,04 e 0,12

Densidade (g.cm-³) 2,65 2,6 e 2,7

Porosidade 0,01 0,005 e 0,015

Coeficiente de difusão de Rn (m².s-1) 5,3E-8 8 E-08 e 3 E-07

Dimensões do quarto cujo piso é recoberto com granito, de espessura: 3 cm:

4.0 × 5.0 × 2.8 m ;

Taxa de ocupação 80%, relative a 7000 horas/ano

Código computacional RESRAD build

Concentração de Rn-222 e dose devido a rochas brasileiras

Valor

médiomín-max Nível investigação

Dose Externa (mSv/ano) 0,2 0,01 e 0,61* 1

Concentração de Rn-222

(Bq m-3)0,08 0,07 e 8,6 300

Dose Rn-222

(mSv.ano-1)0,006 0,001 e 0,07 10

* 3 amostras apresentaram valor de dose > 0,3 mSv/ano.

ÍNDICES

� O uso de um valor normalizado que possa ser comparado;

� Baseado em equivalências de concentração & taxa de dose gama.

� Assim as taxas de dose gama são equivalentes para:

370 Bq/kg de Ra-226= 259 Bq/kg Th-232=4810 Bq/kg K-40

� ���� � ���226+1,43 CRa228+0.007CK40

� valor limite recomendado é 370 Bq.kg-1

ÍNDICES

� Índice de risco externo (Hex), utilizado para indicar se o material pode ser utilizado; Hex<1 (Krieger (1981)

� Considera dose limitada a 1,5 mSv.a-1

� Foi derivado para paredes com espessura ilimitada e cômodo sem janelas e portas;

� ��� ����

370��������

259������

4810

ÍNDICES

� Índice alfa proposto pelos países nórdicos (Nordic, 2000)

� Quando a concentração de Ra- 226 no material excedeo valor de 200 Bq kg-1, é possível que a exalação do material resulte numa concentração de Rn-222 no ar de 200 Bq m-3

Iα

!"#$%%&

'((

Mas, 200 Bq kg-1 corresponde a:Concentração de Rn-222 no ar= 2,8 Bq m-3

Dose Rn-222 por RESRAD build = 0,12 mSv/ano

Índice Comunidade Européia� Comunidade Européia (EC-112, 1999)

� O material de construção não deve contribuir para:� Concentração de Rn-222 > 200 Bq/m3

� Dose externa > 1 mSv/a controle entre 0,3 e 1 mSv/a; isento se a contribuição para a dose externa for <0,3 mSv/a

� Índice de concentração de atividade: para descriminação (screening)

) ������

3000+�/-.�

�� ����

300+�/-.�

�������

200+�/-.

Índice Comunidade Européia

� Considera-se para derivação deste índice o concreto: material usado em 4 paredes, piso e solo.

� Permanência de 7000 h/a num cômodo 4mx5mx2,8 m, backgound 50 nGy/h, espessura de parede 20 cm

� Para corrigir as considerações

Critério de dose 0,3 mSva-1 1,0 mSva-1

Materiais usados em grandes

quantidades, Ex. concretoI<0,5 I<1

Materiais superficiais e com uso restrito

ex.: telhas, placas divisórias

I<2 I<6,0

Distribuição de dados segundo Índice da Comunidade Européia

-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5

Índice Concentração em Atividade

0

10

20

30

40

50

60

70N

úm

ero

de O

bse

rvaçõ

es

165 amostras (92%) com índices inferiores ao nível de isenção <2

Índices China� National standard GB6566-200X (2010)

� As construções são divididas em:� Construção civil

� Classe I:residências, escolas, hospitais, escritórios, hoteis

� Classe II:shoppings, livrarias,museus, academias, restaurantes, etc..

� Construção industrial

� O material de construção é subdividido em diferentes classes segundo o uso:� Material principal (material utilizado para estrutura:concreto, etc..)

� Material decorativo: classe A, B e C.

� São consideradas dois tipos de exposições: � interna (radônio): IRa e externa: IR.

Índices China� )� �

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� )/ �!"#%%&

�0��

!12

����

!3

����

Critérios Chineses

Uso IRa Ir

Material principal ≤1 ≤1

Materiais decorativos

Classe A ≤1 ≤1,3

Classe B

usada só para classe II

≤1,3 ≤1,9

Classe C

usada só para

superfícies externas

≤2,8

-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

Índice Externo

0

20

40

60

80

100

120

Núm

ero

de O

bse

rvaçõ

es

1.3

144 amostras (80%) com índice ≤1,3 que podem ser utilizadas em qualquer tipo de construção

24 amostras (13%) com índice >1,3 e ≤1,9 que só podem ser utilizadas em shopping, museus,etc

10 amostras (5 %) com índice >1,9 e ≤2,8 que só podem ser utilizadas externamente

2 amostras (2 %) com índice >2,8 que não podem ser utilizadas?

1.9 2.8

-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5

Índice Interno

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

Núm

ero

de O

bse

rvaçõ

es

172 amostras com Ira ≤1 que podem ser utilizadas em qualquer tipo de construção

5 amostras com Ira >1 e ≤1,3 que podem ser utilizadas em shopping, museus, etc..

3 amostras com Ira >1,3

1,3

ParâmetroValores

Min-maxMédia

Valor de

referência

% de amostras que

suplantam valor de

referênciaC

on

cen

tra

ç

õe

s (B

q/k

g)

Ra-228 2- 530 121 1000 0

Ra-226 5 – 600 54 1000 0

K-40 190 – 2797 1557 10000 0

Iatv (CE) 0,1 - 4,0 1,3 2 8 (15 amostras)

Iatv (CE) 0,1 - 4,0 1,3 6 0

Ir (China) 0,1 - 3,2 1,0 1,3 20 (36 amostras)

Ir (China) 0,1 - 3,2 1,0 1,9 5 (10 amostras)

Ira (China) 0,02 - 3,0 0,3 1 4(8 amostras)

Dose externa (mSv) 0,01 - 0,61 0,2 1 0

Dose Rn-222

(mSv)0,001- 0,07 0,006 10 0

Concentração Rn-222

(Bq/m³)0,07 - 8,6 0,08 300 0

Conclusões

� Os valores das concentrações de Ra-226, Ra-228 e K-40 em rochas brasileiras são inferiores aos valores de referência preconizado pela IAEA e pela CNEN;

� Os valores estimados para concentração de Rn-222, doses externas e interna, utilizando parâmetros específicos para rocha, são também inferiores aos níveis recomendados;

� Valores de taxa de emanação (exalação) são escassos para as rochas. Como é um parâmetro muito importante para a estimativa da concentração e da dose, é importante obter valores para as rochas brasileiras;

� A comparação entre os valores de dose com os índices utilizados para descriminar a utilização do material evidenciou a supestimativa da dose e do risco por estes índices, que vem sendo amplamente utilizados. Este estudo evidencia a necessidade de um melhor entendimento e de revisão destes índices.