CURSO DE ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA
DE SEGURANÇA DO TRABALHO
M3 D2 – HIGIENE DO TRABALHO II
GUIA DE ESTUDO PARTE III – RADIAÇÕES IONIZANTES
AULA 31
PROFESSOR AUTOR: ENG. JOSEVAN URSINE FUDOLI
PROFESSOR TELEPRESENCIAL: ENG. MARCELO GIORDANO GÁRIOS
COORDENADOR DE CONTEÚDO: ENG. JOSEVAN URSINE FUDOLI
DIRETORA PEDAGÓGICA: MARIA UMBELINA CAIAFA SALGADO
06 DE MARÇO DE 2012
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EMENTA DA DISCIPLINA: HIGIENE DO TRABALHO II
A Disciplina “Higiene do Trabalho II” está organizada em cinco partes, nas
quais são tratados os conteúdos descritos a seguir.
14/02/2012 – Aula 29 - Prática de medição de agentes químicos. Conceitos básicos.
Avaliação ocupacional. Avaliação ambiental. Tipos de amostragem. Medição e
avaliação. Equipamentos de medição. Bombas de amostragem, calibradores,
acessórios e filtros. Métodos analíticos. Normas técnicas. Normas legais. Coletores
de amostragem. Métodos analíticos. Tubos colorimétricos Laboratórios de análise de
agentes químicos. Apresentação de equipamentos de medição de agentes químicos.
28/02/2012 - Aula 30 - Vibrações. Conceito. NR 15, Anexo 8. Normas aplicáveis.
Parâmetros utilizados na avaliação. Tabelas e gráficos. Critério técnico de medição.
Limites de tolerância. Estratégia de medição. Procedimento de avaliação. Efeitos no
organismo humano. Medidas de controle. Tipos de exposição humana à vibração.
As normas ISO 2631 e ISO DIS 5349. Metodologia de avaliação. Equipamentos de
medição. Laudos técnicos. Aplicação prática.
06/03/2012 - Aula 31 - Radiações Ionizantes: conceito, tipos de radiação, efeitos da
radiação, unidades das medidas radioativas, detecção das radiações, medidas de
controle; normas Raios X, CNEN, NR-15 Anexo 5; partículas radioativas,avaliação
doses permissíveis, efeitos biológicos, limites de tolerância. Radiações Ionizantes
como agente periculoso; acidente de Goiânia; Portaria 518/2003 do MTE. Quadro de
atividades periculosas e áreas de risco.Metodologia de medição, normas CNEN. A
ex-Portaria 3.393/87.
13/03/2012 - Aula 32 - Radiações não Ionizantes. 1. Radiação visível, infravermelho,
micro-ondas, RF, ELF, ultravioleta,laser. Conceitos básicos à luz da ACGIH e do
anexo nº 15 da Portaria 3.214/78. Campos elétrico, magnético e eletromagnético. O
espectro eletromagnético.Sistemas de telecomunicações. Prática de avaliação de
instrumentos. 2. Radiação Ultravioleta.Conceito, classificação. Utilização na
indústria. Fontes emissoras de UV. Efeitos das radiações UV. Normas e
instrumentação. Medidas de atenuação.EPIs e Lentes protetoras p/ operações de
solda. 3. Radiações laser. Fontes emissoras. Avaliação quantitativa;normas
aplicáveis.Proteção do trabalhador. Instrumentação.
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20/03/2012 - Aula 33 –Poeira e Particulados. Conceito de poeira. Conceito de
particulados. Tamanho das partículas. Limite de tolerância. Média ponderada pelo
tempo.Partícula respirável. Partícula inalável. Particulado torácico. Particulado total.
Análise gravimétrica. Grupo homogêneo de exposição. Estratégia de amostragem.
Coleta de amostras. Análise laboratorial.Efeitos sobre a saúde. Aplicação da NR-15,
Anexo 12. Limites de exposição da ACGIH.Instrumentos de medição.Procedimentos
de avaliação.Asbesto (NR-15, Anexo 12). Poeira de algodão. Poeira metálica e
fumos metálicos.Negro de fumo (NR-15, Anexo 12).Poeiras de madeira.
CALENDÁRIO
O calendário atualizado da disciplina encontra-se no quadro a seguir.
Datas
Aulas
2012
14 fev
28fev
06mar
13 mar
20 mar
Guia de
Estudo
o
Textos Complementares de Leitura Obrigatória
N Lista
Data
Data final
Exercícios Postagem Resposta
BARAZZUTTI, LAMARTINE DINIZ. Análise de
gases em locais de trabalho. Disponível
Aula 29 em:http://www.progep.furg.br/arquivos/ppra/E_20
08_LAUDO_GASES.pdf
29
15fev
28fev
Parte II
Aula 30
30
05 mar
19 mar
31
07 mar
21 mar
Parte I
O próprio Guia de Estudo
LOPES NETTO, ANDRÉ.Radiações Ionizantes
Parte III Disponível em: http://sobes.org.br/site/wpaula 31 content/uploads/2009/08/radioion.pdf
Parte IV
32
Aula 32
Parte V
33
Aula 33
Prova do Módulo 3: 15 de maio de 2012
Neste texto, apresentamos a Parte III: Radiações Ionizantes
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OBJETIVOS DA PARTE III
Após o estudo da Parte IIIdesta disciplina, esperamos que você seja capaz
de:
1. explicar os conceitos básicos relacionados a radiações ionizantes;
2. descrever os tipos de radiações ionizantes;
3. descrever os efeitos das radiações no organismo humano;
4. explicar como se realiza a medição de radiações ionizantes;
5. explicar a interação das radiações ionizantes com a matéria;
6. descrever a forma de utilização das radiações ionizantes;
7. identificar as medidas de controle contra as radiações ionizantes;
8. descrever as consequências biológicas da interação das radiações ionizantes
com o ser vivo;
9. explicar a relação entre a taxa de exposição e a atividade de uma fonte;
10. explicar as tabelas de decaimento radioativo.
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1. NOÇÕES PRELIMINARES
1.1. Raios X
Segundo (REZENDE, 1995), os Raios-X fazem parte do chamado espectro
eletromagnético, que inclui desde as ondas longas usadas em radiotelegrafia até as
ondas curtas dos raios cósmicos. Devido ao seu curto comprimento de onda, os
Raios X podem penetrar em matérias impenetráveis pela luz visível. Foram
descobertos em 08 de Novembro de 1895 por Wilhem Konrad Roentgen, até então
um desconhecido físico alemão.
Tal descoberta ocorreu quando o referido físico, ao efetuar experiências em
uma ampola de “CROOKES”, observou que alguns materiais como sulfeto de zinco
se tornavam fluorescentes quando colocados nas proximidades da região de colisão
dos raios catódicos, ainda que entre a ampola e o mesmo se colocasse uma placa
de papelão.
Como Roentgen não conseguiu desvendar a natureza desses raios ‘invisíveis’
resolveu chamá-los de RAIOS X.
A descoberta foi o ponto de partida para a radiologia médica moderna,
radioterapia e para muitas outras ciências não médicas que se desenvolveram
através dos anos com o uso dos Raios-X. Os modernos aparelhos de Raios-X são
altamente sofisticados, mas a maneira de se produzir tal radiação permanece
basicamente a mesma daquela descoberta por Roentgen. Passa-se uma corrente
elétrica de alta voltagem através de um tubo com vácuo. Essa corrente elétrica ao
aquecer um filamento metálico (Cátodo) promove o deslocamento de elétrons que
irão chocar-se contra um anteparo de metal (Ânodo), após passar pelo vácuo.
Quando o feixe de elétrons se choca com o ânodo são produzidos os raios X.
Em 1912, através da difração em cristais provou-se que os raios X são ondas
eletromagnéticas de comprimento de onda (λ) muito curto que surgem quando da
colisão de raios catódicos contra anteparos duros.
Ao se observar que os raios-x eram capazes de impressionar chapas
fotográficas e que os mesmos atravessam facilmente materiais constituídos de
elementos de baixo peso atômico (como o “C”, “H” E “N” – principais constituintes da
pele e músculos), porém são retidos por elementos de alto peso atômico (como o
“Ca” – principal constituinte do tecido ósseo ) tinha-se descoberto o “radio – grafia
média “ .
Tanto que alguns meses após serem descobertos, os raios X já eram
utilizados em clínicas médicas em tal finalidade. Até mesmo um simples aparelho de
televisão emite raios-x. São, porém, raios-X com comprimento de onda (λ) de 100 A
(grande), sendo, pois, praticamente inofensivos.
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Os raios X de elevada energia (comprimento de onda curtíssimo: (λ 0.01A )
e, portanto perigosos aos seres vivos são aqueles determinados “duros“ e são
obtidos ao se fazer colidir raios catódicos bastante energéticos contra anteparos
(anti-catodo) construídos com materiais de alto peso atômico, normalmente
tungstênio.
No Brasil atribui-se que, ao tomar conhecimento do aparelho de tão grande
valor em diagnóstico, o médico brasileiro Dr. Álvaro Alvin, trouxe da Alemanha o
primeiro aparelho radiológico instalando-o na cidade do Rio de Janeiro em meados
de 1900.
E em se tratando da evolução histórica e tecnológica da radiologia, temos
algumas raízes fixadas na descoberta do radiologista brasileiro Manoel de Abreu,
que em 1936, criou o método inédito de fotografia de radiografias de tórax tirada da
tela florescente da radioscopia, criando-se assim, a Abreugrafia.
1.2. Átomo
Depois de 14 séculos no ostracismo, devido à aceitação da teoria plena de
Aristóteles “A matéria possui uma estrutura perfeitamente contínua, e poderia ser
subdividida para sempre, sem um limite”, o inglês John Dalton, em 1808, deu um
“caráter científico” à concepção de que o átomo é o constituinte universal da matéria
(Já lançada pelos filósofos gregos empiricamente) baseando-se em que quando
substâncias elementares se combinam o fazem como entidades discretas ou
átomos. Os cientistas Rutherford, Bohr e outros aprimoraram o modelo de átomo e
Dalton, chegando a concepção atual.
Segundo (NOUAILHETAS, 2005), o átomo é a menor quantidade de
umasubstância elementar que tem as propriedades químicas deum elemento. Todo
átomo é constituído por um núcleo e uma coroa eletrônica. O númerode elétrons que
constituem a coroa eletrônica do átomo é determinado pelo número deprótons que,
juntamente com os nêutrons, entram na constituição de seu núcleo.
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Os prótonsapresentam carga elétrica positiva e os elétrons são carregados
negativamente. As cargaspositivas dos prótons contidos no núcleo são neutralizadas
pelas cargas negativas doselétrons distribuídos em órbitas em torno do núcleo. A
relação entre as cargas positivas enegativas resulta na estrutura eletricamente
estável do átomo.
Segundo (GÁRIOS, 2010), a despeito de sua pequenez, o átomo é uma
complexa combinação de componentes ainda menores. A bem da simplicidade,
constroi-se uma configuração esquemática para o átomo, comparando-o com um
sistema solar em miniatura. Essencialmente, o átomo consiste de um núcleo (à
semelhança do sol) com carga elétrica positiva e onde estáa maior parte da massa
do átomo. Ao redor deste núcleo está uma configuração de partículas com carga
elétrica negativa, denominadas elétrons (à semelhança dos planetas).
O diâmetro do átomo é da ordem de 10-8 cm e do seu núcleo é de 10-12 cm.
Se ampliarmos o átomo até atingir o tamanho do Mineirão seu núcleo se
apresentaria como uma bolinha de ping-pong.
O núcleo do átomo é formado por dois componentes básicos: prótons com
carga positiva e os nêutrons sem carga.
2. RADIAÇÕES – CARACTERÍSTICAS BÁSICAS
As radiações são uma forma de energia que se transmite pelo espaço sob o
modo de ondas eletromagnéticas ou em alguns casos de forma corpuscular.As
radiações fazem parte do mundo em que vivemos. A humanidade sempre se expôs a
radiações visíveis e invisíveis que procedem dos corpos existentes em todo o universo.
Definição de radiação:
2.1. Forma das Radiações
Todos nós estamos familiarizados com várias formas de radiação:
A luz é uma
radiação que
vemos. Portanto,
ela é visível.
O calor é uma radiação
que sentimos. Portanto,
sensível.
Os raios ultravioleta, procedentes
do Sol, e os raios-X com os quais
são feitas nossas radiografias são
formas de radiação não visíveis e
não sensíveis instantaneamente.
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Ao serem absorvidas pelo organismo, as radiações podem produzir dois
efeitos principais:
● Ionização: quando a radiação ao atingir um átomo, tem capacidade
para dividi-lo em duas parcelas eletricamente carregadas, chamadas
“par iônico” (radiação ionizante).
● Excitação: quando a radiação ao atingir um átomo, não possui
suficiente capacidade para ionizá-lo apenas o excita através do
aumento de sua energia interna (radiação não ionizante).
Embora as radiações ionizantes estejam sempre presentes na natureza (raios
cósmicos, elementos radioativos do solo, ar, água, corpo humano), a humanidade
não se tinha dado conta do fato até cerca de 90 anos atrás, quando o cientista
Becquerel descobriu que de um composto de Urânio se desprendia,
espontaneamente, uma radiação penetrante, capaz de escurecer filmes, ionizar
gazes, flashes de luz em certos materiais, penetrar na matéria, matar tecido vivo,
liberar grande quantidade de energia com pequena perda de massa, e não é afetada
por alterações químicas e físicas no material que está emitindo.
A este fenômeno se chamou radioatividade ou radiatividade que quer dizer
“atividade de emitir raios (do Latim “Radius”).
O casal Curie, dando prosseguimento às pesquisas, isolou de um mineral de
Urânio, quantidade pequeniníssima das substâncias radioativas que chamou de Polônio
e Rádio.
2.2. Tipos de Radiação
Os estudos realizados nessa primeira fase identificaram três tipos de radiação
provenientes dos elementos radioativos aos quais se deram os nomes de α (Alfa), β
(Beta ) e δ ( Gama ), que correspondem às três primeiras letras do alfabeto grego.
Pouco tempo antes da descoberta da radioatividade, outro cientista chamado
Roetgen, observou a emissão de uma radiação penetrante, artificial, proveniente de
um tubo de raios catódicos, que foi o precursor do moderno tubo de Raio X.
Esta radiação X é semelhante à luz visível, porém com maior energia e poder
de penetração. Posteriormente, notou-se que a radiação Gama (δ) era da mesma
natureza que os Raios X.
Portanto, para resumir, podemos dizer que a radiação ionizante consiste num
fluxo de partículas pequeniníssimas eletrizadas, α e β, ou ondas eletromagnéticas
que saem do interior de substâncias, ou de aparelhos de Raio X.
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2.3. Utilização da Radiação
Apesar do temor involuntário que a maioria das pessoas sente ante a própria
expressão “radioatividade“, (devido seguramente a temas como “Hiroshima“,
Nagasaki“, “Acidente de Goiânia“, filme “O dia seguinte“), podemos facilmente
verificar os inúmeros benefícios que a aplicação dos conhecimentos sobre as
radiações nos proporciona hoje em dia.
Para exemplificar o acima exposto, passaremos a citar algumas aplicações
atuais das radiações:
● medição de: espessura, densidade e/ou nível de materiais;
● radiografia e gamagrafia;
● detecção de vazamentos;
● medição de nível de desgaste em equipamentos rotativos;
● conservação de alimentos e peças;
● esterilização de materiais cirúrgicos;
● diagnósticos de doenças;
● radioterapia (combate ao câncer);
● aplicação na agricultura;
● medição de poluição;
● coloração de cristais;
● datação de fósseis;
● geração de energia.
2. INTERAÇÃO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES COM A MATÉRIA
2.1. O que são radiações ionizantes?
A radiação ionizante é um agente físico sob a forma de energia que se
transmite pelo espaço, por meio de ondas eletromagnéticas ou que apresenta
comportamento corpuscular e que, ao atingir um átomo, tem a propriedade de
subdividi-lo em duas partes eletricamente carregadas, chamadas de par iônico.
Exemplos de radiações ionizantes: Raios X, alfa, beta e gama.
Definição de Radiação Ionizante:
A interação das radiações ionizantes com a matéria que se passa emnível
atômico. Ao atravessarem um material, estas radiaçõestransferem energia para as
partículas que forem encontradas em sua trajetória. Caso a energia
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transferidasejasuperior à energia de ligação do elétron com o restante da estrutura
atômica, este éejetado de sua órbita. O átomo é momentaneamente transformado
em um íon positivo.
O elétron arrancado (íon negativo) desloca-se no meio, impulsionado pela
energia cinéticaadquirida neste processo. Esta energia é dissipada através da
interação do elétron comelétrons e núcleos de outros átomos, eventualmente
encontrados em sua trajetória. Novosíons podem, assim, serem introduzidos na
matéria. O processo é interrompido quando,tendo sua energia dissipada em
interações (choques), os elétrons (e suas cargasnegativas) acabam capturados por
moléculasdo meio. A introdução de pares de íons(positivo e negativo)na matéria
recebe o nome de ionização.
2.2. Conseqüências Biológicas da Interação das Radiações Ionizantes com um
Ser Vivo
Considerando que as moléculas biológicas são constituídas, principalmente,
por átomosde carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, os elétrons que
provavelmente serãoarrancados de um átomo, no caso de irradiação de um ser vivo,
serão elétrons de átomosdestes elementos. Para que ocorra ionização em um
material biológico a energia daradiação deve ser superior ao valor da energia de
ligação dos elétrons ligados aos átomosdestes elementos. A transformação de uma
molécula específica (água, proteína, açúcar,DNA, RNA, etc.) pela ação das
radiações leva a conseqüências que devem ser analisadasem função do papel
biológico desempenhado pela molécula atingida. O efeito dessatransformação deve
ser acompanhado nas células, visto serem estas as unidadesmorfológicas e
fisiológicas dos seres vivos. Da mesma maneira, ageração de novasentidades
químicas no sistema também deve ser analisada considerando seu impacto nacélula
irradiada.
2.2.1. Efeito das radiações ionizantes nas células e nos tecidos
Em um indivíduo adulto, a grande maioria dos tecidos é constituída por
células diferenciadas, isto é, células que pouco se dividem ou que nunca o fazem. É
o caso dascélulas do tecido ósseo, das células do tecido muscular, de células do
fígado, dos rins,dos pulmões, do coração. O caso extremo de diferenciação celular,
com perda total dacapacidade de divisão é o das células nervosas.
Células que não se dividem podemacumular quebras de DNA e mutações
celulares sem comprometimento das funções dosórgãos e tecidos que constituem.
Células cuja taxa de divisão é alta, tornam-se mais vulneráveis à ação das
radiações. Quando uma lesão no DNA resultar quebra da molécula, a célula passa a
ter dificuldade em dividir o material genético entre as células filhas, quepodem
morrer após uma ou duas divisões subseqüentes.
10
QQuanto maior o grau dediferenciação celular, menor a taxa de divisão e
menores são as possibilidades de mortecelular induzida pela radiação. Quanto
menor a diferenciação celular maior a probabilidadede indução de morte por ação
das radiações ionizantes.
Desta forma, um tecido pode apresentar maior ou menor resistência às
radiações, emfunção do grau de diferenciação das células que o constituem. Em um
indivíduo adultoapenas alguns tecidos são constituídos por células cuja função é
repor, através de divisõessucessivas, populações celulares cujo tempo médio de
vida é da ordem de uma a duas dezenas de dias (elementos figurados do sangue e
células de recobrimento) (NOUAILHETAS, CNEN 2005).
Fonte: CNEN
2.2.2. Efeito das radiações ionizantes no organismo
O efeito das radiações ionizantes em um indivíduo depende basicamente da
dose absorvida (alta/baixa), da taxa de exposição (crônica/aguda) e da forma da
exposição (corpo inteiro/localizada).
Qualquer dose absorvida, inclusive das doses provenientes de radiação
natural, pode induzir câncer ou matar células. A questão é de probabilidade de dano,
probabilidade demutações precursoras de câncer e número de células mortas.
Quanto maiores as taxasde dose e as doses absorvidas, maiores as probabilidades
de dano, de mutaçõesprecursoras de câncer e de morte celular. Danos podem ser
reparados; mutações podemtanto representar falhas nos mecanismos de reparo
como mecanismos de eliminação decélulas inviabilizadas pelo dano.
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A morte celular, resultante de quebras na molécula deDNA, da mesma forma
que a eliminação de células mutantes, pode ser encarada comoum mecanismo de
eliminação de produtos inviabilizados pela presença de danos. A questãopassa a
envolver o número de células destruídas, o momento em que a morte celularocorre,
(considerado o estágio de desenvolvimento do ser (célula-ovo, embrião, feto,
criança, adolescente, adulto, velhice), e o sexo do indivíduo irradiado.
Nas tabelas I e II, estão relacionados sintomas induzidos por exposições
agudas localizadas e exposições de corpo inteiro. Em todos os casos de
desenvolvimento de sintomatologia clínica oprocesso reflete a morte de um número
significativo de células com comprometimento deórgão e/ou tecidos. A unidade de
dose absorvida é o Gray (Gy). A dose média de radiaçãonatural absorvida pela
população mundial é de 2,6 Gy x 10-3 x ano –1, isto é, 2,6 mGy por ano.
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2.2.3. Efeitos biológicos das radiações
Segundo (GÁRIOS, 2010), os efeitos biológicos produzidos pelas radiações
ionizantes são devidos principalmente à interação desta com átomos e moléculas do
corpo. Sabe-se que o primeiro fenômeno que ocorre é físico e consiste na ionização dos
átomos, se processando num intervalo de tempo muito curto, da ordem de 10-13
segundos.
Após este fenômeno, inicia-se o fenômeno químico onde ocorrem rupturas
das ligações nas moléculas e formações de radiações livres, acontecendo num
tempo estimado de 10-9 s.Em seguida aparecem os fenômenos bioquímicos e
fisiológicos cujos mecanismos são ainda pouco conhecidos.
Existem dois tipos de mecanismos pelos quais a radiação pode lesar
determinada molécula:
mecanismo direto: ação direta sobre biomoléculas importantes (quebra
de radicais) como DNA, Aminoácidos, proteínas, etc.
mecanismo indireto: moléculas de H2O do corpo sofrem alterações
estruturais dando origem a espécies químicos bastante difusíveis e
13
reativas que podem atingir as moléculas biologicamente ativas, e
desse modo danificá-las.
Os efeitos biológicos da radiação são divididos em:
● Efeitos somáticos: São alterações que ocorrem nas células somáticas,
e se manifestam no indivíduo irradiado, não sendo transmissíveis aos
descendentes.
● Efeitos hereditários: São transmissíveis aos descendentes e são
consequências de alterações nos gametas do indivíduo.
Estes efeitos são, em geral, danosos, e podem induzir lesões maléficas, tais
como: Dermatites, queda de cabelos, vômitos, esterilidade, baixa de glóbulos
brancos do sangue, com consequente queda da resistência do organismo, e até
mesmo morte conforme a dose recebida.
Estes efeitos podem surgir imediatamente ou tardiamente, conforme a
intensidade e/ou estado do organismo do indivíduo irradiado. É com razoável
segurança que podemos associar doses recebidas com efeitos esperados conforme
descrito a seguir.
Doses
0 a 0,25 Sv
(0 a 25 rem
Efeitos
Nenhum efeito clinicamente detectável. Provavelmente nenhum efeito
tardio.
0,5 Sv
( 50 rem )
Ligeiras e temporárias modificações no sangue. Nenhum outro efeito
clinicamente detectável. Possivelmente efeitos tardios,
mas danos poucos prováveis em indivíduos médios
Fadiga e possivelmente vômito acima de 1,25 Sv. Modificações
acentuadas no sangue com recuperação demorada. Diminuição de
sobrevida.
Fadiga e possivelmente vômito acima de 1,25 Sv. Modificações
acentuadas no sangue com recuperação demorada. Diminuição de
sobrevida.
Náusea e vômitos em 24. Após um período latente de cerca de uma
semana: epilação, perda de apetite, fraqueza em geral e sintomas
como irritação de garganta e diarréia. Morte possível em duas e seis
semanas de pequena parte dos indivíduos expostos. Possível
recuperação na ausência de complicações.
Náuseas e vômitos em 1 ou 2 horas. Após um período latente de cerca
de uma semana, início de epilação, perda de apetite e fraqueza geral,
acompanhada de febre. Inflamação severa na boca e na garganta na 3ª
semana. Sintomas tais como palidez, diarréia, hemorragia nasal e
emagrecimento rápido mais ou menos na 4ª semana. Morte de cerca
de 50% das pessoas expostas ocorre entre a segunda e sexta
semanas.
Náuseas e vômitos em 1 ou 2 horas. Curto período latente após a
náusea inicial. Diarréia, vômitos, inflamação de boca e da garganta ao
fim da 1ª semana. Febre, emagrecimento rápido e morte provável de
todos os indivíduos exposto, na 2ª semana
1Sv ( 100 rem )
1Sv ( 100 rem )
2Sv ( 200 rem )
4Sv ( 400 rem )
6Sv ( 600 rem )
14
3. MEDIDA DA RADIAÇÃO
3.1. Unidades de Medidas Radioativas
Segundo (ELBERN, 2004), convivem dois sistemas de unidades
radiométricas. Ambos são baseados, em resoluções da Comissão Internacional para
Medidas e Unidades de Radiação (ICRU –International Commission on Radiation
Units and Measurements).
O atual com base no relatório de 1980 que usa unidades do sistema
internacional (SI) e o chamado convencional que foi estabelecido em relatório de
1971.
A International Commission on Radiological Protection, ICRP, fundada em 1928,
promove o desenvolvimento da radioproteção, faz recomendações voltadas para as
grandezas limitantes e a Internacional Commission on Radiation Units and
Measurements, ICRU, fundada em 1925, cuida especialmente das grandezas
básicas e das operacionais. Ambas são instituições internacionais criadas somente
para cuidar da definição das grandezas dosimétricas, as relações entre elas e suas
respectivas unidades.
A ICRP 26 serviu de base à Norma CNEN NE-3.01 -"Diretrizes Básicas de
Radioproteção". A grandeza "Dose Equivalent" do ICRP 26 foi traduzida de
formaerrada para a norma brasileira para "Dose Equivalente", ao invés de
"Equivalente de Dose", que deveria ser a tradução correta (mas é a adotada
atualmente no Brasil).
3.2. Atividade
A chamada atividade de uma fonte radioativa é o número de desintegrações por
unidade de tempo, produzidas espontaneamente:
dN
A =--------( s-¹)
dt
onde:
A = Atividade
dN = nº de desintegrações ou número de núcleos radioativos contidos no
material.
dt = tempo
Unidade = Becquerel (Bq) →
desintegração por segundo (s-¹)
Unidade antiga: Curie (ci) →Ci = 3,7 x 1010 Bq
Nota: o Curie (Ci) é ainda utilizado em algumas situações.
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3.3. Doseabsorvida.
Um efeito da interação da radiação com a matéria é a transferência de
energia. Essa nem sempre é toda absorvida, devido àvariedade de modos de
interação e à natureza do material.
Dose absorvida é a relação entre a energia absorvida pela matéria (tecido)
por unidade de massa, em determinado ponto.
A Dose absorvida édefinida como uma função num ponto P, de interesse, ou
seja, D = dE/dm [ J / kg ]
Onde dE é a energia média depositada pela radiação no ponto P de interesse,
num meio de massa dm.
A unidade antiga de dose absorvida, é o rad (radiation absorved dose) que,
em relação à unidade atual, o gray (Gy), vale:
1Gy = 100 rad
3.4.Dosimetria
O objetivo da dosimetria das radiações é a determinação da taxa de exposição,
ou seja, da “taxa de dose”da radiação considerada num ponto específico de um meio.
Dessa taxa de exposição, originar-se-á a dose de exposição, a dose de absorção
e o efeito por ela produzido no meio.
3.4.1.Exposição
Segundo (ELBERN, 2004), exposição é o quociente entre dQ (carga) por dm,
onde dQ é o valor absoluto da carga total de íons de um dado sinal, produzidos no
ar, quando todos os elétrons liberados pelos fótons no ar, em uma massa dm, são
completamente freados no ar, ou seja:
dQ
X=------- (cm -²)
dm
● Unidade atual: Coulomb / kilograma(C/Kg)
● Unidade anterior: Roentgen (R)que está relacionada com a unidade do
SI (Sistema Internacional), pela relação: 1 R = 2.58 10-4 [ C/kg]
A exposição em Roentgen (R) édefinida como sendo a quantidade de
radiação X ou gama tal que, a emissão corpuscular a ela associada, em um cm³ de
ar, produz no mesmo, íons transportando uma u.e.s (unidade eletrostática de carga)
de cada sinal, nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP = 0°C e
760mmHg).
16
3.4.2.Transferência de energiae absorção
Como num material existem muitos elétrons, quando um elétron nele incide,
háuma série de colisões seqüenciais, com correspondentes transferências de energia e
mudanças de direção. A energia inicial do elétron incidente vai sendo gradativamente
transferida para o material, numa trajetória com a forma de linha quebrada. Supondo,
então, que uma certa quantidade média de energia dE foi transferida entre um ponto A de
referência e um ponto B de avaliação final, após várias colisões, a relação entre a energia
dE, média, e a distância dX entre os pontos A e B édenominada LET.
Matematicamente,
Energia média cedida
dE
LET = ------------------------------------ =------Espaço percorrido
dX
3.4.3. Fator de Qualidade
A dependência de Q com a
transferência linear de energia LET
ou simplesmente L, expressa em
keV/µm, na água, fornecida pelo
ICRP 60, é dada por:
Q = 1 para L ≤10
Q(L) = 0,32 L -2,2 para 10 <
L < 100
Q (L) = 300L-½ para L ≥100
Na prática, por motivos de
simplicidade, utiliza-se o Fator
médio de Qualidade Efetivo (Q), conforme tabela ao lado. (ELBERN,2004).
3.4.4. Dose Equivalente ou Equivalente de Dose (H)
Como as grandezas “dose absorvida” e “exposição” consideram,
respectivamente, a energia absorvida no tecido e ar, sem fazer alusão aos efeitos
biológicos, se fez necessário definir uma nova grandeza (dose equivalente) que
considera além da energia, o tipo de radiação e a distribuição no tecido.
Como vimos no item anterior, o Equivalente de Dose H, é obtido
multiplicando-se a dose absorvida D pelo Fator de qualidade Q, ou seja,H = DQ
O fator de qualidade Q éadimensional e constitui um fator de peso
proveniente da simplificação dos valores da Eficiência Biológica Relativa (RBE) dos
diferentes tipos de radiação,na indução de determinado tipo de efeito biológico.
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Matematicamente, a dose equivalente é expressa pela seguinte fórmula:
H = D.Q.(J/Kg)
H – Dose equivalente ou Equivalente de dose no órgão ou tecido T
D – Dose absorvida
Q – Fator de qualidademédio no órgão ou tecido T (ver tabela acima).
Unidade especial: SIEVERT=1 Sv = 1 J/Kg
Unidade anterior: REM – 100 Rem = 1 Sv
3.4.5. Doses máximas permitidas
A Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) determinou na Norma
“Diretrizes Básicas de Radioproteção” – de julho/88 – os seguintes valores para as
doses equivalentes máximas, anualmente:
Dose Equivalente
Trabalhador
Dose equivalente efetiva
50mSv (5rem)
Dose equivalente para órgão ou tecido T
500mSv (50 rem)
Dose equivalente para a pele
500mSv (50 rem)
Dose equivalente para cristalino
150mSv (15 rem)
Dose equivalente para extremidades *
500mSv (50 rem)
* Extremidades são: mãos, antebraços, pés e tornozelos.
** T: fator de ponderação para o tecido ou órgão T.
Indivíduo Público
1mSv (0,1 rem)
1mSv/ɷT (0,1 rem/ɷT) **
50mSv (5 rem)
50mSv (5 rem)
50mSv (5 rem)
3.4.6. Limite de dose anual
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3.4.7. Relação entre a taxa de exposição e a atividade de uma fonte
A taxa de exposição pode ser associada àatividade gama de uma fonte, pela
expressão:X = Γ A /d²= taxa de exposição
Γ= (gamão) = Constante de taxa de exposição de uma Fonte Pontual,
d = distância da fonte ao detector.
A = atividade da fonte
Essa relação vale para as seguintes condições:
1) a fonte ésuficientemente pequena (puntiforme), de modo que a fluência
varie com o inverso do quadrado da distância;
2) a atenuação na camada de ar intermediária entre a fonte e o ponto de
medição édesprezível ou corrigida pelo fator de atenuação;
3) somente fótons provenientes da fonte contribuem para o ponto de medição,
ou seja,que não haja espalhamento nos materiais circunvizinhos.
Exemplo de cálculo do gamão (Γ) para Co (60).
3.4.8. Relação entre Dose Efetiva e Atividade de uma Fonte Puntiforme
A avaliação da quantidade de radiação absorvida por uma pessoa quando
está a certa distância de uma fonte radioativa, durante certo período de tempo, pode
ser feita utilizando um detector apropriado ou um modelo de cálculo para obter o
valor de alguma grandeza radiológica que a expresse.
A expressão utilizada para o cálculo, utiliza a constante de taxa de exposição
Γ, expressa em (R.m2)/(Ci.h). Os valores desta constante variam muito de tabela
para tabela, pois sua obtenção depende dos modelos de cálculo, que são
continuamente aperfeiçoados.
4. DETECÇÃO
Como nosso organismo não possui mecanismo sensorial que permite detectar
as radiações ionizantes o homem criou diversos aparelhos capazes de detectá-las.
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O detector de radiação é o dispositivo no qual ocorre a interação com o meio
que o constitui (ionização, cintilação, etc.). Complementam o Detector, aparelhos
que registram essas interações, tal que em conjunto formam os sistema de medida.
● Detector “GEIGER – MILLER” – Aparelhos portátil
● Câmara de ionização – Dosímetro de Bolso (caneta)
Além deles temos os Dosímetros individuais que são:
● Tipo filme – Filme para Raio X + filtros metálicos
● Tipo termoluminicentes.
5. QUANTIFICAÇÃO DAS RADIAÇÕES
Segundo (ELBERN, 2004), uma das questões iniciais na utilização da
radiação ionizante écomo realizar uma medição de quantidades utilizando a própria
radiação ou os efeitos e subprodutos de suas interações com a matéria.
Uma abordagem intuitiva seria medir quantas radiações são emitidas, por
exemplo, num intervalo de tempo ou quantas radiações atravessam determinada
secção ou área. São grandezas radiológicas associadas ao campo de radiação, que
contabilizam o número de radiações relacionado com alguma outra grandeza do
sistema de medição tradicional, como tempo e área.
5.1. Medidas de Controle
Os princípios básicos de controle de radiação ionizante emitida por fontes
externas fundamentam-se em três fatores principais: distanciamento, blindagem e
tempo de exposição.
5.1.1. Distanciamento
A distância mantida entre o trabalhador e a fonte, além de constituir, em
muitos casos, uma medida de proteção eficaz, é a mais simples de ser aplicada.
Podemos dizer que a intensidade da radiação varia inversamente ao quadro da
distância considerados a partir da fonte.
5.1.2. Blindagem
Essa medida de controle baseia-se no uso de barreiras adequadas,
constituídas de materiais que tenham a capacidade de absorver radiações
ionizantes. A quantidade de radiação absorvida dependerá do tipo e da energia da
radiação, do coeficiente de absorção específico do material e da espessura da
barreira utilizada.
Na prática é muito comum o uso de chumbo ou concreto, pois são barreiras
bastante eficazes contra radiações ionizantes, devendo sua espessura ser
dimensionado em função do tipo de energia incidente. Portanto, essa prática deve
ser efetuada por equipe especializada.
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5.1.3. Tempo de exposição
A dose acumulada por uma pessoa que trabalha numa área que tem certa
taxa de dose é diretamente proporcional ao tempo que ela permanece na área. Esta
dose pode então ser controlada pela limitação desse tempo.
5.2. NORMALIZAÇÃO
A Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) é o órgão oficial que
coordena todo sistema de utilização de fontes radioativas no Brasil (Controle,
elaboração de Norma, fiscalização, etc.). Toda Empresa que se utiliza desta
tecnologia deve cumprir todas as normas por ela deliberadas.
Algumas destas normas são:
● Diretrizes básicas de radioproteção – CNEN – NE – 3.01 - Julho/88;
● Licenciamento de instalações radioativas – CNEN – NE – 6.02 –
Outubro/84;
● Gerência de rejeitos radioativos em instalações radioativas – CNEN –
NE – 6.05 – Novembro/85;
● Transporte de materiais radioativos – CNEN – NE – 5.01 JULHO/88.
5.2.1. Tabelas de Elementos Radioativos
A seguir apresentam-sealgumas tabelas relacionadas aos elementos
radioativos mais comuns.
Tabela de Coeficiente de Absorção Linear ( cm − 1 )
ISÓTOPOS
Cobalto-60
Irídio-192
Césio-137
Túlio-170
SÍMBOLO
60
Co
192
Ir
137
Cs
170
Tm
Γ (R • m²/h • Ci)
1,34
0,486
0,324
0,0025
Tabela de Coeficiente de Absorção Linear ( cm − 1 )
FONTE
ENERGIA MÁXIMA (KeV)
CONCRETOP= 7,35 g/cm³
PbP= 11,35 g/cm³
AÇOg/cm³
Cs-137
660
0,175
1,26
0,40
Ir-192
600
0,177
1,41
0,693
Co-60
1330
0,126
0,63
0,31
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Tabela de Constante de decaimento radioativo ( ano
FONTE
−1
)
λ
Cs-137
0,025 ano
Ir-192
3,465 ano
Co-60
0,131 ano
−1
−1
−1
Tabela de espessura de barreiras
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6. REFERÊNCIAS
ELBERN, Alwin. Noções sobre Dosimetria das Radiações Ionizantes. São Paulo:
Notas de Aula, 2004. Disponível em:
http://www.prorad.com.br/cursos/Cursos/nocoes_dosimetria.pdf
GÁRIOS, Marcelo Giordano, Radiações Ionizantes. MG: apostila, 2010.
NOUAILHETAS, Yannick, Radiações Ionizantes e a Vida Rio de Janeiro: CNEN –
Comissão Nacional de Energia Nuclear - Apostila Educativa, 2005.
REZENDE, Aliberino Ferreira. Projeto de Pesquisa “Radiografia do Sistema
Radiológico Nacional”. São Paulo: nov./1995.
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