CURSO BÁSICO DE RADIOPROTEÇÃO.pdf

4a Edio

Curso Bsico de Radioproteo - R i c a r d o A n d r e u c c i 1

RICARDO ANDREUCCI

Jan./ 2002


Prefcio

Esta apostila representa um guia bsico paraprogramas de treinamento em ProteoRadiolgica , contendo assuntos voltados paraas aplicaes industriais das radiaesionizantes. Trata-se portanto de um materialdiddico de interesse e consulta, para osprofissionais e estudantes que se iniciam ouestejam envolvidos com a RadioproteoIndustrial.

O Autor


Copyright

ANDREUCCI, Assessoria e Servios Tcnicos LtdaRua Mateus Grou 539, Apto.34 So Paulo, SP - Brasil

e-mail: [email protected]

4a Edio

2002

RicardoAndreucci

Professor da Faculdade de Tecnologia de SoPaulo - FATEC/ SP, nas disciplinas deControle da Qualidade do Curso deSoldagem.

Qualificado e Certificado pelo IBQN como NvelIII nos mtodos de ensaio radiogrfico,partculas magnticas ultra-som e lquidospenetrantes, conforme norma CNEN-NN 1.17

Membro da Comisso de Segurana eRadioproteo da Associao Brasileira deEnsaios No Destrutivos - ABENDE.

Diretor Tcnico da ANDREUCCI Ass. e Serv.Tcnicos Ltda.

Consultor Tcnico como Nvel III de END paraimportantes empresas brasileiras e do exterior

Participante como Autor do livro "Soldagem"editado pelo SENAI / SP

Autor do livro "Radiologia Industrial - AspectosBsicos"- ABENDE/SP - Jul./2001

Supervisor de Radioproteo Industrial,Credenciado pela Comisso Nacional deEnergia Nuclear - CNEN , e responsvel pelaRadioproteo de empresa VOITH PAPERMq. e Equipamentos


NDICE

Assunto Pg.

1. Elementos Bsicos da Radioproteo ............................................... 061.1 - Natureza da radiao penetrante .....................................................1.2 - Estrutura da Matria .......................................................................1.3 - Variaes e Composio dos tomos ..............................................

060809

2. Unidades Especiais de Medida em Radioproteo ............................ 112.1 - Atividade de uma Fonte Radioativa .................................................2.2 - Atividade Especfica de uma Fonte Radioativa ................................2.3 - Energia das radiaes emitidas .......................................................2.4 - Exposio .......................................................................................2.5 - Taxa de Exposio ..........................................................................2.6 - Dose Absorvida ..............................................................................2.7 - Dose Equivalente ............................................................................2.8 - Taxa de Dose Equivalente ...............................................................

1112121213131415

3. Radiao e Radioatividade .............................................................. 163.1 - Caractersticas das Radiaes ..........................................................3.2 - Fontes Radioativas ..........................................................................

1820

4. Interao da Radiao com a Matria ............................................. 294.1 - Efeitos Fsicos de Absoro e Espalhamento da Radiao ................4.2 - Coeficiente de Atenuao Linear ....................................................4.3 - Camada Semi-Redutora (HVL) .......................................................4.4 - Camada dcimo redutora (TVL) .....................................................

29323334

5. Mtodos de Deteco da Radiao ................................................... 355.1 - Detetores Geiger-Muller .................................................................5.2 - Cmaras de Ionizao ......................................................................5.3 - Dosmetros de Leitura Indireta ........................................................5.4 - Dosmetros hbridos de leitura direta e indireta ...............................5.5 - Calibrao de Instrumentos .............................................................

3637373839

dinaRealce

dinaRealce


Assunto Pg.

6. Equipamentos de Radiao para Uso Industrial .............................. 436.1 - Equipamentos de Raios-X ..............................................................6.2 - Equipamentos de Raios Gama .......................................................6.3 - Equipamentos de Medio de Nvel e Controle de Espessuras ou Densidades

....................................................................................6.4- Armazenamento, Transporte e Sinalizao dos Equipamentos de Radiao

.......................................................................................

4346

48

48

7. Controle das Radiaes Ionizantes ................................................. 567.1 - Distncia .......................................................................................7.2 - Blindagem .....................................................................................7.3 - Tempo de Exposio ......................................................................7.4 Limites Primrios Anuais de Doses Equivalentes.............................

56576464

7.5 - Plano de Radioproteo .................................................................. 67

8. Efeitos Biolgicos das Radiaes Ionizantes ................................... 688.1 - Efeitos das Radiaes sobre as Clulas ............................................8.2 - Efeitos Somticos ...........................................................................8.3 - Efeitos Genticos ............................................................................

707175

Exerccios Propostos .....................................................................Gabarito das Questes ....................................................................Glossrio .......................................................................................Obras Consultadas ........................................................................

77889092


1. Elementos Bsicos da Radioproteo

1. Objetivos da Radioproteo:

Alguns autores definem os objetivos da proteo radiolgica como sendo a preveno ou reduo aomnimo os danos somticos e a degenerescncia da constituio gentica da populao , mas de acordocom as recomendaes do ICRP "International Commission on Radiological Protection" podemosresumir que os objetivos bsicos da radioproteo a manuteno e conservao das condiesapropriadamente seguras para as atividades envolvendo exposio humana .

( Fonte: IAEA - International Atomic Energy Agency )

1.1 Natureza da Radiao Penetrante:

Com a descoberta dos Raios X pelo fsico W. C. Roentgen em 1895, imediatamente iniciaram-se osestudos sobre as emisses de partculas, provenientes de corpos radioativos, observando suaspropriedades e interpretando os resultados.Nesta poca, destacaram-se dois cientistas, Pierre e Marie Curie, pela descoberta do polonio e o radiume ainda deve-se a eles a denominao Radioatividade (propriedade de emisso de radiaes pordiversas substncias).No comeo do sculo XX, 1903, Rutherford, aps profundos estudos formulou hipteses sobre asemisses radioativas, pois convm frisar,que naquela poca ainda no se conhecia o tomo e os ncleosatmicos e coube a este cientista a formulao do primeiro modelo atmico criado e que at hojepermanecem.

PRINCPIOS DA OTIMIZAO DA PROTEO RADIOLGICA

Nenhuma prtica deve ser adotada a menos que sua introduo produza um benefciopositivo

Toda exposio deve ser mantida to baixa quanto rasoavelmente possvel levando-se emconta fatres econmicos e sociais ;

As doses equivalentes para os indivduos do pblico no devem exceder os limitesrecomendados para as circunstncias apropriadas.


O nome Radiao Penetrante se originou da propriedade de que certas formas de energia radiantepossuem de atravessar materiais opacos luz visvel. Podemos distinguir dois tipos de radiaopenetrante usados industrialmente: os Raios X e os Raios Gama. Elas se distinguem da luz visvel porpossurem um comprimento de onda extremamente curto, o que lhes d a capacidade de atravessaremmateriais que absorvem ou refletem a luz visvel. Por serem de natureza semelhante luz, os Raios X eos Raios Gama possuem uma srie de propriedades em comum com a luz entre as quais podemos citar:possuem mesma velocidade de propagao (300.000 km/s), deslocam-se em linha reta, no so afetadaspor campos eltricos ou magnticos, possuem a propriedade de impressionar emulses fotogrficas.

Poderamos citar outras propriedades comuns entre as radiaes penetrantes e a luz visvel, no entantoocorre que vrios fenmenos que observamos na luz, so muitos difceis de serem detectados. Ofenmeno de refrao, por exemplo, ocorre nas radiaes penetrantes, mas numa escala to pequena queso necessrios instrumentos muito sensveis para detect-lo.Isso explica porque a radiao penetrante no pode ser focalizada atravs de lentes, como acontece coma luz.No mbito das aplicaes industriais , devemos salientar seis propriedades da radiao penetrante queso de particular importncia:

deslocam-se em linha reta; podem atravessar materiais opacos a luz, ao faz-lo, so parcialmente absorvidos

por esses materiais; podem impressionar pelculas fotogrficas, formando imagens; provocam o fenmeno da fluorescncia ; provocam efeitos genticos ; provocam ionizaes nos tomos.

Wilhelm Conrad Roentgen com 48anos de idade, cientista da Univer-sidade de Wuerzburg, Alemanha,trabalhando em seu laboratriodescobriu os Raios X em 8 deNovembro de 1895 . Em Dezembrode 1901 ganhou Prmio Nobel defsica pela sua descoberta.


1.2 Estrutura da Matria:

Aps os anos de 1860 , cientistas sabiam que diferentes elementos continham tomos com diferentespropriedades, a questo era Como os tomos diferem entre si ?. Para compreender isso, tiveram queestudar como um tomo era composto.Em 1906, Ernest Rutherford realizou experincias com bombardeio de partculas alfa em finas folhas deouro (as partculas alfa so emitidas por certos radioistopos, ocorrendo naturalmente).Ele achava que a maioria das partculas passavam direto atravs da fina folha do metal em sua direooriginal. Contudo, algumas partculas foram desviadas. Isto levou ao desenvolvimento do modeloatmico que aceito at hoje. O ncleo contm carga positiva no tomo , e ao redor do ncleo giram oseltrons.

Os eltrons ocupam nveis ou camadas de energia e o espaamento desses nveis causam o grandetamanho do tomo em comparao com o ncleo.Os cientistas conheciam agora que o tomo consistia de um ncleo contendo um nmero de prtons euma nuvem eletrnica com igual nmero de eltrons . Contudo eles achavam confuso, pelo fato dotomo de hlio (nmero atmico 2) pesar quatro vezes mais que o tomo de hidrognio. Irregularidadesno peso persistiam atravs da tabela peridica. Predisseram algumas teorias para o acontecido, mas aconfuso terminou em 1932, quando James Chadwick, fsico ingls, descobriu uma partcula chamadade neutron.

Ncleocamada K

camada L

camada M


Essa partcula tinha uma massa igual ao do prton, mas no tinha carga. Para descrever essa novapropriedade, cientistas assumiram o nmero de massa, nmero de partculas (prtons e neutrons noncleo). Descrevendo o tomo, o nmero de massa seria escrito com um nmero superior no smboloqumico.

1.3 Variaes e Composio dos tomos , Radioistopos:

Todos os elementos que contm, em seu ncleo atmico, o mesmo nmero de prtons, mas quepossuem nmeros diferentes de neutrons, manifestam as mesmas propriedades qumicas e ocupam omesmo lugar na classificao peridica. So elementos que, por terem o mesmo nmero de prtons,tm o mesmo nmero atmico e por terem nmeros diferentes de neutrons tm nmero de massadiversos. So chamados istopos, nome cuja etimologia indica o mesmo lugar que ocupam naclassificao peridica dos elementos.O nmero de istopos conhecidos, de cada elemento, muito varivel. O Iodo, por exemplo, tem 13, oferro e o Urnio tem 6, cada um. Os istopos de um mesmo elemento no tem as mesmas propriedadesfsicas. Assim, por exemplo, o istopo do Iodo (I-127) estvel, todos os outros so radiativos, isto ,so chamados de radioistopos.

Em 1934, Marie e Pierre Curie descobriram a radioatividade produzida artificialmente quando,bombardeado um determinado elemento com radiaes particuladas.A produo artificial de istopos pode ser feita no somente com partculas alfa, mas tambm comprtons, deuterons, neutrons e raios gama de alta energia.

Marie Sklodowska Curie, estudouna Frana a partir de 1891 emSourbone. Casou em 1895 comPierre , e em 1898 descobriram oelemento rdio que fizeram jus aoPrmio Nobel de Fsica. Em 1907seu marido vem a falecer pormorte acidental, e Marie em 1911ganha novamente o Prmio Nobelde Fsica por ter isolado o rdio nasua forma pura. Trabahou naPrimeira Guerra Mundial comotcnica em Raios X, numa unidademvel. Em 4 de Julho de 1934vem a falecer com 64 anos.


A partir de 1954, os radioistopos passaram a ser produzidos em escala aprecivel, nos reatores,iniciando-se a fase de produo de fontes radioativas de alta intensidade que tm um grande nmero deaplicaes industriais.

Os trabalhos baseados no emprego dos radioistopos tem hoje enorme aplicao. As experinciasmultiplicaram-se em muitos setores e, no exagero dizer que os radioistopos tm trazido umaverdadeira revoluo em todos os domnios das atividades humana, nos quais a experimentaodesempenha papel preponderante.

No campo industrial , a gamagrafia onde o radioistopo desempenha papel importante na inspeo decomponentes , no sentido de verificar a sanidade interna dos materiais e sua conformidade com o grau dequalidade requerido pelas normas e cdigos de projeto.

Engenheiro de uma Companhia Areapreparando o ensaio radiogrfico daturbina do avio , usando um aparelhopara irradiao contendo uma fonteradioativa de Irdio-192 ,com atividadede 100 Curies. O ensaio radiogrficoem aeronaves constitui um poderosorecurso da tecnologia para garantir quetodos os componentes inspecionadospermanecem no mesma condio defabricao.

( Foto extrada da British Nuclear FuelsLimited)


2. Unidades Especiais de Medidas em Radioproteo

Alm das unidades que conhecemos do Sistema Internacional (SI) ,existem algumas unidades especiaisderivadas , que foram definidas com finalidade de facilitar os estudos em fsica nuclear e radioproteo, eque o leitor deve estar familiarizado para melhor entendimento das questes relativas a parte tcnica edas normas bsicas da radioproteo , como seguem.

2.1 Atividade de uma Fonte Radioativa:

A atividade de um radioistopo caracterizada pelo nmero desintegraes ou transformaesnucleares que ocorrem em um certo intervalo de tempo. Como descrito em 3.2 , a atividade proporcional ao nmero de tomos excitados presentes no elemento radioativo, e podemos express-laatravs da frmula semelhante eq.4 do Decaimento Radioativo:

A= .N , ou seja:

A = Ao . e- . t (1)

onde Ao = atividade inicial do elemento radioativo.

A = atividade do elemento radioativo aps decorrido um certo intervalo detempo.

= constante de desintegrao caracterstica do material radioativo

t = tempo decorrido.

Como demonstrado no Decaimento Radioativo, a atividade de um certo elemento diminuiprogressivamente com o passar do tempo, porm nunca se torna igual a zero.

A unidade padro de atividade o Becquerel, que definida como sendo a quantidade de qualquermaterial radioativo que sofre uma desintegrao por segundo ou ainda que 1 Becquerel equivalente a 1tomo se desintegrando por segundo.

1 Bq = 1 dps.

1 kBq ( 1 kilobecquerel) = 103 dps. 1 TBq ( 1 terabecquerel) = 1012 dps.

1 MBq (1 megabecquerel) = 106 dps. 1 GBq (1 gigabecquerel) = 109 dps.


P unidade antiga : 1 Curie * (Ci) = 3,7 x 1010 dps ou s-1

1 Ci = 3,7 x 1010 Bq ou 1 Ci = 37 GBq. portanto: 1 Bq = 27 pCi. ou 1 nCi = 37 Bq ou 1 Ci = 37 kBq 1 mCi = 37 MBq ou 10 Ci = 37 TBq

2.2 Atividade Especfica de uma Fonte Radioativa:

A atividade especfica determina a concentrao de tomos excitados numa substncia radioativa.Determinamos a atividade especfica de um certo elemento dividindo a sua atividade por sua massa.Normalmente a atividade especfica medida em Curies* / Grama ou Bq / Grama. Essa medida importante porque determina as dimenses fsicas da fonte de radiao. Fontes confeccionadas comelementos de alta atividade especfica possuem dimenses menores que as feitas com elementos de baixaatividade especfica. Esse fato implica num aumento de qualidade radiogrfica, melhorando as condiesgeomtricas da exposio.

2.3 Energia das Radiaes Emitidas:

A energia dos Raios X ou gama, emitidos por um aparelho ou um elemento radioativo, socaractersticas que definem a qualidade do feixe de radiao. A maior ou menor energia das radiaesproporcionam um maior ou menor poder de penetrao nos materiais e seus efeitos ao interagir com amatria.A unidade mais usada para medir a energia das radiaes o eltron-volt (eV). Um eltron-voltrepresenta a energia gerada por um eltron ao ser acelerado por uma diferena de potencial de 1 volt.Assim sendo ,1 eV = 1,6 x 10-19 JoulesNormalmente so empregados mltiplos dessa unidade, da seguinte forma:

quiloeltron-volt = 1 keV = 1.000 eV megaeltron-volt = 1 MeV = 1.000.000 eV

2.4 Exposio ( X ):

A exposio radiao determinado pela razo entre o nmero de cargas eltricas de mesmo sinalproduzidos no ar , pela unidade de massa de ar. Assim a unidade de medida de Exposio ser C/kg. Aexposio radiolgica est associada aos efeitos das radiaes sobre os seres vivos.

* Em homenagem aos dois cientistas Pierre e Marie Curie descobridores da radioatividade em 1934


Radiao IonizanteRaios-X ou Gama

Volume de Arnas CNPT

partculascarregadas

2.5 Taxa de Exposio:

a razo entre exposio radiolgica pela unidade de tempo. freqentemente usada para medircampos de radiao no ambiente da instalao radioativa , no intuito de preveno e controle daexposio,e portanto sua unidade ser:C/ kg . h

2.6 Dose Absorvida:

A Dose de radiao eletromagntica definida como sendo a energia absorvida por unidade de massa .Assim , a unidade de medida ser ergs / g ou Joule / kg. Na unidade usual a dose absorvida oGray (Gy) .

* Em homenagem ao cientista W.C. Roentgen , pesquisador e descobridor dos Raios X em 1895

A unidade antiga de exposio era o Roentgen * ( R ) , usada para radiao X ou Gama , no ar , e valia:

R = 2,58 x 10-4 C/kg.

A unidade antiga de taxa de exposio era o R/h , usada para radiao X ou Gama no ar , e valia: 1R/h = 258 C/kg.h .


1 J / kg = 1 gray (Gy)

A ttulo de exemplo, para uma massa de 1 g de gua , exposta a 2,58 x 10-4 C/kg (1 R) de radiao Xou Gama , a dose absorvida ser de aproximadamente 9,3 mGy ( 0,93 rads ).

2.7 Dose Equivalente:

A dose absorvida , como definida em 2.6 , insuficiente para predizer a severidade ou a probabilidadede um efeito deletrio na sade do indivduo, resultante da irradiao sob condies noespecificada.Portanto em proteo radiolgica conveniente uma quantidade que relacione melhor adose com os efeitos deletrios da radiao sobre o ser humano.

Esta quantidade denominada de dose equivalente H que a dose absorvida modificada pelosfatores de ponderao "Q" que pode variar de 1 a 20 e denominado Fator de Qualidade ,que paraRaios-X e Gama igual a unidade ,"N" so outros fatores modificadores especificados por normasinternacionais , e que na atualidade assumido como unitrio.Nas unidades atuais , a unidade de dose equivalente o Sievert ( Sv ) = 1 Joule / kg .

H = D x Q x N

Na rotina diria em proteo radiolgica , usa-se com frequncia submltiplos do Sievert , tais como:

1 mSv = 100 mRem 1 nSv = 0,1 Rem

1 Sv = 0,1 mRem

* Rem corresponde abreviao de Roentgen Equivalent Man ou seja os efeitos da exposio quandoliberada no homem

Nas unidades antigas a dose equivalente era medida em Rem * e valia: 1 Rem* = 100 ergs/g ou seja 1 Sv = 100 Rem .

Nas unidades antigas a dose era medida em rads , que valia: 1 rad = 100 ergs/g ou seja 1 Gy = 100 rads


Fatores de Ponderao Q

Fonte: Recommendation of the ICRP Publication Nr. 26 - Jan./77

2.8 Taxa de Dose Equivalente :

a razo da dose equivalente pela unidade de tempo. freqentemente usada para medir campos deradiao no ambiente da instalao radioativa , no intuito de preveno e controle da dose , e portantosua unidade ser: Sv / h

A maioria dos equipamentos medidores de radiao modernos , tem sua escala calibrada nesta unidade,para facilitar a converso de unidades de taxa de dose equivalente e a comparao com os mximospermitidos.Por esta razo freqente a confuso entre taxa de dose equivalente com taxa de exposio .Assim , a grandeza mais importante a ser medida a taxa de dose equivalente , pois esta que iremoscomparar , e estabelecer os limites de aceitao dos nveis de radiao, com base nas normas deRadioproteo.

Radiao Interna ou Externa Fator Q

Para Raios X , Gama e eltrons ............................................. 1

Neutrons, Prtons, partculas de resto de massa maiorque uma unidade de massa atmica de energia desconhecida .... 10

Partculas e mltiplas partculas carregadas com energiadesconhecida ............................................................................ 20

Antoine Henry Becquereldesenvolveu seu interesse na cinciapor sua famlia decientistas.Becquerel trabalhandocom sais de urnio descobriu aradioatividade e a emissoexpontnea de radiao destematerial. Demonstrou tambmcertas semelhanas entre estasemisses e os Raios X, mas quepoderiam ser defletidas por camposmagnticos.Pela sua descoberta


3. Radiao e Radioatividade

Define-se Radioatividade como sendo a emisso expontnea de radiao corpuscular eeletromagntica ,por um ncleo atmico que se encontra num estado excitado de energia. Existem trstipos diferentes de radiao, como segue:

- Partculas Alfa ( )- Partculas Beta ( )- Raios Gama ( )

As partculas Alfa so constitudas de dois neutrons e dois prtons, caracterizando um ncleoatmico de Hlio. Devido ao seu alto peso e tamanho, elas possuem pouca penetrao e so facilmenteabsorvidas por poucos centmetros de ar.

As partculas Beta so constitudas por eltrons, que possuem velocidades prximas da luz, comcarga eltrica negativa. Possuem um poder de penetrao bastante superior s radiaes Alfa, podendoser absorvidas por alguns centmetros de acrlico ou plsticos, na sua grande maioria.A ttulo de exemplo mostramos no quadro abaixo algumas fontes emissoras de radiao Beta e asespessuras de materiais capazes de bloquear tais radiaes.

Fonte: Manual on Gamma Radiography , IAEA

As radiaes X e Gama so de natureza ondulatria, ao contrrio das demais que tem caractersticascorpusculares. Devido a isto, possui um alto poder de penetrao nos materiais. E possvel separar ostrs tipos de radiao descritos atravs da aplicao de um campo eltrico ou magntico, numa amostracomo mostrado na figura a seguir.

Mxima Penetrao das Radiaes Beta nos Materiais

Penetrao Mxima em milmetrosRadioistopo Energia Ar Plstico Madeira AlumnioPromcio-147 ( 0,23 MeV) 400 0,6 0,7 0,26Tlio-204 ( 0,77 MeV) 2400 3,3 4,0 1,50Fsforo-32 (1,71 MeV) 7100 - - -Estrncio-90 (2,26 MeV) 8500 11,7 14,0 5,2Ytrio-90 (2,26 MeV) 8500 11,7 14,0 5,2


Esquema de separao das radiaes alfa, beta e gama.

As propriedades das radiaes eletromagnticas, Raios X e Gama, so dependentes de seucomprimento de onda (ou energia) que por sua vez definem o tipo de radiao. As radiaeseletromagnticas, com seus respectivos intervalos de comprimento de onda esto descritas na tabela 1.

Tabela - 1

Onda Eletromagntica Comprimento de onda(Angstrons)

ondas de rdio 106

a 1013

infravermelho 7,7 x 10

3 a 4 x 10

6

luz visvel 3,9 x 103

a 7,7 x 103

ultravioleta 4 x 103

a 10Raios - X 5 a 10

-2

Raios-Gama 10-2

a 5 x 10-3

Obs: Esta diviso no rigorosa quanto aos valores limites citados. (Fonte: Informao 29 , IEA , Ago./79 )

Outras grandezas relativas s ondas eletromagnticas so: frequncia e energia. .Podemos relacionar aenergia com comprimento de onda ou com frequncia. A equao que relaciona a energia com ocomprimento de onda a equao de Planck* :

h . c E = ------ (2)

onde: c = velocidade da luz.E = energia (Joule).h = constante de Planck ( 6.624 x 10-34 Joule x segundo). = comprimento de onda.

* Max Planck (1858 - 1947) - Fsico alemo autor da teoria dos quanta ,que muito contribuiu para o estudo dafsica.


PA informao mais importante que tiramos da equao de Planck que, quantomenor o comprimento de onda, maior a energia da radiao. Em termos prticos,radiaes com menores energias, so mais fceis de serem blindadas e pessoasprotegidas.

Exemplo de aplicao:

Qual a energia de uma radiao eletromagntica com comprimento de onda igual a 0,1 Angstron?

Resposta:sendo c = 300 000 km/s = 3 x 108 m/s e 1 A = 10-10 m

E = 6,624 x 10-34 x 3 x 108 / 10-9 = 1,987 x 10-14 Joule

como 1 Joule = 6,242 x 1012 MeV ( No sistema SI ) E = 0,124 MeV ou 124 keV

Como vimos, ento, as radiaes X e gama so semelhantes luz e s ondas de rdio, diferindo apenasno que se refere ao seu comprimento de onda. Por possurem comprimento de onda muito curto, econsequentemente alta energia, os Raios X e gama apresentam propriedades e caractersticas que asdistinguem das demais ondas eletromagnticas.

3.1 Caractersticas das Radiaes:

As radiaes gama so aquelas que so emitidas do ncleo do tomo, o qual se encontra num estadoexcitado de energia, o que diferencia significativamente das radiaes X, as quais so emitidas dascamadas eletrnicas dos tomos. Essas emisses no ocorrem de forma desordenada, mas possuem umpadro de emisso denominado espectro de emisso.

X , GAMA

ALFA BETA

Plstico Metal Chumbo

Caractersticas de Penetrao das Radiaes Ionizantes


3.1.1 Espectro de emisso das Radiaes Gama.

As radiaes gama, provenientes dos elementos radioativos naturais e artificiais, so emitidas comintensidades e energias bem definidas, caracterizando um espectro discreto de emisso, em outraspalavras, os raios gama que saem do ncleo do tomo, possuem energias bem determinadas ecaractersticas do radioistopo considerado.

Energia ( MeV)1,17 1,33

%100

Espectro de emisso dos raios gama, emitido pelo Cobalto-60

3.1.2 Espectro de emisso das Radiaes X.

Os fenmenos envolvidos na gerao dos Raios X, do origem a uma radiao que possui infinitasenergias, dentro de um limite mnimo e um mximo. Isto caracteriza um espectro de emisso contnua ,neste intervalo.

Espectro contnuo , caracterstico de emisso dos Raios X.

As radiaes emitidas pelo radioistopoCo-60 , representa uma das energias maispenetrantes e perigosas entre as fontescomercialmente utilizadas . So capazes deatravessar facilmente 100 mm de ao ou60 cm de concreto. Por estas razes amanipulao destas fontes requeremplanejamento,procedimentos, insta-laesadequadas .


Os Raios X, destinados ao uso industrial e mdico, so gerados numa ampola de vidro, denominada tubode Coolidge, que possui duas partes distintas: o nodo e o ctodo.

O nodo e o ctodo so submetidos a uma tenso eltrica da ordem de milhares de volts, sendo o polopositivo ligado ao nodo e o negativo no ctodo. O nodo constitudo de uma pequena parte fabricadaem tungstnio, tambm denominado de alvo, e o ctodo de um pequeno filamento, tal qual uma lmpadaincandescente, por onde passa uma corrente eltrica da ordem de miliamperes.

Quando o tubo ligado, a corrente eltrica do filamento, se aquece e passa a emitir espontaneamenteeltrons que so atrados e acelerados em direo ao alvo. Nesta interao, dos eltrons com os tomosde tungstnio, ocorre a desacelerao repentina dos eltrons, transformando a energia cintica adquiridaem Raios X.

Outros fenmenos de interao dos eltrons acelerados com as camadas eletrnicas dos tomos detungstnio, tambm so responsveis pela emisso dos Raios X.

Os Raios X, so gerados nas camadas eletrnicas dos tomos por variados processos fsicos.Caracteriza-se por apresentar um espectro contnuo de emisso ao contrrio das radiaes gama. Emoutras palavras, os Raios X emitidos pelo aparelho apresentam uma variedade muito grande decomprimento de onda ou seja que a energia varia de uma forma contnua.

3.2 Fontes Radioativas :

Com o desenvolvimento dos reatores nucleares, foi possvel a produo artificial de istoposradioativos atravs de reaes nucleares de ativao.


O fenmeno de ativao, ocorre quando elementos naturais so colocados junto ao ncleo de um reatornuclear e portanto, irradiados por neutrons trmicos, que atingem o ncleo do tomo, penetrando nele.Isto quebra de equilbrio energtico no ncleo, e ao mesmo tempo muda sua massa atmica,caracterizando assim o istopo. O estabelecimento do equilbrio energtico do ncleo do tomo, feitopela liberao de energia na forma de Raios gama.

Um tomo que submetido ao processo de ativao, e portanto seu ncleo se encontra num estadoexcitado de energia passa a emitir radiao. O nmero de tomos capazes de emitir radiao, diminuigradualmente com o decorrer do tempo. A esse fenmeno chamamos de Decaimento Radioativo.

Tempo

A

decaimento radioativo

Ao

Tempo

Log A

LogAo

01

0

decaimento radioativo

Ao/2

T1/2 1/2T

Log Ao/2

Esquema do Decaimento Radioativo caracterstico de qualquer fonte gama.

Uma caracterstica importante do Decaimento Radioativo que ele no se processa na mesmavelocidade para diferentes elementos. Por exemplo, uma amostra de Co-60 podemos dizer que ostomos se desintegram mais lentamente que no caso de uma amostra de Ir-192.

Com base nesses dados podemos expressar matematicamente o Decaimento Radioativo pela seguinteequao diferencial:

dN = -No. .dt (3)

Observe que a relao demonstra que o nmero de tomos N que se desintegram dentro de um certointervalo de tempo proporcional a , No e t. Nessa equao a letra lambda representauma grandeza denominada de Constante de Desintegrao, que significa a razo que a desintegraose processa. A Constante de Desintegrao uma caracterstica conhecida de cada elemento radioativo ,natural ou artificial.


Resolvendo a equao diferencial (3) chegamos ento expresso matemtica de Lei do DecaimentoRadioativo:

N = No e- . t. (4)

onde No = nmero inicial de eltrons excitados.N = nmeros de tomos excitados aps transcorrido um certo intervalo de

tempo.e = base dos logaritmo neperiano. = constante de desintegrao, caracterstica do material radioativo.t = tempo transcorrido.

importante observar-se, na eq.4 , que o decaimento obedece a uma lei exponencial. Isso significa que onmero de tomos radioativos "N" nunca se tornar zero, embora assuma valores progressivamentemenores. Em outras palavras, isso significa que um material radioativo sempre estar emitindo algumaradiao, no importando quanto tempo tenha transcorrido desde a sua formao.Em termos prticos , o uso no nmero de tomos "N" na eq.4 em geral so nmeros muito grandes queinviabiliza o clculo para fins de radioproteo. Assim , como definido em 2.1 , A = . N ,podemos substituir "N" na eq.4 , obtendo uma equao mais simples (eq.1), e mais prtico para seuuso.

3.2.1 Meia Vida:

Quando produzimos uma fonte radioativa, colocamos em estado excitado, um certo nmero No detomos na fonte. Vimos atravs da Lei do Decaimento Radioativo que esse nmero de tomos excitadodiminui com o passar do tempo, segundo as caractersticas do elemento radioativo.Portanto, aps passado um certo intervalo de tempo, podemos ter no material radioativo exatamente ametade do nmero inicial de tomos excitados.A esse intervalo de tempo, denominamos Meia-Vida do elemento radioativo. Como a taxa em que ostomos se desintegram diferente de um elemento para outro elemento a Meia Vida tambm ser umacaracterstica conhecida de cada elemento radioativo.

A Meia - Vida representada pelo smbolo T1/2 e pode ser determinada pela seguinte equao: 0,693 T1/2 = -------- (5)

onde: T1/2 = meia-vida do elemento. = constante de desintegrao radioativa


PO valor da meia-vida conhecido e tabelado para todos os radioistopos,assim se torna fcil o clculo da atividade de uma fonte gama ,atravs daeq.1

Exemplo: Uma fonte de Cobalto-60 foi adquirida com atividade de 1850 GBq (50 Ci) . Aps decorrido20 anos, qual atividade da fonte ?Resposta:Como a meia-vida do Co-60 5,3 anos , a constante de desintegrao radioativa ser calculada pelaeq.(5). 0,693

= -------- = 0,13 anos -1 5,3

Aplicado a eq.(1) temos: A = 1850 . e- 0,13 . 20 anos = 137 GBq

interessante sabermos que a desintegrao radioativa processo probabilstico , ou seja, nopodemos prever quando um determinado tomo vai sofrer seu processo de desintegrao outransmutao, mas podemos determinar a durao mdia de um ncleo instvel atravs do quedenominamos de vida-mdia dos tomos de uma mesma espcie nuclear, calculado pelo inverso dameia-vida.

T1/2 t = ---------

0,693

3.2.2 Clculo de Doses a partir de uma Fonte Radioativa:

Para fontes radioativas ideais , ou seja , aquelas cujas dimenses possam ser consideradas desprezveisem relao distncia entre ela e o ponto considerado para a medida da dose , a equao , fruto daobservao , que se constitui fundamental enunciada como: "o dose-rate" de uma fonte gamapuntiforme num dado ponto , diretamente proporcional atividade da fonte e inversamenteproporcional ao quadrado da distncia entre a fonte e o ponto considerado" ,e matematicamente escreve-se: A P = . -------- (6) d2onde: " " uma constante caracterstica de cada fonte radioativa, e seu valor pode ser encontrado em

tabelas ,podendo ser determinada experimentalmente ou matematicamente.Seu nome "Fatorcaracterstico da emisso gama da fonte" ou simplesmente "Fator Gama".A = atividade da fonte e d = distncia da fonte ao ponto considerado


Em termos prticos , sabemos que as fontes industriais so de dimenses bastante reduzidas podendoser consideradas puntiformes , a partir de distncias de alguns centmetros

EXEMPLO DE UMA TABELA DE DECAIMENTO RADIOATIVO PARAUMA FONTE DE Ir-192 INDUSTRIAL


3.2.3 Fontes Seladas Industriais de Raios Gama:

As fontes usadas em gamagrafia (radiografia com raios gama), requerem cuidados especiais de seguranapois, uma vez ativadas, emitem radiao constantemente , por muito tempo.

As fontes radioativas para uso industrial, so encapsuladas em material austentico, de maneira tal queno h disperso ou fuga do material radioativo para o exterior.

Um dispositivo de conteno, transporte e fixao por meio do qual a cpsula que contm a fonteselada, est solidamente fixada em uma ponta de uma cabo de ao flexvel, e na outra ponta um engate,que permite o uso e manipulao da fonte, que denominado de porta fonte. Devido a uma grandevariedade de fabricantes e fornecedores existem diversos tipos de engates de porta-fontes.Estas fontes no podem ser reutilizadas ou reativadas aps sua atividade tornar-se resdual , devendoser armazenada em local especial ou devolvida ao fornecedor , como lixo radioativo.As fontes com meia-vida longa , como Co-60, devem sofrer testes peridicos de fuga de materialradioativo para fora da cpsula de ao inoxidvel, em razo do desgaste da espessura da parede dacpsula, causado pelo uso contnuo. Os equipamentos que utilizam tais fontes so descritos no item6.2.

Caractersticas das fontes radioativas seladas industriais para gamagrafia

Embora apenas poucas fontes radiotivas seladas sejam atualmente utilizadas pela indstria moderna,daremos a seguir as principais que podem ser utilizadas assim como as suas caractersticas fsico-qumicas:


(a) Cobalto - 60 ( Z = 27)

O Cobalto-60 obtido atravs do bombardeamento por nutrons do istopo estvel Co-59. Suasprincipais caractersticas so: Meia - Vida = 5,3 anos Energia da Radiao = 1,17 e 1,33 MeV Fator Gama ( ) = 9,06 C/kg.h / GBq a 1 m ou 1,35 R/h .Ci a 1m ou 0,351 mSv/h..GBq a 1m

(b) Irdio - 192 ( Z = 77)

O Iridio-192 obtido a partir do bombardeamento com nutrons do istopo estvel Ir-191. Suasprincipais caractersticas so: Meia - Vida = 74,4 dias Energia da Radiao = 0,137 a 0,65 MeV Fator Gama ( ) = 3,48 C/kg.h / GBq a 1 m ou 0,50 R/h.Ci a 1m ou 0,13 mSv/h . GBq a 1m

(c) Tlio -170 (Z = 69)

O Tlio-170 obtido com o bombardeamento por nutrons do istopo estvel, Tm - 169.Como esse material extremamente difcil de produzir, o material geralmente manuseado sob a formade xido. Suas principais caractersticas so: Energia de Radiao: 0,084 e 0,54 MeV. (O espectro do Tlio possui tambm radiao de

Bremsstrahlung, que a radiao liberada pelo freiamento dos eltrons em forma de partculasbeta).

Meia - Vida = 127 dias Fator Gama ( ) = 0,017 C/kg.h / GBq a 1 m ou 0,0025 R/h.Ci a 1m ou 0,0007 mSv/h .GBq a 1m

(d) Csio - 137 ( Z = 55)

O Cs-137 um dos produtos da fisso do Urnio-235. Este extrado atravs de processos qumicosque o separam do Urnio combustvel e dos outros produtos de fisso. Suas principais caractersticasso: Meia - Vida = 33 anos Energia de Radiao = 0,66 MeV Fator Gama ( ) = 2,30 C/kg.h / GBq a 1 m ou 0,33 R/h.Ci a 1m ou 0,081 mSv/h .GBq a 1m


Fontes com caractersticas fsicas similares s descritas acima , tambm so muito utilizadas em outrasaplicao. Por exemplo, para medio de espessura de materiais diversos (papel , chapas de ao , etc..),ou mesmo para medio de densidades de compostos ou de nvel em silos e similares.

Alm dessas fontes de radiao, que podem ser usadas, h uma grande variedade de elementos pormseu uso, muito restrito, devido dificuldade de extrao, baixa atividade especfica , baixacomercializao

Tabela 2 - Outros Radioistopos

ELEMENTORADIOATIVO

MEIAVIDA

ENERGIA DE RADIAOGAMA

Fator GamaC/kg.h / GBq a 1 m

Selnio Se - 75 125 dias 0,066 a 0,405 MeV 1,39Eurpio Eu - 152 127 dias 0,122 a 1,405 MeV 4,04

Prata Ag - 111 270 dias 0,53 a 1,52 MeV 0,14

Exemplos prticos de aplicao da eq.6

1. Qual ser a taxa de dose equivalente a 5 m de distncia de uma fonte de Ir-192 com atividade de 400GBq ?Soluo:

A taxa de dose pela eq.6 ser:

A 400 P = . -------- = 0,13 . ------------ mSv / h d2 5

2

P = 2,08 mSv / h

2. A taxa de dose de 1 mGy/h medida a 15 cm de uma fonte radioativa de Cs-137 . Qual a atividadeda fonte ?Soluo:1 mGy / h = 1 mSv / hPela eq.6:

A A 1 mSv/h = . -------- = 0,081. ---------- mSv / h d2 0,152

1 x 0,0225 A = ------------------ = 0,278 GBq 0,081


3. Uma taxa de dose de 780 Gy / h devida a uma fonte de Co-60 com 320 GBq. A que distnciaestaria esta fonte?Soluo:

A 320 0,78 mSv/h = . -------- = 0,351. ------------ d2 d2

d = [ 0,351 x 320 / 0,78 ] 1/2 = 12 metros

4. Uma fonte de Ir-192 com atividade de 1,3 TBq ser utilizada. A que distncia a taxa de dose serreduzida para 7,5 Gy / h ?

Soluo: 7,5 Gy / h = 0,0075 mSv/h A 1,3x103

0,0075 mSv/h = . -------- = 0,13. ------------ d2 d2

d = [ 0,13 x 1300 / 0,0075 ] 1/2 = 150 metros

P importante observar que quanto mais prxima estiver uma fonteradioativa maior ser a taxa de dose de radiao recebida. Assim , nuncase deve segurar uma fonte radioativa com a mo , pois nesse caso adistncia entre a fonte e a mo ser zero, e a dose recebida serinfinitamente grande.

Para o caso de resgate de fontes, o operador dever se utilizar de uma garrade no mnimo 1 metro de comprimento ou maior dependendo da atividadeda fonte, para garantir sua segurana.


EXEMPLO DE UM CERTIFICADO DE FONTE SELADA PARA USO INDUSTRIAL

O certificado da fonte um documento importante que comprova o nmero de registro da fonte, aatividade inicial, os testes que foram realizados e o tamanho focal.


3.2.4 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 complexodevido aos vrios tipos de aparelhos existentes , modelos , fabricantes , e utilizao. Portanto , cadafabricante deve fornecer tabelas especficas de seus aparelhos fabricados que estabelecem a dose deradiao a uma distncia padronizada. Entretanto, podemos estimar genricamente para qualqueraparelho uma relao matemtica que estabelece o fluxo de radiao em funo do nmero deraios-x monocromtico emitido por segundo n, e a distncia d considerada. Atravs de grficosespecficos, poderemos converter o fluxo de ftons em taxa de exposio , como segue:

n = ------------- ftons / cm2. s

4. . d2

Exemplo de aplicao:

Calcular a taxa de exposio devido a um aparelho de Raios-X cujo nodo emite 104 raios-X porsegundo , e opera com 300 kV a uma distncia de 50 cm.

Soluo: O fluxo de ftons monocromtico emitidos com uma energia mxima de 300 keV ser: 104

= -------------- = 3,2 ftons / cm2 . s 4 . . 502

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

Portanto para um fluxo de 3,2 ftons / cm2 . s , obteremos uma taxa de exposio P de :

P = 6 x 10-7 . 3,2 = 19,2 x 10 -7 R/h ou 0,495 nC/kg.h

em termos de taxa de dose teremos: P = 19,2 nSv/h

* Fonte: : Grfico 1 extrado do Livro Dosimetria e Higiene das Radiaes- Problemas Resolvidos ,T.Bitelli


4. Interao da Radiao com a Matria

4.1 Efeitos Fsicos de Absoro, e Espalhamento da Radiao:

J vimos anteriormente que a radiao eletromagnticas tem a propriedade de atravessar a matriaslida que opaca luz. Vimos tambm que a medida que o feixe de radiao atravessa um certomaterial sua intensidade diminui.Experimentalmente, sabe-se que a intensidade de um feixe que penetra na matria diminui conforme aequao:

I = Io e- . x (7)

onde: Io a intensidade da radiao que incide sobre uma barreira; e a base dos logaritmosneperianos; x a espessura atravessada pela radiao na matria e I a intensidade do feixe queemerge pelo lado oposto da barreira e o coeficiente de absoro linear , relacionado com onmero atmico Z e a densidade especfica ( ver tabela 3).

Vimos anteriormente, que a quantidade de radiao absorvida por um material se torna maior amedida que aumentamos a espessura desse material.

Quanto maior a espessura de um material, maior a quantidade de radiao que ela absorve, ou seja,menor a intensidade do feixe que atravessa o material. Um fato interessante , que a intensidade deradiao que emerge do lado oposto a barreira nunca completamente eliminada , por maior que seja aespessura utilizada. Como a absoro obedece a uma lei exponencial, a intensidade diminui , pormnunca se anula completamente.Anteriormente vimos, tambm, que a capacidade de absoro varia de material para material. Isso seexplica atravs de coeficiente de absoro , que uma caracterstica de cada material em particular.Esse coeficiente determinado experimentalmente e depende, principalmente de duas caractersticas domaterial (densidade d) e da energia da radiao.


Isso explica, por exemplo, porque uma certa espessura de alumnio absorve menos que chumbo.Observando uma barreira feita de chumbo (Z = 82 e d = 11,348 g/cm3) e uma barreira feita de alumnio( Z = 13 e d = 2,78 g/cm3 ) , para uma radiao de energia aproximadamente 0,409 Mev (vide tabela 3) ,notaremos que o coeficiente de atenuao do chumbo dez vezes mais elevado que a do alumnio,para esta faixa de energia.A radiao interage com a matria atravs de trs processos principais: o efeito fotoeltrico, oespalhamento Compton e a formao de pares como segue:

4.1.1 O Efeito Foto-Eltrico:

O efeito foto eltrico ocorre quando um raio X ou gama incide sobre um eltron, transferindo-lhe todaa sua energia e desse modo, arrancando-o do tomo e ganhando energia cintica.

Foto eltron

radiao incidente

Efeito Foto-Eltrico

4.1.2 Efeito Compton *

Quando a radiao possui uma energia maior do que 100 keV o efeito predominante o espalhamentoCompton. Nesse efeito o raio incidente cede parte da sua energia a um eltron do tomo que ganhavelocidade, porm, ainda resta uma certa quantidade de energia em forma de radiao, do raio incidente,que percorre dentro do material em outra direo e com uma energia menor. Esta radiao denominadaespalhada ou dispersa.Este efeito o grande responsvel pelo desvio das radiaes ao interagirem com paredes, anteparos ,blindagens. Para fins de proteo radiolgica , este efeito tem muita importncia pois as radiaesespalhadas so imprevisveis ,impossveis de serem calculadas com preciso, numa instalao.

* Artur Holly Compton ( 1892 - 1962) - Fsico americano descobriu o efeito em 1921 que levou seu nome

Esse efeito predominante ou seja,tem maior probabilidade de ocorrerquando a energia do raio incidente menor que 100 keV.


eltron

radiao incidente

radiao espalhada

Efeito Compton

4.1.3 Efeito Produo de Pares:

Quando o raio incidente possui uma energia maior que 1,02 MeV pode ocorrer o processo de produode pares.

Neste caso ao passar perto de um ncleo atmico o raio produz um par de partculas: um eltron e umpsitron, ambos dotados de uma certa velocidade. Posteriormente o psitron se desintegra gerando doisraios com 0,51 MeV cada. Alm da energia da radiao, certas caractersticas do material tais como:nmero atmico e massa atmica, afetam a probabilidade de ocorrncia deste fenmeno de interao daradiao com a matria.

eltron

radiao incidente

positron

Efeito produo de pares.

Conclumos portanto que a probabilidade de ocorrncia de um dos efeitos citados acima , depende donvel de energia das radiaes incidentes , que pode ser visualizado no grfico a seguir.


Grfico mostrando que a probabilidade de ocorrncia de cada um dos efeitos, foto-eltrico, Compton e Produo de Pares, so dependentes da energia .

(Grfico tpico para gases, exceto hidrognio )

4.2 Coeficiente de Atenuao Linear:

Levando-se em conta que a interao da radiao com a matria ocorre de uma forma diferente conformea energia que a mesma possui, verificamos que o coeficiente de atenuao apresenta valores diferentespara diferentes energias de radiao.

Tabela 3 - Valores do Coeficiente de Atenuao Linear " "

Energia( MeV)

Alumnio( cm-1)

Chumbo( cm-1)

Concreto( cm-1)

Ao( cm-1)

Urnio( cm-1)

Tijolo(cm-1)

0,102 0,444 60,2 0,390 2,700 19,82 0,3690,150 0,362 20,87 0,327 1,437 45,25 0,2450,200 0,358 5,00 0,29 1,08 21,88 0,2000,300 0,278 4,00 0,25 0,833 8,45 0,1690,409 0,247 2,43 0,224 0,720 4,84 0,1490,500 0,227 1,64 0,204 0,65 3,29 0,1350,600 0,210 1,29 0,189 0,600 2,54 0,1250,800 0,184 0,95 0,166 0,52 1,78 0,1091,022 0,165 0,772 0,150 0,460 1,42 0,0981,250 0,148 0,620 0,133 0,410 1,00 0,0881,500 0,136 0,588 0,121 0,380 0,800 0,0802,000 0,177 0,504 - - - -

Nota: os valores desta tabela podem variar, em funo da literatura consultada.


Portanto podemos concluir duas regras simples:

quanto mais alta a espessura, a densidade e o nmero atmico de um certo material, maior ser aquantidade de radiao eletromagntica capaz de ser absorvida ;

quanto maior a energia de radiao eletromagntica incidente , menor ser a quantidade de radiaoabsorvida pelo material.

Outra regra prtica que devemos conhecer, para a determinao do coeficiente de atenuao,conhecendo-se as densidades de dois materiais diferentes. Sejam d(1) a densidade de um material, e d(2)e (2) respectivamente a densidade e o coeficiente de atenuao para uma determinada energia. Ocoeficiente de atenuao (1), para a mesma energia poder ser encontrado pela relao seguinte:

(1) x d(2) = (2) x d(1) (8)

Exemplo de aplicao: Sendo (1) = 0,15 cm-1 e d(1) = 2,3 g/cm3 respectivamente o coeficiente deatenuao e a densidade do concreto, determine o coeficiente de atenuao (2) para o ao, de acordocom a eq. (8).

(2) = 7,8 x 0,15 / 2,3 = 0,51 cm-1

4.3 Camada Semi Redutora (HVL) :

A camada semi-redutora ou meia espessura ou ainda em ingls Half Value Layer - HVL , definidacomo sendo a espessura do material capaz de absorver metade da intensidade de radiao medida sembarreira, simbolizada por X1/2. O conhecimento desse valor se torna prtico para o clculoimediato da espessura do material necessrio para reduzir o nvel da radiao num local a ser protegido anveis recomendados.

A camada semi redutora inversamente proporcional ao coeficiente de atenuao linear, e calculadopela relao:

0,693 HVL ou X1/2 = -------- (9)

Assim sendo , como o coeficiente de atenuao linear conhecido e tabelado (ver tabela 3) , a camadasemi-redutora tambm conhecida , para os materiais mais comuns , como segue na tabela 4.


Tabela 4 - Alguns valores de X1/2 ou HVL e TVL para alguns materiais

FONTE DEAlumnio

( cm )Chumbo( cm )

Concreto( cm )

Ao( cm )

RADIAO HVL TVL HVL TVL HVL TVL HVL TVL

Raios X 100 kVp 10,24 34,00 0,026 0,087 1,65 5,42 - -

Raios X 200 kVp 2,20 7,32 0,043 0,142 2,59 8,55 - -

Raios X 250 kVp * - - 0,088 0,29 0,28 0,94 - -

Raios X 300 kVp * - - 0,147 0,48 0,31 1,04 - -

Raios X 400 kVp * - - 0,25 0,83 0,33 1,09 - -

Iridio 192 3,66 12,16 0,55 1,90 4,30 14,00 1,30 4,30

Cobalto 60 5,36 17,80 1,10 4,00 6,30 20,30 2,00 6,70

Csio 137 4,17 13,85 0,65 2,20 4,90 16,30 1,60 5,40Fonte: IAEA , Manual on Gamma Radiography , e NCRP* valores aproximados obtidos para voltagem de pico de um tubo direcional para uso mdico

Sendo n o nmero de camadas semi-redutoras (HVL) , e Io a intensidade inicial de radiao, sembarreiras, podemos dizer que:

n ( Nr. de HVL) I (intensidade de radiao)1 I = Io / 21

2 I = Io / 22

3 I = Io / 24

n I = Io / 2n

Assim , podemos escrever uma expresso matemtica bastante til , como segue:

Io Io I = --------- ou 2n = ----------

2n IAlgumas literaturas denominam a razo Io / I como sendo Fator de Reduo , e apresentam umgrfico do fator de reduo em funo da espessura necessria de vrios materiais , para se obter areduo requerida.

4.4 Camada Dcimo Redutora ( TVL):

a espessura particular de material capaz de reduzir 10 vezes a intensidade de radiao. Ver tabela 4 ,alguns exemplos. Pode ser determinado pela relao:

2,30 TVL = --------


5. Mtodos de Deteco da Radiao:

Uma forma que permite detectar as radiaes, e medir sua intensidade, so os detetores eletrnicosconhecidos como os Geiger-Muller, Cmara de Ionizao, Contadores Proporcionais. Tais detetoresfuncionam basicamente com sensores que contm um gs ou uma mistura de gases, que se ionizam pelapassagem da radiao.Esta ionizao d origem a uma corrente eltrica , que coletada por um eletrodo,aps amplificao por circuitos especiais, registrada no display do aparelho , em forma de intensidadede radiao.Geralmente a deteco efetuada no detetor , porm associado a um sistema de registro eletrnico,capaz de contar cada sinal (ionizao) provocado pela passagem da radiao pelo mesmo.Portantoodetetor um dispositivo capaz de transformar a energia recebida pala radiao em impulsos eltricosmensurveis.

5.1 Detetores Geiger-Muller

Descritos pela primeira vez por H.Geiger e W.Muller em 1928 , constituem de uma cmara contendomistura gasosa geralmente lcool etlico e halognios , com volume variando conforme sua aplicao ,produzem pulsos eltricos com amplitudes constantes, independentes da energia ou da natureza daradiao que iniciou o processo de ionizao no interior da cmara. A propagao da ionizao pelovolume gasoso se processa em microsegundos , onde os eltrons so coletados pelo nodo , que conduzo pulso eltrico para o amplificador. Nestes detetores , variaes da tenso no tubo , por exemplo porproblemas da condio de carga da bateria no acarreta variaes nas leituras obtidas.

sinal

Raios X ou Gama

eltronDisplay

(+)

(-)

mSv / h

Detetor Gasoso tipo Geiger Muller e Cmara de Ionizao


A caracterstica da qualidade principal dos detetores Geiger Muller (GM) que a resposta dessesdetetores so independentes da fonte de radiao que est sendo medida, ou seja independe daenergia das radiaes detectadas.

O tempo morto do detetor , que corresponde ao tempo ao qual o detetor leva para recombinareletricamente o gs interno aps cada ionizao , ficando insensvel a novas medidas. Este tempo podeser de 100 a 400 s.Quando o detetor colocado num campo de radiao superior capacidade de medio, ocorre asaturao do detetor ( excesso de ionizao no interior da cmara ), e o sistema de monitorao ficainoperante.

O detetor G.M o mais importante para fins de utilizao em proteo radiolgica , dado suascaractersticas de robustez, estabilidade , portabilidade , leituras com preciso aceitvel e independentede presso e temperatura.So exemplos de aparelhos detetores de radiao que utilizam o G.M:

monitores de rea detetores portteis de radiao integradores eletrnicos medidores de nvel detetor sonoro ( Bip )

Detetor Geiger Muller digital, atuanuma faixa de energia de 40 keV at 3MeV com preciso de +20%, possuiescalas automticas de 0,5 mSv/h at9,99 mSv/h , com peso de 500 gramas


5.2 Cmaras de Ionizao:

So detetores usados para medir pequenas intensidades de radiao ionizantes. A variao da tenso nacmara de ionizao , presso ou temperatura , acarreta variaes nas leituras do aparelho.O sinalproveniente da cmara devido a ionizao produzida pela passagem da radiao, de pequenaintensidade e proporcional a energia das radiaes absorvidas no meio gasoso da cmara de ionizao.Deste modo possvel discriminar as radiaes segundo suas energias.O material que constitue fisicamente as paredes da cmara influencia a performance da mesma , podendoser classificadas como: equivalente-ar , construdas com baquelite ; equivalente-tecido, construdas emnylon com polietireno , carbono , fluoreto de clcio e slica. Quanto ao volume da cmara, esta serelaciona com a sensibilidade desejada.

So exemplos de detetores de radiao que utilizam a cmara de ionizao:

dosmetros de bolso ( canetas dosimtricas) monitores de reas , em instalaes nucleares

5.3 Dosmetros de Leitura Indireta

So detetores que possuem a propriedade de acumular efeitos fisico-qumicos proporcionais quantidade de exposio s radiaes recebida , num intervalo de tempo. Assim portanto , estesdetetores possuem a finalidade de registrar as doses recebidas por trabalhadores , durante um perodode tempo.Podem ser do tipo filmes fotogrficos ( similar ao utilizado pelos dentistas ) , que enegrecemproporcionalmente quantidade de radiao recebida , assim como os chamados TLD "DosmetrosTermoluminescentes" que contm um cristal , geralmente sulfato de ltio , que armazena a quantidade deradiao recebida , e libera proporcionalmente esta resposta na forma de fluorescncia , quando aquecidona faixa de temperatura de 200 oC.

Dosmetros de Leitura Direta comescala leitura analgica graduada nafaixa de 0 a 200 mR ou 0 a 500 mR.Utiliza como detetor uma pequenacmara de ionizao disposta na partecentral do dosmetro. Sua utilizao muito til em situaes onde oconhecimento imediato da doserecebida fator para tomada dedeciso.


Smith,E2119-5

5.4 Dosmetros hbridos de leitura direta e Indireta

Com o desenvolvimento da tecnologia digital, hoje dispomos de dosmetros eletrnicos diminutoscapazes de registrar doses desde da ordem da radiao de fundo at altas doses , com absoluta precisoe com informaes informatizadas capaz de registrar a distribuio da dose no tempo decorrido, comat meses de integrao.

o caso dos dosmetros eletrnicos pessoais, nas dimenses de um carto de crdito , que contm umminsculo detetor no estado slido ligado a um circuito especial de contagem microprocessada com umamemria no voltil , e ainda um display de cristal lquido para leitura de funes e da dose integrada.Pode ser ajustado para indicar doses acumuladas de 1 Sv at 10 Sv ou ainda taxa de dose desde 1 Sv/hat 1 Sv/h. Fornece um histrico detalhado das doses recebidas , tais como : os valores das doses diriasnos ltimos 3 meses ; ou mensais dos ltimos 5 anos , ou outros ajustes que o usurio pode necessitar ,por um leitor especial conectado a um computador. Opera na faixa de energia de 60 keV at 1,25 MeVcom preciso de + 15 % .

( Foto extrada do catlogo da Dosicard )

Dosmetro de Leitura Indireta (TLD ou Filme Badge)fornecido por uma instituio credenciada e licenciadapelo rgo Oficial ( CNEN ) , sendo seu usoobrigatrio para todo pessoal que trabalhaprofissionalmente com materais radioativos ,e permiteestabeler registros dosimtricos do trabalhador , assimcomo sua vida radiolgica.

A foto ao lado representa um dosmetropessoal eletrnico digital de leitura direta dotamanho de um carto de crdito, que registraa dose acumulada por longos perodos ,at umano de operao contnua de 8 horas por dia.Os resultados das doses acumuladas podero serlidas diretamente no display de cristal lquidoou no mdulo de leitura acoplado nocomputador e impressora. O detetor identificado pela seta no carto.


Este sistema foi desenvolvido para a dosimetria de pessoal que trabalha diretamente numa instalaoradioativa , tendo como principal vantagem a rapidez de processamento e registro das doses , assimcomo os parmetros que cercam a dose recebida , fator este importante para casos de acidentes , onde ovalor da dose e tempo de exposio constituem informaes bsicas para tomada de deciso quanto aacompanhamento mdico.

5.5 Calibrao dos Instrumentos:

Como sabemos, os detetores de radiao ocupam uma posio importante na radioproteo , pois somente atravs deles que podemos saber se estamos num campo de radiaes ionizantes ou no , etambm avaliar, medir, e quantificar as doses de radiao. Sendo assim a acuidade das medidas , averificao do funcionamento do sistema de deteco , so atividades obrigatrias do tcnico emradioproteo.

Portanto, calibraes peridicas , em geral a cada ano , devem ser feitas por instituies credenciadas ,devendo emitir um certificado de calibrao que devem conter no mnimo as seguintes informaes:

marca, tipo e modlo do aparelho calibrado ; nmero de srie ; escalas calibradas ; tipos das fontes de radiao utilizadas na calibrao , e sua rastreabilidade com padro nacional ; data da calibrao ; resultados das leituras obtidas e os fatores de calibrao ; responsvel pela calibrao.

Como a periodicidade das calibraes so relativamente longas , o tcnico deve se certificar que a cadauso o aparelho se encontra em condies de uso, do ponto de vista de funcionamento e que ascaractersticas da calibrao ainda permanecem. Assim, o tcnico deve implementar um sistema deverificao do aparelho , utilizando micro fontes radioativas de Cs-137 ou Co-60 , com pequenasatividades ( da ordem de milicuries) , para efetuar estas verificaes , e registra-las de forma sistmica.

As medidas efetuadas e registradas no display dos medidores podem no corresponder leitura real damedida , por erros inerentes aos aparelhos. Assim o tcnico deve corrigir as leituras efetuadas utilizandopara isto o certificado de calibrao que deve trazer a magnitude do erro cometido para cada uma dasescalas do aparelho.


Os aparelhos portteis modernos para monitorao rotineira , destinados proteo radiolgica,possuem suas escalas calibradas em taxa de dose , ou seja em Sv/h ou mSv/h no entantoequipamentos velhos ainda podem ser encontrados operando , e possuem escalas calibradas em mR/hou R/h .

Conjunto de sondas , cabos e detetores de radiao para mltiplas aplicaes em radioproteo. Assondas e detetores de radiao so fabricadas para atender os variados tipos de radiaes eintensidades diferentes. Os cabos e prolongamentos existentes tem a finalidade de proteger ooperador quando das medidas a serem efetuadas.

(Foto extrada do catlogo da Graetz )

A foto ao lado apresenta umacmara de ionizao para medidade taxa de doses absorvidas nafaixa de 0,1 a 100 mGy/h. Possuium volume de ar de 515 m3 comparedes de 7 mg/cm2 equivalenteao tecido.Opera na faixa de energia de 8 keVat 2 MeV.


6. Equipamentos e Aplicaes Principais das Radiaes para Uso Industrial

6.1 Equipamentos de Raios X:

Os Raios X so produzidos em ampolas especiais. Os tamanhos das ampolas ou tubos so em funoda tenso mxima de operao do aparelho.Do ponto de vista da sua utilizao, uma ateno especial deve ser dada ao alvo, contido no nodo. Suasuperfcie atingida pelo fluxo eletrnico, proveniente do filamento, e denomina-se foco trmico. importante que esta superfcie seja suficiente grande para evitar um superaquecimento local, que poderiadeteriorar o nodo, e permitir uma rpida transmisso do calor.

Define-se carga focalcomo sendo a carga em Watts por milmetro quadrado (por exemplo: 200W/mm2) na rea focal. Nas reas focais de pequenas dimenses, podem ser aplicadas uma cargarelativamente mais elevada queas grandes; esta diferena devida a diferena no modo de transmissodo calor, a partir do centro.

Para obter-se imagens com nitidez mxima, as dimenses do foco ptico devem ser as menorespossveis. As especificaes de aparelhos geralmente mencionam as dimenses do foco ptico.

O calor que acompanha a formao de Raios X considervel,como exemplo podemos citar que para100% de energia eltrica colocada no sistema (ampola) , 99% resultar em calor gerado no nodo eapenas 1% se converter em Raios-X, e portanto necessrio especial ateno aos sistemas e mtodospara refrigerar o nodo. Esta refrigerao pode ser feita de diversas maneiras:

a) Refrigerao por irradiao: Neste caso o bloco de tungstnio, que compe o alvo, se aquece e o calorse irradia pelo nodo.


b) Refrigerao por conveco: O calor irradiado pelo nodo, se transmite ao prolongamento de cobre, oqual est imerso em leo ou gs, que se refrigera por conveco natural, ou por circulao.

c) Refrigerao por circulao forada de gua: A refrigerao descrita em (b), limitada,principalmente se o aparelho for operado continuamente, exposto ao sol. Neste caso, a circulao degua por uma serpentina interna unidade geradora, eficaz, permitindo o uso do aparelho porlongos perodos de uso.

Sabemos que os Raios X so gerados quando eltrons em alta velocidade so desacelerados no materialdo alvo. Essa desacelerao se faz por meio de coliso dos eltrons com o material do alvo. O caso maissimples ocorre quando um eltron se choca diretamente com o ncleo de um tomo do alvo. A energiaadquirida pelo eltron, no campo eltrico entre o ctodo e o nodo ser dada pela relao seguinte:

1E = ------ m . v2 = e . V x 107 (10) 2

onde: V = diferena de potencial aplicada entre ctodo e nodo ( em Volts )m = massa do eltron ( 9,1 x 10 -28 g )v = velocidade do eltron quando atinge o alvo (nodo)e = carga do eltron ( 1,6 x 10 -19 C )

Portanto quando um eltron se choca com o ncleo de um tomo do alvo e transforma toda a sua energiaem radiao X, podemos determinar o comprimento de onda da radiao gerada pela eq. 10. 12.412

= ----------- Angstrons (11) V

onde: V = diferena de potencial aplicada em Volts. = comprimento de onda (1 Angstron = 10- 8 cm)

O comprimento de onda encontrado chamado de comprimento de onda mnimo, ( min) poisrepresenta a onda de maior energia que pode ser emitida.

Assim, para uma tenso mxima de 60 kV, o comprimento de onda mnimo ser de 0,2 Angstron; e para120 kV ser de 0,1 Angstron.Nota-se que esse comprimento de onda depende da voltagem aplicada ao tubo. Assim, quandoaumentamos a voltagem no tubo, estamos criando radiao com o menor comprimento de onda, ou seja,radiao de maior energia.


Apenas uma parcela muito pequena dos eltrons que atingem o alvo troca toda a sua energia atravs dochoque com o ncleo. A maior parte dos eltrons incidentes choca-se com outros eltrons orbitais,transferindo-lhes parte de sua energia. Portanto, quando esses eltrons chegam a se chocar contra oncleo de um tomo, j perderam parte de sua energia, gerando portanto, Raios X de maiorcomprimento de onda, ou seja, de menor energia. Dessa forma, os Raios X emitidos por umadeterminado aparelho apresentam uma grande variedade de comprimento de onda, a partir docomprimento de onda mnimo.

6.1.1 Influncias da Miliamperagem e da Kilovoltagem:

O conceito de qualidade de radiao est ligado energia do feixe de Raios X. Quando aumentamos avoltagem do aparelho, aumentando a energia do feixe de radiao gerado, estamos aumentando aqualidade da radiao, com consequente aumento do poder de penetrao da mesma.

Os Raios X de alta energia, geralmente produzidos com voltagem superiores a 120 kV, so tambmchamados de raios duros. Os Raios X gerados com tenso inferiores a 50 kV so chamados Raios Xmoles.O conceito de intensidade de radiao se refere quantidadede Raios X produzidos, ou, de uma formamais correta ao nmero de quantidadeproduzidos.Quando aumentamos a corrente do filamento fazemos com que ele se aquea mais, liberando um nmeromaior de eltrons. Isso far com que ocorra um aumento na intensidade da radiao gerada, sem implicarem aumento na qualidade dessa mesma radiao. Em outras palavras, ns conseguimos aumentar aintensidade sem aumentar a energia do feixe de radiao.O aumento da intensidade verificada, quando aumentamos a tenso do tubo pode ser explicado pelaprpria frmula expressa o rendimento (R), de produo de Raios X:

R = 1,4 x 10- 9 . Z . V (12)

onde: Z = nmero atmico do alvo no nodo;V = voltagem aplicada no tubo;

Atravs da eq. 12, notamos que o rendimento, ou seja, a porcentagem de energia dos eltrons que setransforma em Raios- X, aumenta proporcionalmente ao aumento da tenso. Em geral o rendimento deum tubo, da ordem de 1 %. O aumento do rendimento implica em um aumento de intensidade.Devemos lembrar que o aumento de intensidade no se explica somente pelo aumento do rendimento,mas tambm por outros fatores .

De uma forma prtica dizermos que a energia da radiao se relaciona com a capacidade de penetraonos materiais , enquanto que a intensidade se relaciona com a exposio.


6.2 - Equipamentos de Raios-Gama:

So equipamentos portteis, compostos por um irradiador e acessrios , projetados a permitir amanipulao da fonte radioativa distncia , com segurana , para fins de gamagrafia industrial.O irradiador , dispe de uma blindagem , construda numa liga metlica de urnio exaurido, maiseficiente que o chumbo , pesando em torno de 35 kg. Para a conduo da fonte , o equipamento dotadode condutes metlicos em forma de espiral , flexveis e resistentes (tubo guia) , que so conectados naparte frontal do irradiador. O controle do conjunto fonte e conexo (porta-fonte) feito atravs de umcabo de ao reforado , conectado ao comando.

Todos esses acessrios (tubo guia e cabo de comando) so acionados mecanicamente e manualmente oque torna simples sua operao, dispensando energia eltrica para seu funcionamento.

Irradiador Gama para Radiografia Industrial Operao de conexo da fonte de Ir-192

Os aparelhos de Raios-X industrialpodem se apresentar em vrios modlose tipos,e com potncias que geralmentevariam desde 200kV at 400 kV eamperagem de 5 a 10 mA , para atenders variadas espessuras e tipos de materiaisa serem inspecionados pela tcnica daradiografia industrial.


Uma caracterstica importante dos irradiadores, que diz respeito blindagem, a sua capacidade. Comosabemos, as fontes de radiao podem ser fornecidas com diversas atividades e cada elemento radioativopossui uma energia de radiao prpria. Assim cada blindagem dimensionada para conter um elementoradioativo especfico, com uma certa atividade mxima determinada.Portanto, sempre desaconselhvel se usar um irradiador projetado para um determinado radioistopo,com fontes radioativas de elementos diferentes e com outras atividades que aquela especificada.O nvel de radiao na superfcie externa dos irradiadores so determinados por normas internacionais ,que tambm esto harmonizadas com as normas da CNEN, e deve ser uma das bases para o projeto doequipamento.

Fonte: IAEA , Manual on Gamma Radiography

Assim sendo , os equipamentos acima descritos , no podem ser armazenados em locais quaisquer , masem casamatas blindadas , no subsolo ou em locais que permitam o total controle tanto das radiaesproduzidas como o acesso a estes equipamentos. Em qualquer caso, o equipamento deve estar sob aresponsabilidade da empresa proprietria .

Irradiadores com etiqueta de Categoria III

Categorias de Transporte de Blindagens, contendo Material Radioativo

Categoria de Etiquetas para Transporte deBlindagens

Mxima Taxa de Dose Permitida ( Sv/h ou Gy/h )

na superfcie dablindagem

a 1 m da superfcie

II 500 10III 2000 100


6.3 Equipamentos para medio de Nvel e Controle de Espessuras ou Densidades:

Esses equipamentos so projetados de forma mais simples , pois sua funo unicamente abrigar afonte radioativa selada em seu interior. A fonte fica presa internamente blindagem , de modo aproporcionar um feixe de radiao dirigido sob ngulo definido no projeto , em direo a um detetor dotipo G.M , que ligado a circuitos especiais , oferecer uma leitura ou registro da intensidade de radiaono display do aparelho.

.. . . .

unidade de radiao detetor

display

Sistema comum para medidores de nvel

Outras aplicaes radioativas so largamente empregadas para controlar espessuras de materiais comopapel , chapas de ao , ou ainda para controlar densidades de produtos industriais. Todas essasaplicaes utilizam fontes com meia-vida longa e de baixa atividade o que otimiza os sistemas deradioproteo.

Em geral os medidores de nvel , e deespessuras, so dotados de fontesradioativas com meia-vida muito longa ,como Cs-137 ou Co-60 , com atividadesda ordem de milicuries , sendo suaoperao bastante segura,uma vez que afonte radioativa no opera fora dablindagem. Entretanto , operaes demanuteno dos equipamentos,estocagem e controle de fontes combaixa atividade podem ser responsveispor acidentes causados por pessoas semtreinamento ou conhecimento bsico dasregras de segurana radiolgica para estestipos de aparelhos.


Controlador de Espessura de papel usando fonte de Amercio-241( Foto cedida por VOITH PAPER)

A foto acima apresenta a seo de controle da espessura de papel produzida numa mquina defabricao de papel. A unidade de controle, mostrada pela seta, desliza por toda a largura do papelproduzido, para controle total . O controel da espessura feita atravs da radiao gama produzido pelafonte de Amercio-241.

6.4 Armazenamento , Transporte e Sinalizao dos Equipamentos de Radiao:

As blindagens e equipamentos que contenham fontes de radiao so projetados de modo a permitiruma fuga de radiao para o exterior de modo a tornar seguro seu transporte , operao e manuteno.Quando o equipamento no est em uso , deve ser guardado em local longe de outros materiaisperigosos,como produtos inflamveis, explosivos ou corrosivos , devidamente sinalizado com placas deaviso RADIAO .


As taxas de doses do lado externo do local de armazenamento deve ser mantida to baixa quantorazoavelmente possvel ou praticvel , menor que 7,5 Sv/h ou preferencialmente, menor que 2,5 Sv/h .O local deve ser trancado , para prevenir a entrada de pessoas no autorizadas. Periodicamente , quandoas fontes no esto em uso, uma verificao deve ser feita para garantir que elas ainda esto estocadasde forma segura.

O transporte de material radioativo deve seguir os procedimentos recomendados pelas normas doMinistrio de Transportes, CNEN no sentido de prevenir e minimizar os efeitos em casos de acidentesenvolvendo o veculo e motorista.

As etiquetas de transporte devem ser fixadas nos vidros lateral e traseiro do veculo de transporte ,contendo o smbolo internacional de radiao e o nmero da ONU correspondente ao tipo de materialtransportado.

Os containers e blindagens transportadas devem estar adequadamente fixadas no veculo de transporte,em local segregado do motorista e passageiros , devidamente etiquetados e identificados de modo apermitir identificao do proprietrio , radioistopo , atividade , e ndice de transporte. O ndice detransporte a mxima taxa de dose a 1 metro da superfcie do container ou blindagem medida em Sv/he dividido pelo fator 10 arredondando este valor para mais at a primeira casa decimal. Por exemplo se11,3 Sv/h a mxima taxa de dose a 1 m da superfcie do container, seu ndice de transporte ser 1,2 .

Operao de monitorao de um equipamento para gamagrafia industrial utilizando umdetetor G.M , projetado para uso com fontes de Irdio-192 com at 100 Curies deatividade. A monitorao deve ser feita aps cada operao do aparelho para acertificao de que a fonte se encontra no interior do irradiador, na posio correta nocentro do mesmo , e que no existe vazamento de radiao em excesso em nenhumponto da superfcie do irradiador.


Categorias de Embalados

ndice de Transporte( IT )

Nvel de Radiao Mximo na Superfcie doEmbalado ( mSv/h )

Rotulao

0 < 0,005 I - Branca

0 < IT < 1 0,005 < NRM < 0,5 II - Amarela

1 < IT < 10 0,5 < NRM < 2 III - Amarela

Fonte: Norma CNEN NN-5.01 e IAEA , Manual on Gamma Radiography.

A placa de sinalizao de veculodeve ser afixada nas lateraisexternas do veculo, nas dimenses25 x 25 cm, amarela

Rtulo de transporte que deve serfixada no embalado ( container ouirradiador) que identifica o materialradioativo, a atividade e o ndice detransporte, nas dimenses 10 x 10 cm.O ndice de transporte IT amxima taxa de dose a 1 metro dasuperfcie do container ou blindagemmedida em Sv/h e dividido pelo fator10. O ndice mximo aceitvel de 10.


A SEGUIR, ALGUMAS RECOMENDAES PARA A VERIFICAO DOTRANSPORTE DE MATERIAIS RADIOATIVOS.(Extrado do "Guia Prtico de Segurana Radiolgica para Contratao dos Servios de RadiografiaIndustrial " Editado pela CNEN / PETROBRAS - Set./2001)

1. O veculo que transporta o irradiador contendo a fonte radioativa est em boas condies deconservao e sinalizado com rtulos e painis de segurana nas laterais e na traseira?

2. O veculo que transporta o irradiador contendo a fonte radioativa dispe dos seguintesequipamentos de emergncia: cordas, blindagens, pinas de no mnimo 1 metro de comprimento,recipientes de chumbo, sinais luminosos e placas de sinalizao?

5. O veculo que transporta o irradiador contendo a fonte radioativa tem a seguinte documentao dacarga: ficha e envelope de emergncia, ficha de monitorao da carga e do veculo e da declaraodo expedidor ?

Envelope de Transporte que contm a ficha de emergncia e a declarao da ONU.


6. O irradiador contendo a fonte radioativa acondicionado em caixa metlica fixada no veculo,mantida trancada e contendo o smbolo internacional de radiao e sinalizada com os dizeres"perigo radioativo", contm fonte radioativa , deve ser manuseada somente por pessoas quereceberam instrues e treinamento adequados, nome da firma, telefone, pessoa de contato ?

7. Os dados das placas de identificao da fonte e do irradiador afixadas ao irradiador esto legveis eh correspondncia entre as informaes contidas nestas placas com os dados correspondentescontidos no relatrio de vistoria?

Placa de Identificao do Irradiador

PERIGO RADIOATIVO

CONTM: Material radioativo deve ser

manipulado somente por pessoas

que receberam treinamento

adequado.

NOME DA EMPRESA

TELEFONE PARA CONTACTO


8. O irradiador tem relatrio de vistoria dentro do prazo de validade (12 meses) ?

Veja abaixo, um exemplo de relatrio de vistoria de irradiador industrial.


FORMULRIO PADRO PARA FICHA DE EMERGNCIA( Extrado da Norma ABNT )

Aspecto:


FORMULRIO PADRO PARA DECLARAO DO EXPEDIDOR PARA TRANSPORTE DE MATERIAIS RADIOATIVOS

( Extrado da Norma CNEN NN 5.01)


6..5 Equipamentos Aceleradores Lineares

Os aceleradores de partculas , em geral , so equipamentos dotados de sistemas especiais que acelerampartculas carregadas, como por exemplo eltrons a grandes velocidades, que se chocam contra um alvocom pequeno ponto focal, liberando altas energias de radiao eletromagntica ( Raios X) capazes deatravessar com facilidade 100 mm at 200 mm de ao. nesta faixa de espessura que estesequipamentos possuem sua maior eficincia, devido a alta qualidade da imagem radiogrfica produzidaquando comparado ao sistema de Cobalto-60.

Foto de um acelerador linear com ponto focal de 1 mm, taxa de exposio a 1 metro de350 R/minuto , usado para radiografia industrial de peas com espessura de 80 a 300

mm de ao.

Estes equipamentos no so portteis e necessitam de instalao adequada, tanto do ponto de vista demovimentao do aparelho como das espessuras das paredes de concreto requeridas, que podemalcanar cerca de 1 metro.


7. Controle das Radiaes Ionizantes

7.1 Distncia

A proteo contra as radiaes ionizantes , usando-se a distncia como fator de reduo da exposio o meio mais prtico , baixo custo e mais rpido numa situao normal ou de emergncia.

D

Controle da Distancia

7.1.1 Lei do Inverso do Quadrado da Distncia:

A intensidade de radiao emitida pela fonte de Raios-X ou Gama , diminui medida que nos afastamosda mesma, e consequentemente a exposio radiolgica e a dose de radiao diminui na mesmaproporo. Esse fenmeno explicado pela Lei do Inverso do Quadrado da Distncia , assim ,pequenos afastamentos de uma fonte de radiao , pode causar grande reduo na intensidade daradiao.

Sabemos , que a radiao se espalha aps ser emitida pela fonte, portanto o mesmo nmero de raiosgerados diverge, ocupando reas cada vez maiores. Desse modo, uma pessoa prxima da fonte deradiao, recebe uma quantidade maior de raios, porque recebe um feixe de radiao mais concentrado.

Algebricamente, a Lei do Inverso do Quadrado da Distncia , pode ser escrita como segue:

I(1) [ D(2) ] 2

------- = --------- (13) I(2) [ D(1) ] 2

onde: I(1) = intensidade da radiao a uma distncia D(1) I(2) = intensidade da radiao a uma distncia D(2)


fontefonte

1 metro1 metro

2 metros2 metros

100%100%

25%25%

Podemos notar que se dobrarmos a distncia , a intensidade de radiao ser reduzida para deintensidade original. Portanto, a exposio radiolgica proporcional intensidade da radiao, ou emoutras palavras , podemos dizer que ao dobrar a distncia em relao a fonte, da exposio ser 4 vezesmenor.Por exemplo: se a taxa de dose a 1 metro 400 Sv/h ; a medida a 2 metros ser 100 Sv/h ; a medidaa 10 metros ser 4 Sv/h e a 20 metro

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