Grandezas e Unidades Usadas Em Radioproteção
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Wilhelm Conrad
Röentgen
Pierre e Marie
Curie
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GRANDEZAS E UNIDADESUSADAS EM RADIOPROTEÇÃO
RADIOPROTEÇÃO - HISTÓRICO• Revolução na medicina - uso desenfreado
• O ser humano não dispõe de sistemas própriospara a detecção da presença de radiação
ionizante:- incolor, inodora, não palpável e inaudível.
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GRANDEZAS E UNIDADES
USADAS EM RADIOPROTEÇÃO
RADIOPROTEÇÃO - HISTÓRICO• Radiação ionizante capaz de produzir alterações
celulares no ser humano• 1928 II Congresso Mundial de Radiologia
em Estocolmo - criação da ComissãoInternacional de Proteção Radiológica (ICRP).
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GRANDEZAS E UNIDADES
USADAS EM RADIOPROTEÇÃO
• Necessidade de expressar as quantidades deradiação emitidas por materiais radioativos e
equipamentos emissores de radiação ionizante.
• Estimar a produção de efeitos biológicos
• Criar e introduzir grandezas e suas unidades.
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GRANDEZAS E UNIDADESUSADAS EM RADIOPROTEÇÃO
Número de desintegrações radioativas de
uma amostra por unidade de tempo.
Expressa a quantidade de radiação
emitida por uma amostra.
ATIVIDADE (A)
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GRANDEZAS E UNIDADES
USADAS EM RADIOPROTEÇÃOATIVIDADE (A)
• Núcleo instável “desintegra” emitindo radiação
• Quanto maior o número de átomos radioativosde uma amostra, maior o número de
desintegrações
• Quanto mais rápido os átomos de uma amostra
desintegram, maior a quantidade de radiação.
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GRANDEZAS E UNIDADESUSADAS EM RADIOPROTEÇÃO
• Unidades:
- Becquerel (Bq)
1 Becquerel = 1 desintegração por segundo
-
Curie (Ci)1 Curie = 3,7 x 1010 desintegrações por segundo.
ATIVIDADE (A)
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GRANDEZAS E UNIDADESUSADAS EM RADIOPROTEÇÃO
T (tera) 1012
G (giga) 109
M (mega)
106
k (kilo) 103
SUBMÚLTIPLOSm (mili) 10-3
(micro) 10-6
(nano)
10-9
p (pico) 10-12
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GRANDEZAS E UNIDADESUSADAS EM RADIOPROTEÇÃO
• Unidades - Submúltiplos:
- 1 Ci 37 GBq (Giga)- 1 mCi (mili) 37 MBq (Mega)
- 1 Ci (micro) 37 kBq (quilo)- 1 Ci (nano) 37 Bq
ATIVIDADE (A)
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GRANDEZAS E UNIDADES
USADAS EM RADIOPROTEÇÃOEXPOSIÇÃO (X)
Quantidade total de carga de mesmo sinal (dQ),
produzida no ar, quando da frenagem total de
uma partícula secundária originada dentro de umelemento de massa dm, dividida por dm.
m
Q X
∂
∂=
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GRANDEZAS E UNIDADES
USADAS EM RADIOPROTEÇÃO
• Unidades:- Coulomb por quilograma (C/kg)
- Unidade do Sistema Internacional- Röentgen (R)
- 1 Röentgen = 2,58 x 10-4
C/kg, nas CNTP- Produz 1,61 x 1015 pares de íons/kg, nas CNTP
- Válido para radiações gama e X, no meio ar.
EXPOSIÇÃO (X)
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GRANDEZAS E UNIDADESUSADAS EM RADIOPROTEÇÃO
Quantidade de energia absorvida (Eab) por um
elemento de massa dm.
DOSE ABSORVIDA (D)
m
Eab
D ∂=
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GRANDEZAS E UNIDADESUSADAS EM RADIOPROTEÇÃO
DOSE ABSORVIDA (D)• Unidades:
- Gray (Gy)
1 Gray corresponde a 1 J/kg- rad
1 Gray = 100 radVálido para qualquer meio e qualquer tipo de
radiação
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GRANDEZAS E UNIDADES
USADAS EM RADIOPROTEÇÃODOSE EQUIVALENTE (H)
Produto da Dose Absorvida pelo fator de
qualidade do tipo de radiação (Q) e pelos demais
fatores multiplicadores (N).
DxQxN H = N = 1
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GRANDEZAS E UNIDADESUSADAS EM RADIOPROTEÇÃO
DOSE EQUIVALENTE (H)• Unidades:
- Sievert (Sv)- rem
1 Sievert = 100 remVálido para qualquer meio.
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GRANDEZAS E UNIDADES
USADAS EM RADIOPROTEÇÃOFATORES DE QUALIDADE (Q)
• Dependem do tipo de radiação:
Raios X, Gama, Elétrons Q = 1
Nêutrons Térmicos Q = 2,3
Nêutrons Rápidos, Prótons Q = 10
Partículas Alfa Q = 20
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GRANDEZAS E UNIDADES
USADAS EM RADIOPROTEÇÃODOSE EQUIVALENTE EFETIVA (HE)
Grandeza que leva em consideração as doses
recebidas por diferentes partes do corpo.
T T E H W H ∑ ×=
HT = Dose equivalente média no órgão ou tecido TWT = Fator de ponderação (risco) para o órgão ou tecido T
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GRANDEZAS E UNIDADESUSADAS EM RADIOPROTEÇÃO
FATORES DE PONDERAÇÃO PARA TECIDO OU ÓRGÃO T
• Gônadas WT = 0,25• Mama WT = 0,15
• Medula óssea eritropoiética WT = 0,12• Pulmão WT = 0,12
• Tireóide WT = 0,03• Osso (superfície) WT = 0,03
• Restante do corpo (p/ órgão) WT = 0,06
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GRANDEZAS E UNIDADES
USADAS EM RADIOPROTEÇÃODOSE EQUIVALENTE EFETIVA (HE)
Exemplo:
• Dose equivalente nas gônadas = 20 mSv
• Dose equivalente na tireóide = 10 mSv• Dose equivalente no pulmão = 10 mSv
HE = 20 x 0,25 + 10 x 0,03 + 10 x 0,12HE = 6,5 mSv
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GRANDEZAS E UNIDADES
USADAS EM RADIOPROTEÇÃO
Dose equivalente que será acumulada em umtecido ou órgão nos 50 anos após o instante de
admissão no corpo humano.
DOSE EQUIVALENTE COMPROMETIDA (HT, 50)
HT (t) Taxa de dose equivalente no tecido ou órgão T
t0
Instante da admissão.
∫ +
=50
50,
0
0
)(t
t T T dt t H H
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TIPOS DE FONTES E MODOS DEEXPOSIÇÃO
TIPOS DE FONTES• Equipamentos emissores de radiação ionizante:
- Fornecer energia para o funcionamento.• Materiais Radioativos:
- Naturais ou produzidos artificialmente- Emitem radiação continuamente.
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TIPOS DE FONTES E MODOS DEEXPOSIÇÃO
TIPOS DE FONTESExemplos de equipamentos emissores de radiação ionizante:
• Equipamentos emissores de Raios X:- Espectrômetros de fluorescência e difratômetros:
- identificação do conteúdo de amostras
- Microscópios eletrônicos:
- visualização de amostras
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TIPOS DE FONTES E MODOS DEEXPOSIÇÃO
TIPOS DE FONTESExemplos de equipamentos emissores de radiação ionizante:
• Outros:- Aceleradores de partículas:
- Pesquisas em física de partículas
- Radioterapia
- Tokamak:
- Pesquisa em física de plasmas
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TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃOTIPOS DE FONTES
Exemplos de materiais radioativos:• Fontes Seladas (não há possibilidade de contato com o
material radioativo):- Radioterapia:
- Tratamento de tumores- Irradiadores biológicos:
- Indução e estudos de efeitos biológicos
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Fonte: Apostila “Aplicações da EnergiaNuclear”, Comissão Nacional de EnergiaNuclear.
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Fonte: Apostila “Aplicações da Energia Nuclear”, ComissãoNacional de Energia Nuclear.
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TIPOS DE FONTES E MODOS DEEXPOSIÇÃO
TIPOS DE FONTESExemplos de materiais radioativos:• Fontes Seladas (não há possibilidade de contato
com o material radioativo):- Fontes de calibração:
- Detetores de radiação- Agricultura:
-
Estudos de densidade e umidade do solo
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TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃOTIPOS DE FONTES
Exemplos de materiais radioativos:• Fontes Não Seladas (há possibilidade de contato com o
material radioativo):- Traçadores e marcadores:
- Atividade metabólica- Marcação de DNA
-
Fluxo de fluidos
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Uso de traçadores no estudo do comportamento de insetos:
A marcação de insetos com radioisótopos é também útil para aeliminação de pragas, identificando qual predador se alimenta de
determinado inseto indesejável. Neste caso, o predador é usado emvez insetcidas nocivos à saúde.
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TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃOTIPOS DE FONTES
Exemplos de materiais radioativos:• Fontes Não Seladas (há possibilidade de contato com o
material radioativo):- Medicina Nuclear:
- Diagnóstico e terapia- Naturais:
-
Análises ambientais
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TIPOS DE FONTES E MODOS DEEXPOSIÇÃO
MODOS DE EXPOSIÇÃO:Irradiação Externa:
• Exposição à radiação emitida pela fonte.
- Estar próximo à fonte, considerando a energia deemissão e o tipo de radiação
- Equipamentos emissores de radiação ionizante- Fontes seladas
-
Fontes não-seladas.
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TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃOMODOS DE EXPOSIÇÃO:
Contaminação:• Presença indesejável de material radioativo.
Contaminação Interna• Incorporação de material radioativo por ingestão,
inalação ou absorção por contato direto com a pele.- Fontes não seladas
- Fontes seladas (pouco provável).
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Contaminação Irradiação
Fonte: Apostila “Aplicações da EnergiaNuclear”, Comissão Nacional de Energia
Nuclear.
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TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃOEXEMPLO: VALORES TÍPICOS DE DOSES
RADIAÇÃO DOSE (mSv)Raios cósmicos (h=0 m) 0,40
Raios cósmicos (h = 2,5 km) 0,80Radônio 1,20Potássio-40 0,20
Radiografia de tórax 0,40Radiografia dentária 0,20
Viagens intercontinentais 0,02
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TIPOS DE FONTES E MODOS DE
EXPOSIÇÃOEXEMPLO: O CÉSIO-137 DE GOIÂNIA
Características Gerais• Fonte selada usada em radioterapia
• Cerca de 3000 Ci de atividade• Cabeçote de chumbo roubado - ferro velho
• Cápsula que continha o Césio arrebentada• Propagação de contaminação
• 6000 toneladas de rejeito radioativo.