faser-espec - proteção radiológica-ri_ii (2).pdf

7/25/2019 FASER-espec - Proteção radiológica-RI_II (2).pdf

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Proteção Radiológica

RADIOLOGIA INDUSTRIAL

Especialização em Proteção Radiológica



Aulas

1. Proteção Radiológica aplicada à

Radiologia Industrial

2. Transporte de materiais radioativos

3. Acidentes relacionados à radiologia

industrial



Proteção radiológica

Risco maior na indústria?

Cuidados especiais?

Motivos:

◦ Alta energia

◦ Longo tempo de exposição

◦ Exposições em ambientes externos



Radiologia Industrial

Irradiadores de grande porte◦ Alimentos

Irradiadores de pequeno/médio porte

◦ Produtos cirúrgicos

◦ Pedras preciosas

Medidores de nível

Geração de energia

Radiografia (e gamagrafia) industrial



Radiografia industrial (END)

Radiografia

◦ Tubos de raios X industriais (até 650 kV)

◦

Aceleradores industriais (MeV)

Gamagrafia

◦ Irradiadores gama



Raios X



Acelerador linear



Raios



Gamagrafia industrial



Equipamentos de gamagrafia



Mecanismo de exposição da fonte



Esquema do irradiador



Cabo porta-fonte



Radiação gamaConceitos básicos

Emitidas por radioisótopos (radionuclídeos)

Energias bem definidas e características de cada

radioisótopo

◦ Co-60: 1,17 MeV e 1,33 MeV

◦ Ir-192: 0,32 MeV e 0,47 MeV

◦ Se-75: 0,14 MeV e 0,26 MeV



Decaimento radioativo




Decaimento expresso pela seguintederivada:

◦ O número de átomos N que se desintegramdentro de um intervalo de tempo dt éproporcional a λ,No e t .

◦ λ –

constante de desintegração (característica decada elemento radioativo) Unidades: a-1, d-1, h-1, s-1

odN N dt




A resolução da equação diferencial fornece uma equaçãoexponencial, que é a expressão matemática da Lei doDecaimento Radioativo

◦ No = número inicial de átomos excitados

◦ N = número de átomos excitados após um intervalo de tempo t

◦ e = base do logaritmo neperiano (ln)

◦ λ = constante de desintegração

◦

t = intervalo de tempo transcorrido

N nunca será zero um material radioativo estará sempreemitindo radiação

t

o N N e



Atividade

Atividade = velocidade (ou taxa) de decaimento deum elemento radioativo (nº de emissões radioativaspor intervalo de tempo)

Unidades:◦ Curie (Ci) ou Becquerel (Bq)

◦ 1 Bq = 1 desintegração por segundo (dps)

◦ 1 Ci = 3,7.1010 Bq

A N

t

o A A e

t

o N N e



Meia-vida

Intervalo de tempo em que o número deátomos excitados (e consequentemente aatividade) de um material radioativo reduz-se à metade

A meia-vida também é uma característicaespecífica de cada elemento radioativo

1/2

ln 2t



Atividade e meia-vida



Exemplos

Uma fonte de Ir-192 foi comprada há 2 mesescom 10 Ci. Calcule a atividade atual desta fonte

(em Bq), sabendo que a meia-vida do irídio é de

74,4 dias

Calcule a atividade que esta mesma fonte terá

de hoje a mais 3 meses.



NORMAS E LEISProteção radiológica industrial



Normas internacionais - IAEA

Nuclear safety infrastructure for aNational Nuclear Power Programme

Supported by the IAEA fundamental

safety principles –

INSAG-22 (2008)




Safety Report Series No. 75-INSAG-5(1992) – The Safety of Nuclear Power

◦ Reactor safety principles

◦ Safety of nuclear plants

◦ Nuclear fuel cycle

◦

Features desired in future plants◦ Continued improvement of nuclear power

plant safety




Safety Report Series No. 13 (1999) –

RadiationProtection and Safety in Industrial Radiography

◦ Objectives

◦ Organizational responsibilities

◦ Types of exposure devices

◦ Design and use of shielded enclosures (fixed facilities)

◦ Site radiography procedures

◦ Storage, movement and transport of radiographic

sources and exposure devices

◦ Emergency response planning




Nuclear Security Series No. 11 (2009) –

Security of Radioactive Sources



Normas Nacionais (CNEN)

NE 1.04 –

licenciamento de instalações nucleares NE 2.01 – proteção física de unidades

operacionais da área nuclear

NE 2.02 – controle de materiais nucleares

NE 3.01 –

diretrizes básicas de proteçãoradiológica

NE 3.02 – serviços de radioproteção

NE 6.04 –

funcionamento de serviços deradiografia industrial

Res 111/11 – certificação da qualificação desupervisores de proteção radiológica



Normas CNEN

CNEN NN-6.04 –

Funcionamento de serviços deradiografia industrial

◦ Plano de radioproteção

Responsabilidades do pessoal de operação

Controle das áreas

Situações de emergência

Treinamento do pessoal envolvido

Controle médico do pessoal envolvido

Transporte de fontes radioativas



Norma CNEN nn-6.04

Equipe de técnicos◦ 2 supervisores de radioproteção

◦ 3 técnicos para áreas abertas

◦ 2 técnicos para áreas fechadas



Normas

Limites primários anuais de doses equivalentes(CNEN NN-3.01)

◦ Indivíduo ocupacionalmente exposto: 20 mSv por ano

◦ Indivíduo do público: 1 mSv por ano



Tipos de instalações de rad. ind.

Instalação fechada

◦ Armazenamento e uso de fontes em recintos

fechados, com blindagem permanente

◦ Construção adaptada aos tipos e atividades das fontesutilizadas

◦ Denominados bunkers



Instalação fechada - Bunker



Tipos de instalações

Instalação aberta Armazenamento e uso de fontes são realizados

em espaços isolados ou cercados

Local temporário

Exemplos: pólos petroquímicos, refinarias,plataformas continentais, estaleiros e hangares,tubulações externas

Os trabalhos são realizados em locaisdelimitados, cujo acesso é controlado

CNEN NN-6.04 exige a presença de umResponsável por Instalações Abertas (RIA)



Instalação aberta



MÉTODOS DE PROTEÇÃOE PROCEDIMENTOS DEGAMAGRAFIA

Proteção Radiológica Industrial



Condições operacionais

Operações em instalações fechadas sempre quepossível

Operações em instalações abertas quando houvero menor número de pessoas na vizinhança do local.

Estas operações devem estar sob controle doResponsável pela Instalação Aberta

Equipamentos de gamagrafia e de raios-X devemser verificados antes da irradiação

Trabalhadores devem portar medidor individual deleitura indireta. Trabalhadores de gamagrafia devemportar monitor individual




Local isolado com cordas, sinais luminosos e sonoros esinalizado com o símbolo internacional de presença deradiação

Devem ser designadas pessoas para vigiar a área restrita

O feixe de radiação deve ser dirigido para áreas nãoocupadas ou adequadamente blindadas

Blindagens e colimadores devem ser usados sempre quepossível

Os níveis de radiação medidos em todas as áreas devemestar de acordo com os estabelecidos




Após qualquer operação que envolva movimento da fonteou blindagem, a área do arranjo radiográfico deve sermonitorada

A superfície externa do irradiador deve ser monitorada,sempre no mesmo ponto de medição, para assegurar oretorno da fonte à posição de segurança

Após o término das operações, o irradiador deve sertrancado, ter sua chave retirada e levado ao local dearmazenamento adequado

As fontes devem ser guardadas em irradiadores fechados,em recipientes de troca ou outros recipientes deblindagem equivalente, com dispositivos de segurança



Troca de fontes

Supervisor de Radioproteção ou Responsável pelaInstalação Aberta

Porta-fontes devem ser usados para irradiadoresespecíficos

O irradiador deve ser inspecionado, monitorado eidentificada a nova fonte

◦ Símbolo do radionuclídeo

◦Número de identificação da fonte selada

◦ Atividade da fonte

◦ Data da atividade inicial



Manutenção do equipamento

Identificação

Tampas nas extremidades do canal interno

Alça para transporte

Sistema de travamento

Indicadores de posição da fonte

Sistema de acoplamento com o controle remoto

Eficiência da blindagem

Estado de conservação



Segurança dos irradiadores

Irradiadores vistoriados e certificados



Manutenções semanais

Manutenção semanal do contêiner:◦ Limpe o contêiner, utilizando lubrificantes

recomendados;

◦ Verificar parafusos, porcas, roscas e arruelas;

◦ Confirmar sistema de bloqueio da fonte;

◦ Verificar fios;

◦ Testar conexão dos cabos;

◦

Verificar símbolos de advertência;◦ Medir a taxa de dose na superfície do contêiner



Preparação de etapas

Radiografias sem atrapalhar o trabalho da empresa;

Calcular a atividade da fonte e o tempo de exposiçãonecessário;

Colimar o feixe;

Utilizar blindagem local (se possível);

Isolar a área e calcular a distância mínima;

Comunicar a direção da empresa e exigirdocumentação adequada;

Organizar material com antecipação



Sistema de limitação da dose

Principais critérios?

◦ Minimizar o tempo

◦ Maximizar a distância

◦ Maximizar a blindagem



Tempo de exposição

Qual a relação da dose absorvida com o tempode exposição?

A dose é diretamente proporcional ao tempode exposição

◦ Ex: Um operador fica numa área de radiação de 0,25

mSv/h por 6 horas. Qual a sua dose efetiva?

Cál l d d i ã



Cálculo do tempo de exposição

Gamagrafia

Cálculo a partir do fator de exposição,utilizando curvas de exposição para cada fonte

radioativa

◦ t : tempo de exposição (min)

◦ FE: fator de exposição

◦ Dff : distância fonte-filme (cm)

◦ A: atividade da fonte (mCi)

2

FExDff t A

Curva de exposição




Gamagrafia



Exemplos

No ensaio de uma chapa de aço com 1 cm deespessura, utilizou-se uma fonte de Se-75 com

30 Ci e filme Classe 1. Fixando-se a distância

fonte-filme em 30 cm, qual o tempo de

exposição?

Para uma fonte de Ir-192 (com 1.000 mCi),

calcule a distância fonte-filme, quando se utiliza

10 minutos de exposição para o ensaio de uma

chapa de aço com 50 mm.



Cálculo do tempo – raios-X

Cálculo a partir do valor de produto corrente-tempo (mA.min), encontrado utilizando curva

de exposição para cada valor de potencial do

tubo (kV)

C d i ã




Raios-X



Exemplos

Calcule o tempo de exposição necessário parase radiografar uma peça de aço com 3 cm de

espessura, selecionando 260 kV e 2 mA, a 700

mm de distância fonte-filme, utilizando-se filme

Classe 2.

Calcule o tempo para se radiografar a mesma

peça, porém, selecionando 200 kV e 7 mA.



Redução do tempo

Gamagrafia

◦ Redução da distância fonte-filme

◦ Aumento da atividade da fonte (substituição da fonte)

Raios X

◦ Aumento da corrente do tubo (troca do tubo)

◦ Redução da distância fonte-filme

◦ Aumento da tensão



Distância Qual a relação entre a dose e a distância?

Lei do inverso do quadrado da distância

◦ A dose absorvida é inversamente proporcional à distância da fonteradioativa



Distância

Ex:

1- Se a taxa de dose equivalente a 1 m é 400 μSv/h,

quanto será a 2 metros? E a 10 metros?

2- Se a taxa de dose equivalente a 55 cm é 200 μSv/h,

a que distância devo ficar para que a taxa seja de

apenas 10 μSv/h?

H 1

H 2

=d 2

d 1

è

ö

ø

÷÷

2



Cálculo de doses a partir do fator GAMA

A dose de uma fonte pontual é proporcional àatividade da fonte e ao tempo de exposição einversamente proporcional ao quadrado da distânciaentre a fonte e o ponto considerado:

H = dose equivalente (mSv)

H = taxa de dose equivalente (mSv/h)

= fator característico de emissão gama da fonte (Ir-192) = 0,50 R/h.Ci = 0,13 mSv/h.GBq a 1 m

A = atividade da fonte (GBq)

t = tempo de exposição (h)

d = distância (m)

2

At H

d H =

A

d 2



Exemplos

1. Para uma fonte de Ir-192, calcule a taxa de doseequivalente de uma fonte com 150 Ci a 5 m dedistância.

(1Ci = 37 GBq)

2. Para uma fonte de Ir-192, calcule a distância que sedeve estar de uma fonte com 100 Ci, para que a taxade dose seja de 10 μSv/h.

3. A taxa de dose de 1 mGy/h é medida a 15 cm de umafonte radioativa de Cs-137. Qual é a atividade dafonte? (Cs-137 = 0,0891 mSv.h-1 a 1 m por GBq)



Blindagem

Em radiologia industrial, o uso de blindagens nãoé muito comum, pois envolve alto custo, área para

construção, aprovação de projetos, mas ainda é

um dos meios mais seguros de proteção

radiológica



Blindagem

Cálculo de blindagens para fontes gama

µ = coeficiente de atenuação linear

B(µ,x) = fator de “Build up”, que depende das

energias das radiações e do material. Neste

curso, o fator será considerado sempre 1

1

.ln ln ,o I

x B x I

x

o I I e



Exemplo

Calcular a espessura necessária de concretopara proteger operários a um nível de 2,5 mR/h

de uma fonte de Co-60 com 30 Ci de atividade,

a uma distância de 30 m (B = 1)

◦ µconcreto = 0,121 cm-1



Acessórios de blindagem

Colimadores

Barreiras

Contêineres



Contêineres (recipientes)

Armazenamento das fontes (ou blindagens comfontes) quando não estão em uso



Colimadores

Quais as funções dos colimadores?

Direcionamento do feixe de radiação

Redução da radiação espalhada

Melhoria da qualidade de imagem

Redução da dose ocupacional



Colimadores



Pinças

Manipulação das fontes, mantendo umadistância segura

◦ de 1 a 2 m de comprimento

Avisos de segurança e fitas de



Avisos de segurança e fitas de

isolamento de área (perímetro)



SITUAÇÕES DEEMERGÊNCIA

Proteção Radiológica Industrial



Emergência

Kit de emergência

◦ Fotografia ou modelo falso da fonte

◦ Monitor individual

◦

Medidor de área para alta taxa de dose

◦ Medidor para baixa taxa de dose

◦ Pinças (1 e 2 m)

◦

Ferramentas manuais◦ Chumbo

◦ Recipiente de chumbo de emergência (4 cm de espessura)



Situações de emergência - 1

Sintoma: manivela gira livremente ou está presa Causa: falha na conexão do porta-fonte ou

problema no terminal da mangueira. O final do

cabo de aço passou através da catraca do

controle remoto

Providências

◦ Solte os parafusos da manivela, puxe e recoloque ocabo



Emergência 1



Situação de emergência - 2

Sintoma: fonte exposta. O cabo movimenta-se,mas não há alteração no nível de radiação

Causa: conector danificado ou sujo ou falta deconexão do cabo com a fonte

Providências:

◦ Expor o cabo e fazer a conexão

◦ Desenroscar a mangueira e deixar o porta-fonte cair

no chão. Movimentar a mangueira (por trás de algumablindagem), levantá-la com uma pinça. Pegar o porta-fonte e depositá-lo na blindagem

ê 2



Emergência 2

S ã d ê 3




Sintoma: girar a manivela do comando é difícil Causa: acidente ou manuseio brusco

Providências:◦ Remover a catraca da manivela e puxar o cabo

manualmente

◦ Desconectar o engate do irradiador e puxar o cabo

manualmente, mantendo a máxima distância da fonte

E ê 3



Emergência 3

S ã d ê 4




Sintoma: fonte aparentemente recolhida, mas háradiação na área

Causa: engate da fonte quebrado, somente o

cabo retorna, deixando a fonte no tubo guia

◦ A constatação pode ser feita através do medidor de

radiação

E ê i 4



Emergência 4 Providências

◦ O operador comunica o fato ao RIA ou SPR

◦ Localização da fonte

Triangulação com o auxílio do detector de radiação

◦ Recolhimento da fonte

Fonte no tubo guia: tubo deve ser suspenso (com garra de 2 m) e fontedeve ser empurrada de volta para o irradiador (com cabo flexível ouarame)

Fonte fora do tubo: recolhida dentro de uma blindagem de emergência(ou do irradiador), com garra especial

◦ Após o recolhimento

Fazer o levantamento radiométrico da blindagem

Liberar a área e avaliar as doses recebidas pelos envolvidos

Enviar o equipamento para manutenção

Fazer relatório

Si ã d ê i 5




Sintoma: fonte exposta não pode sermovimentada ou só pode ser removida para a

frente de uma parte danificada

Causa: algum objeto pesado deve ter caído

sobre o tubo, deformando-o

Providências:

◦ Colocar blindagem entre a fonte e o operador ecortar a mangueira e recolher a fonte

E ê i 5



Emergência 5

Si ã d ê i 6




Sintoma: quebra do engate rápido da mangueirado comando

Causa: manivela forçada ou manuseio brusco

Providências:

◦ Remover a mangueira e tentar adaptar um engate

com nova mangueira

◦Se o material não estiver disponível, colocarblindagens que impeçam o cabo de sair do irradiador

Li i d d



Limites de dose

Limites primários anuais de dose equivalente(regulados pela CNEN)

◦ Indivíduos ocupacionalmente expostos

50 mSv em um ano, total de 100 mSv em 5 anos

◦ Membros do público

Em circunstâncias especiais: 5 mSv em um ano, total de 5

mSv em 5 anos

Li i d d



Limites de dose

Limites derivados do trabalho (2000 horas/ano)

◦ 10 μSv/h

◦ 80 μSv/dia

◦ 400 μSv/semana

◦ 1,6 mSv/mês

Um serviço envolvendo uma fonte de radiação deveráser efetuado no prazo máximo de 6 meses. O nível de

radiação no local de trabalho é de 32 μSv/h. Quantashoras por dia no máximo os trabalhadores poderãooperar?

C

Qual a melhor posição???



Fonte

A

C

B

D

F

GI

H

Colimador

Peça

radiografada

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Documents