PROTEÇÃO RADIOLÓGICA

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EXAME DE QUALIFICAÇÃO 
NÍVEL: DOUTORADO 
Universidade Federal de Pernambuco 
Linha de Pesquisa: Análise Neutrônica e Termohidráulica de Sistemas Nucleares 
Autor: CUNHA, C. J. C. M. R. 
http://lattes.cnpq.br/2627016556408011 
https://orcid.org/0000-0001-6143-3246 
 
 
PROTEÇÃO RADIOLÓGICA 
 
A radiação é a energia emitida pela matéria na forma de raios ou partículas de alta velocidade. Toda matéria 
é composta de átomos, que por sua vez, são formados por um núcleo que contém prótons e nêutrons, e por 
uma camada externa formada por partículas chamadas elétrons. O núcleo possui uma carga elétrica positiva, 
enquanto os elétrons uma carga elétrica negativa. Essas forças dentro do átomo trabalham em direção a um 
equilíbrio forte e estável, eliminando o excesso de energia atômica (radioatividade). Nesse processo, núcleos 
instáveis podem emitir uma quantidade de energia, e essa emissão espontânea é o que chamamos de 
radiação. 
A radiação pode ser ionizante ou não ionizante, dependendo de como ela afeta a matéria. A radiação não 
ionizante inclui luz visível, calor, radar, microondas e ondas de rádio. Esse tipo de radiação deposita energia 
nos materiais por onde passa, mas não tem energia suficiente para quebrar ligações moleculares ou remover 
elétrons dos átomos. Em contraste, a radiação ionizante (como raios X e raios cósmicos) é mais energética do 
que a radiação não ionizante. Consequentemente, quando a radiação ionizante passa pelo material, ela 
deposita energia suficiente para quebrar as ligações moleculares e deslocar (ou remover) os elétrons dos 
átomos. Este deslocamento de elétrons cria duas partículas eletricamente carregadas (íons), que podem 
causar mudanças nas células vivas de plantas, animais e seres humanos. 
 Tipos de Radiação 
A radiação ionizante tem vários usos benéficos. Por exemplo, usamos radiação ionizante em detectores de 
fumaça, para tratar câncer, esterilizar equipamentos médicos etc. No entanto, a radiação ionizante é 
potencialmente prejudicial se não for usada corretamente. Como indicado anteriormente, grandes átomos 
instáveis tendem a se tornar estáveis emitindo radiação para se livrar do excesso de energia atômica 
http://lattes.cnpq.br/2627016556408011
https://orcid.org/0000-0001-6143-3246
CUNHA, C. J. C. M. R. 
(radioatividade). Essa radiação pode ser emitida na forma de partículas alfa, partículas beta carregadas 
negativa ou positivamente, raios gama ou raios-x, conforme explicado a seguir. 
o Decaimento alfa 
São partículas carregadas, que são emitidas por materiais naturais (como urânio, tório e rádio) e elementos 
feitos pelo homem (como plutônio e amerício). 
 
U92
235 → Th90
234 + He2
4 
 
As partículas alfa têm alcances muito curtos e não podem nem mesmo penetrar na camada externa morta da 
pele. 
Em geral, essas partículas têm uma capacidade muito limitada de penetrar em outros materiais, de maneira 
que podem ser facilmente bloqueadas, como por exemplo, por meio de uma folha de papel, pele ou até 
mesmo por alguns centímetros de ar. 
Entretanto, os materiais que emitem partículas alfa são potencialmente perigosos se inalados ou engolidos, 
mas a exposição externa geralmente não representa um perigo direto ao corpo humano. Dependendo do 
elemento, os emissores internos tendem a buscar vários órgãos e irradiá-los. O rádio, por exemplo, busca o 
osso, onde pode se alojar e irradiar um indivíduo ao longo de sua vida. Esses emissores alfa tem uma 
aplicação bastante prática, que se dá principalmente nos dispositivos de detecção de fumaça. 
o Decaimento beta 
Radiação beta (β) é o termo usado para descrever elétrons de origem nuclear, carregados positiva 
(β+) ou negativamente (β-). Sua emissão constitui um processo comum em núcleos de massa 
pequena ou intermediária, que possuem excesso de prótons ou de nêutrons em relação à estrutura 
estável correspondente. A radiação beta é utilizada em diversas aplicações, como no tratamento de 
doenças oculares, controle de espessura de materiais etc. Em geral, as partículas beta são mais leves 
do que as partículas alfa e geralmente têm uma maior capacidade de penetrar em outros materiais. 
Como resultado, essas partículas podem viajar alguns metros no ar e podem penetrar na pele. No 
entanto, uma folha fina de metal, plástico ou um bloco de madeira pode impedir as partículas beta. 
Durante o decaimento beta-menos (β-), um nêutron no núcleo do átomo se transforma em um 
próton, um elétron e um antineutrino. O elétron e o antineutrino voam para longe do núcleo, que 
CUNHA, C. J. C. M. R. 
agora tem um próton a mais do que antes. Como um átomo ganha um próton durante o decaimento 
beta-negativo, ele muda de um elemento para outro. Por exemplo, após sofrer decaimento beta-
menos, um átomo de carbono (com 6 prótons) se torna um átomo de nitrogênio (com 7 prótons). 
 
C6
14 → N7
14 + β−1
0 + υ̅0
0 
 
No decaimento beta-positivo (β+), um próton no núcleo do átomo se transforma em um nêutron, 
um pósitron e um neutrino. O pósitron e o neutrino voam para longe do núcleo, que agora tem um 
próton a menos do que antes. Como um átomo perde um próton durante o decaimento beta-
positivo, ele muda de um elemento para outro. Por exemplo, após sofrer decaimento beta-plus, um 
átomo de carbono (com 6 prótons) se torna um átomo de boro (com 5 prótons). 
 
C6
10 → B5
10 + β+1
0 + υ0
0 
o Emissão gama 
Quando um núcleo decai por emissão de radiação alfa ou beta, geralmente o núcleo residual tem 
seus nucleons fora da configuração de equilíbrio, ou seja, estão alocados em estados excitados. 
Assim para atingir o estado fundamental, emitem a energia excedente sob a forma de radiação 
eletromagnética, denominada radiação gama (γ). Na forma mais comum de decaimento gama, 
conhecida como emissão gama, os raios gama (fótons, ou pacotes de energia eletromagnética, de 
comprimento de onda extremamente curto) são irradiados. O decaimento gama também inclui dois 
outros processos eletromagnéticos, conversão interna e produção de pares internos. 
Na conversão interna, o excesso de energia em um núcleo é transferido diretamente para um de 
seus próprios elétrons em órbita, ejetando assim o elétron do átomo. Na produção de par interno, o 
excesso de energia é convertido diretamente dentro do campo eletromagnético de um núcleo em 
um elétron e um pósitron (elétron carregado positivamente) que são emitidos juntos. 
Os raios gama e os raios X consistem em ondas de alta energia que podem viajar grandes distâncias 
na velocidade da luz e geralmente têm uma grande capacidade de penetrar em outros materiais. 
Por esse motivo, os raios gama (como do cobalto-60) são frequentemente usados em aplicações 
CUNHA, C. J. C. M. R. 
médicas para tratar o câncer e esterilizar instrumentos médicos. Da mesma forma, os raios X são 
normalmente usados para fornecer imagens estáticas de partes do corpo (como dentes e ossos) e 
também são usados na indústria para encontrar defeitos em soldas. 
Apesar de sua capacidade de penetrar em outros materiais, em geral, nem os raios gama nem os 
raios X têm a capacidade de tornar algo radioativo. Vários centímetros de concreto ou alguns 
centímetros de material denso (como chumbo) são capazes de bloquear esses tipos de radiação. 
A irradiação gama pode ser usada para conservar alimentos. Os raios gama desta fonte matam 
bactérias, fungos, parasitas e insetos. Eles também inibem a germinação e o amadurecimento 
prematuro de frutas e vegetais. Isso ajuda a prolongar a vida útil dos alimentos. A comida em si não 
se torna radioativa. O logotipo Radura abaixo é usado para indicar que os alimentos foram tratados 
por radiações. 
O equipamento médico também é esterilizado por radiação gama. A esterilização por este método 
é mais vantajosa do que o aquecimento no caso de equipamentos plásticos, como seringas, pois evita 
danos por calor. 
 Efeitos biológicos das radiações 
Independentemente do tipo de radiação, partículascarregadas serão produzidas, de modo que o 
mecanismo fundamental de interação da radiação com a matéria é a ionização. Esta é a razão pela 
qual essas radiações são conhecidas como radiações ionizantes. No caso de o material ser o tecido 
biológico com alto teor de água, a ionização de moléculas de água pode produzir os chamados 
radicais livre que possuem alta reatividade química, suficiente para alterar moléculas importantes 
que fazem parte dos tecidos dos seres vivos. Entre estas alterações podem ser incluídas alterações 
químicas no DNA, a molécula orgânica básica que faz parte das células do nosso corpo. 
É geralmente assumido que os efeitos biológicos na célula resultam tanto da ação direta quanto 
indireta da radiação. Os efeitos diretos são produzidos pela ação inicial da própria radiação e os 
efeitos indiretos são causados pela ação química posterior dos radicais livres e outros produtos da 
radiação. Um exemplo de efeito direto é uma quebra de fita no DNA causada por uma ionização na 
própria molécula. Um exemplo de efeito indireto é uma quebra de fita que ocorre quando um radical 
OH ataca um açúcar de DNA posteriormente (entre ∼10–12 se ∼10–9 s). Dependendo da dose, tipo 
de radiação e ponto final observado, os efeitos biológicos da radiação podem diferir amplamente. 
CUNHA, C. J. C. M. R. 
Alguns ocorrem de forma relativamente rápida, enquanto outros podem levar anos para se 
tornarem evidentes. 
Existem duas classes de efeitos, os que ocorre com certeza ao exceder um determinado valor da dose 
de radiação recebida, também conhecidos como efeitos determinísticos, e aqueles que possuem uma 
probabilidade de ocorrência ao aumentar a dose, chamados de efeitos estocásticos. Os efeitos 
determinísticos podem variar de morte em dias ou semanas (para níveis muito elevados de radiação 
recebido por todo o corpo) a vermelhidão simples de pele (para altas doses de radiação recebido 
por um curto período de tempo numa área limitada do corpo). Quando o corpo humano é 
submetido a baixas doses de radiação ou a uma dose mais elevada, mas é recebida durante um 
longo período de tempo, não há efeitos deterministas apreciáveis, mas é assumido que é possível a 
existência de efeitos estocásticos, como câncer ou a aparência de doenças congênitas. 
 Grandezas e unidades 
Quando se trata da utilização da radiação ionizante, um dos principais questionamentos é de como 
realizar uma medição de quantidades por meio da própria radiação ou seus efeitos e subprodutos 
de suas interações com a matéria. As dificuldades de medição estão associadas às suas 
propriedades, pois elas são invisíveis, inodoras, insípidas, inaudíveis e indolores. Além disso, elas 
podem interagir com os instrumentos de medição modificando suas características. Outra 
dificuldade é que nem todas as grandezas radiológicas definidas são mensuráveis. 
Grandezas dosimétricas são aquelas associadas à quantidade de radiação que um material foi 
submetido ou absorveu. “Exposição”, “Kerma” e “Dose Absorvida” são exemplos desses tipos de 
grandezas. Quando os efeitos das interações das radiações com a matéria acontecem no organismo 
humano, podem ser definidas grandezas limitantes, com o objetivo de indicar o risco à saúde 
humana devido ao envolvimento com a radiação ionizante, que podem ou não, causar 
consequências deletérias. Como as radiações apresentam diferenças na ionização, penetração e, 
consequente dano biológico produzido, introduz-se fatores de peso associados às grandezas 
dosimétricas e, assim, se obtém a “Dose Equivalente”. 
Como o conceito de dose equivalente não utiliza somente as grandezas básicas na sua definição 
pode surgir uma variedade de grandezas limitantes dependendo do propósito de limitação do risco. 
Assim, define-se: a Dose equivalente no órgão, Dose equivalente efetiva, Dose equivalente 
CUNHA, C. J. C. M. R. 
comprometida, Dose efetiva, etc. Quando da utilização das radiações ionizantes, o ramo da proteção 
radiológica pode definir algumas grandezas radiológicas com um direcionamento maior para a 
prática dessas atividades, como o caso de monitoração de área e monitoração individual, sendo 
chamadas de grandezas operacionais. Isto porque as grandezas limitantes não são mensuráveis ou 
de fácil estimativa. Desta maneira, aparecem grandezas muito específicas como: Equivalente de 
dose ambiente e Equivalente de dose pessoal. 
o Atividade 
É o número médio de transformações nucleares espontâneas em um determinado intervalo de 
tempo. 
 
Onde, N é o número de núcleos radioativos contidos na amostra ou material. Sua unidade, o 
becquerel (Bq), corresponde a uma transformação por segundo, ou s-1. É bom salientar que, uma 
transformação por segundo não significa a emissão de uma radiação por segundo, pois, numa 
transformação nuclear, podem ser emitidas várias radiações de vários tipos e várias energias. 
Muitas vezes uma transformação nuclear é confundida com uma “desintegração nuclear”, devido 
ao conceito antigo de radioatividade que imaginava que, quando o núcleo emitia radiações, ele 
estava se desintegrando, se destruindo. Hoje se sabe que o núcleo só emite radiações para se 
organizar automaticamente, aperfeiçoar sua estrutura e dinâmica. 
o Kerma 
É definido como a energia cinética liberada por unidade de massa e é expressa da seguinte forma: 
 
Onde dETR é a soma de todas as energias cinéticas iniciais de todas as partículas carregadas liberadas 
por partículas neutras ou fótons, incidentes em um material de massa “dm”. 
o Dose absorvida (D) 
A transferência de energia é um dos efeitos oriundos da interação da radiação com a matéria. Esta 
energia nem sempre é absorvida totalmente, devido a variedade de modos de interação e à natureza 
CUNHA, C. J. C. M. R. 
do material. A fração absorvida da energia transferida está relacionada com a ionização dos átomos, 
a quebra das ligações químicas, e incremento da energia cinética das partículas. 
 
A grandeza dose absorvida é definida como a relação entre a energia absorvida e a massa do volume 
de material atingido, além de ser definida como uma função num ponto P, de interesse. 
o Dose equivalente (H) 
O conceito é definido como a equivalência entre doses de diferentes radiações para produzir o 
mesmo efeito biológico. A Dose Equivalente, H, é obtida multiplicando-se a dose absorvida D pelo 
Fator de qualidade (Quality factor), Q, ou seja, 
 
 
O fator de qualidade Q é adimensional e constitui um fator de peso proveniente da simplificação 
dos valores da Efetividade (ou Eficácia) Biológica Relativa (Relative Biological Effectiveness, RBE) 
dos diferentes tipos de radiação, na indução de determinado tipo de efeito biológico. 
o Dose equivalente em um tecido ou órgão (HT) 
A dose equivalente num órgão ou tecido é a dose absorvida D média em um tecido específico T, 
multiplicada pelo fator de qualidade Q da radiação R, expressa por: 
HT = H ∙ wT 
Onde wT é o fator de peso do tecido ou órgão (Tissue weighting fator) T referente. 
o Dose equivalente efetiva (HE) 
A Dose Equivalente Efetiva HE, também denominada de Dose Equivalente de Corpo Inteiro (Whole 
body dose equivalent) HWB, é obtida pela relação, 
He = HWB =∑wTHT
T
 
HT é a dose equivalente no órgão ou tecido T. Os valores de wT estão associados à radiosensibilidade 
do órgão à radiação. Uma questão que pode causar dificuldades é o fato de muitas grandezas 
CUNHA, C. J. C. M. R. 
diferentes, possuírem a mesma unidade. Por exemplo, a Dose Absorvida e o Kerma são medidos 
em gray (Gy), a Dose Equivalente, Dose Efetiva, Dose Equivalente Comprometida, são avaliadas 
em sievert (Sv). Isto se deve ao fato das diferenças entre elas serem constituídas por fatores de 
conversão adimensionais, envolverem estimativas de exposições externas e internas ou avaliarem 
frações de energia absorvidas ou transferidas. 
Gray (Gy) – Esta unidade representa quanta energia foi recebida por um objeto ou pessoa 
atingida porradiação. 
Sievert (Sv) – Esta unidade é usada para avaliar quanto risco a radiação representa para as 
pessoas em termos de indução de câncer ou dano genético. 
Becquerel (Bq) – Esta é uma unidade de padrão internacional que mede o decaimento da 
radiação (ou transformação) de um material radioativo. 
 Princípios da proteção radiológica 
A proteção radiológica ou radioproteção pode ser definida como um conjunto de medidas que visão 
proteger o homem e o ecossistema de possíveis efeitos indesejáveis causados pelas radiações 
ionizantes. Para isso ela analisa os diversos tipos de fontes de radiação, as diferentes radiações e 
modos de interação com a matéria viva ou inerte, as possíveis consequências e sequelas para saúde 
e riscos associados. Oriundo disso, permite-se: 
 
1. Avaliar de forma qualitativa e quantitativamente os possíveis efeitos, definindo as grandezas 
radiológicas, suas unidades, os instrumentos de medição e os diversos procedimentos do uso 
das radiações ionizantes. 
2. Estabelecer normas regulatórias, os limites permissíveis e um plano de proteção radiológica 
para as instalações que executam práticas com radiação ionizante, com o objetivo de garantir 
seu uso correto e seguro. 
3. Desenvolver procedimentos para situações de emergência em caso de desvio da normalidade 
de funcionamento de uma instalação ou prática radiológica. 
 
Os conceitos, procedimentos, grandezas e filosofias de trabalho em proteção radiológica são 
continuamente detalhados e atualizados nas publicações da International Commission on 
Radiological Protection (ICRP). Existe também a International Commission on Radiation Units and 
CUNHA, C. J. C. M. R. 
Measurements (ICRU), que cuida das grandezas e unidades, seu processo de aperfeiçoamento e 
atualização. Os conceitos contidos nas publicações da ICRP e ICRU constituem recomendações 
internacionais, entretanto, cabe a cada país adotar ou não tais recomendações de forma parcial ou 
total, quando do estabelecimento de suas Normas de Proteção Radiológica (NRP). Tudo depende 
do estágio de desenvolvimento do país, da capacidade ou viabilidade de execução, em cada área de 
aplicação. 
A ICRP apresenta três princípios básicos no âmbito da proteção radiológica, estes são: 
 
1. Justificação – Toda e qualquer prática envolvendo exposição a radiações ionizantes deve 
gerar um benefício para a sociedade. Os efeitos negativos e possíveis alternativas devem ser 
considerados. Isso afeta questões importantes que precisam ser resolvidas pelos governos, 
como, por exemplo, o uso de energia nuclear para produção de eletricidade. 
2. Otimização (Principio de ALARA) – O princípio básico da proteção radiológica ocupacional 
estabelece que todas as exposições devem ser mantidas tão baixas quanto razoavelmente 
exequíveis (ALARA = As Low As Reasonably Achivable). O princípio de ALARA estabelece, 
portanto, a necessidade do aumento do nível de proteção a um ponto tal que 
aperfeiçoamentos posteriores produziriam reduções menos significantes do que os esforços 
necessários. 
3. Limitação da dose – O princípio de limitação da dose estabelece a necessidade de que as 
doses individuais de Indivíduos Ocupacionalmente Expostos (IOE) e de indivíduos do 
público não devem exceder os limites anuais de doses estabelecidos pelas normativas 
nacionais. Os limites de doses estabelecidos permitem que as pessoas não sejam expostas a 
um nível de risco inaceitável. 
 
Existem dois órgãos regulamentadores no Brasil: ANVISA e CNEN. As medidas necessárias para 
limitar a exposição dos indivíduos podem ser tomadas aplicando ações em qualquer ponto do 
sistema que vincula as fontes com os indivíduos. Tais ações podem ser aplicadas em: 
 
• A fonte que emite radiação ionizante. 
• O ambiente, isto é, as formas em que a radiação das fontes pode atingir os indivíduos. 
• Os indivíduos expostos. 
CUNHA, C. J. C. M. R. 
 
As medidas de controle na fonte são consideradas medidas prioritárias, enquanto as medidas 
aplicáveis ao meio ambiente e aos indivíduos são mais eficazes de aplicar e, às vezes, provocam 
mais obstáculos no funcionamento das instalações. Então, os riscos de irradiação a que os indivíduos 
são sujeitos podem ser reduzidos aplicando as seguintes medidas gerais de proteção: 
 
• Distancia: Aumentando a distância entre o operador e a fonte de radiação ionizante, uma vez 
que a dose é inversamente proporcional ao quadrado da distância, logo, em muitos casos 
basta permanecer suficientemente longe da fonte de radiação para que as condições de 
trabalho sejam aceitáveis. 
 
• Tempo: A dose acumulada por uma pessoa que trabalha numa área exposta a uma 
determinada taxa de dose é diretamente proporcional ao tempo em que ela permanece na 
área. Em detrimento disso, deve-se ter sempre em mente que quanto menor for o tempo de 
exposição, menores serão os efeitos causados pela radiação. Porém, o recurso mais eficaz de 
redução do tempo de execução de uma tarefa é o treinamento do operador, a otimização de 
sua habilidade. 
 
• Blindagem: nos casos em que os dois fatores anteriores não são suficientes, será necessário 
interpor uma espessura de material absorvente (blindagem), entre o operador e a fonte de 
radiação. Dependendo da energia e do tipo de radiação, será conveniente usar diferentes 
materiais e espessuras de blindagem.