1 Equipamentos em Radiologia Industrial e Emergências

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DEFINIÇÃO
Características das aplicações de radioisótopos e raios X em processos industriais. Radiografia industrial. Medidores nucleares, irradiadores
e reatores nucleares. Qualificação profissional para atuação na indústria com radiação ionizante.
PROPÓSITO
Apresentar as aplicações das radiações nas condições das indústrias, as fontes emissoras de radiação nesses locais, os diversos
equipamentos utilizados em aplicações industriais e os requisitos para uma qualificação profissional na área de radiologia industrial.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Reconhecer as aplicações dos equipamentos utilizados em radiografia industrial e medidores nucleares
MÓDULO 2
Descrever os diferentes tipos de irradiadores
MÓDULO 3
Identificar as características dos reatores nucleares
INTRODUÇÃO
Os métodos de produção industrial moderna, sobretudo os automáticos, devem ser submetidos a uma constante vigilância para se assegurar
a qualidade dos produtos e controlar o processo produtivo.
Em muitos casos, esse tipo de vigilância é feito com dispositivos de controle da qualidade que empregam as propriedades das radiações
ionizantes.
São utilizados no controle de processos, na modificação de materiais, na redução de emissões industriais e no tratamento de efluentes os
seguintes métodos:
Irradiação
Diferentes técnicas envolvendo radioisótopos, como irradiação gama, por elétrons e por raios X
Medidores nucleares
Radiotraçadores
Ensaios Não Destrutivos (ENDs)
Técnicas analíticas
A esterilização de produtos médico-farmacêuticos, hemoderivados, próteses e tecidos é outra área na qual ocorre a aplicação da radiação.
 
Fonte:Shutterstock
A inspeção não destrutiva de soldas, tubulações, máquinas, peças e componentes, por sua vez, permite a manutenção de processos
industriais mais seguros e eficientes.
Todos são comumente empregados em:
Exploração de recursos naturais
Indústria petroquímica
Instalações de tratamento de esgoto
Radiotraçadores
Fontes seladas
Medidores nucleares
Segundo Chmielewski e Haji-Saeid (2004), a aplicação dessas técnicas nucleares tem um considerável impacto econômico e ambiental nos
países que as incorporam.
DEVIDO AO DINÂMICO DESENVOLVIMENTO DE NOVAS TÉCNICAS E APLICAÇÕES, TANTO
AS PESQUISAS QUANTO O TREINAMENTO DE PESSOAL QUALIFICADO DEVEM SER
PERMANENTEMENTE MANTIDOS PARA GARANTIR O DESENVOLVIMENTO ECONÔMICO E
SUA SUSTENTABILIDADE.
Outra aplicação importante na indústria é a geração energética. Em meados do século XX, a energia nuclear passou a integrar –
inicialmente com propósitos militares e, em seguida, para gerar eletricidade, propulsão naval e produção de radioisótopos – a lista de fontes
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disponíveis.
ENERGIA NUCLEAR
Energia liberada durante as reações nucleares de fissão ou fusão do núcleo atômico.
Nas aplicações industriais envolvendo radiação ionizante, o profissional da área precisa obter algumas certificações para garantir uma
utilização segura dela tanto para os trabalhadores envolvidos quanto para o público e o meio ambiente.
MÓDULO 1
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 Reconhecer as aplicações dos equipamentos utilizados em radiografia industrial e medidores nucleares
RADIOGRAFIA INDUSTRIAL
Os ensaios não destrutivos (ENDs) – entre eles, o radiográfico – são definidos como testes realizados sobre um objeto de interesse sem que
ele tenha suas características permanentemente alteradas por conta do ensaio.
 EXEMPLO
Ensaios não destrutivos aplicados sobre peças semiacabadas ou acabadas não interferem no uso delas.
Quando desejamos inspecionar peças com a finalidade de investigar defeitos internos, a radiografia é um poderoso método capacitado para,
com alta sensibilidade, detectar descontinuidades com poucos milímetros de extensão.
 
Fonte:Shutterstock
A radiografia desempenha um papel importante na comprovação da qualidade da peça ou do componente em conformidade com os
requisitos exigidos em normas, especificações e códigos de fabricação.
 
Fonte:Shutterstock
Aos ENDs cabe a identificação de imperfeições ou descontinuidades no objeto de análise. Se uma dada descontinuidade compromete o
desempenho dele segundo critérios aplicáveis, ela então passa a ser chamada de defeito.
O QUE OS ENDS PODEM FAZER?
UTILIDADES
Segundo Chmielewski e Haji-Saeid (2004), eles podem:
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Garantir a confiança em peças e produtos
Reduzir os riscos de acidentes e a paralisação de serviços
Aprimorar o desempenho de equipamentos e processos
Melhorar o aproveitamento da matéria-prima
Aperfeiçoar o nível de qualidade
Otimizar os custos de operação e de produção
Embora ENDs possam ser aplicados em quaisquer materiais ou processos, sua utilização costuma se concentrar na inspeção de soldas em
tubulações, caldeiras, tanques e vasos de pressão, proporcionando, dessa forma, registros importantes para a documentação da qualidade.
 
Fonte:Shutterstock
Faremos agora uma descrição genérica acerca do método e das aplicações da radiografia. Em seguida, discorreremos sobre os dois tipos de
equipamentos utilizados em seus procedimentos, estabelecendo ainda uma comparação entre ambos.
Neste vídeo, a especialista Aneuri Amorim descreve os métodos de gamagrafia e radiografia industrial.
EQUIPAMENTOS
O QUE SÃO EQUIPAMENTOS GERADORES DE RADIAÇÃO OU RAIOS X?
 
 
Os raios X são produzidos em ampolas especiais. Os tamanhos delas ou dos tubos dependem da tensão máxima de operação do aparelho.
Os equipamentos de raios x industriais dividem-se, geralmente, em dois componentes:
 Clique nas opções abaixo para ver as informações.
PAINEL DE CONTROLE
Consiste em uma caixa onde estão alojados todos os controles, os indicadores, as chaves e os medidores, além de todo o equipamento do
circuito gerador de alta voltagem. Por meio deste painel, realizam-se os ajustes de tensão e intensidade de corrente elétrica, além de se
acionar o equipamento.
CABEÇOTE OU UNIDADE GERADORA
Local onde estão alojados a ampola e os dispositivos de refrigeração. A conexão entre o painel de controle e o cabeçote é feita por meio de
cabos especiais de alta tensão.
QUAIS SÃO AS PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DE UM EQUIPAMENTO DE RAIOS X?
 
 
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CARACTERÍSTICAS
As principais características de um equipamento de raios X são:
Tensão e corrente elétrica máxima
Tamanho do ponto focal e tipo de feixe de radiação
Peso e tamanho
Esses dados determinam a capacidade de operação do equipamento, pois estão diretamente relacionados ao que ele pode (ou não) fazer.
Isso se deve ao fato de essas grandezas determinarem as características da radiação gerada nele.
Outro dado importante diz respeito à forma geométrica do ânodo no tubo. Quando ela é plana e angulada, propicia um feixe de radiação
direcional. Já o formato de cone proporciona um feixe de radiação panorâmico, isto é, irradiação a 360°, com uma abertura determinada.
ÂNODO
Polo de carga positiva dentro de um tubo de raios X construído com um metal pesado (como, por exemplo, o Tungstênio). Ao receber
os elétrons incidentes provenientes do polo negativo, ele produz os raios X.
Os equipamentos considerados portáteis (com tensão de até 400kV) pesam, dependendo do modelo, entre 20 e 50kg.
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Exemplos de raios X portáteis:
 
 
Refrigerados a gás
Modelos de tubos refrigerados a gás são mais leves.

Refrigerados a óleo
Modelos de tubos refrigerados a óleo são mais pesados.
ATUALMENTE, CERTOS UTENSÍLIOS JÁ OPERAM COM TENSÕES MAIS BAIXAS (NA ORDEM
DOS 250KV), SENDO REFRIGERADOS POR INTERMÉDIO DE UM VENTILADOR.
 
A tabela a seguir enumera as diferentes aplicações dos aparelhos de raios X em função da tensão aplicada ao tubo:
Tensão no tubo
(kV)
Écran Aplicação
50 Nenhum
Seções finas da maioria dos materiais, componentes eletrônicos, madeiras e
plásticos
150
Nenhum ou de
chumbo
5” de alumínio ou equivalente 
1” de aço ou equivalente
Fluorescente 1,5” de aço ou equivalente
250
Chumbo 2” de aço ou equivalente
Fluorescente3” de aço ou equivalente
400 Chumbo 3” de aço ou equivalente
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Fluorescente 4” de aço ou equivalente
1000
Chumbo 5” de aço ou equivalente
Fluorescente 8” de aço ou equivalente
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
ÉCRAN
Tela intensificadora de fótons com energia na faixa de luz visível. É mais provável os raios X interagirem com o écran do que com o
próprio filme radiográfico, produzindo, assim, uma grande quantidade de fótons que se inter-relaciona com esse filme e gera a imagem
radiografada.
1. EQUIPAMENTOS DE RAIOS GAMA
EQUIPAMENTOS DE RAIOS GAMA
As fontes usadas em gamagrafia requerem cuidados especiais de segurança, pois, uma vez ativadas, elas emitem radiação constantemente.
Desse modo, é necessário haver um equipamento que forneça uma blindagem contra as radiações emitidas da fonte quando ela não estiver
sendo usada.
GAMAGRAFIA
Radiografia com raios gama.
É preciso dotar essa blindagem de um sistema que permita retirar a fonte de seu interior para a radiografia ser realizada. Esse equipamento é
conhecido como irradiador.
Os irradiadores constituem-se, basicamente, de três componentes fundamentais:
PRIMEIRO COMPONENTE: UMA BLINDAGEM
 
As blindagens podem ser construídas com diversos tipos de materiais. Geralmente, usa-se um elemento (chumbo ou urânio exaurido) dentro
de um recipiente externo de aço, cuja finalidade é proteger a blindagem contra choques mecânicos. Observe o esquema do equipamento
para gamagrafia industrial.
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Fonte: (ANDREUCCI, 2014)
 VOCÊ SABIA
- Uma característica importante sobre a blindagem dos irradiadores diz respeito à sua taxa de dose;
- As fontes utilizadas em radiografia são colocadas dentro de rabichos (porta-fontes) que podem ser do tamanho de um lápis, enquanto a
fonte é ainda menor.
SEGUNDO COMPONENTE: UMA FONTE RADIOATIVA SELADA
 
Como sabemos, as fontes de radiação podem ser fornecidas com diversas atividades; além do mais, cada elemento radioativo possui uma
energia de radiação própria.
Dessa forma, cada blindagem é dimensionada para conter um elemento radioativo específico com certa atividade máxima determinada.
 
Fonte: Pixabay
É sempre desaconselhável usar um irradiador projetado para determinado radioisótopo com fontes radioativas de elementos diferentes e
outras atividades. Devido ao pequeno tamanho delas e a seu fácil manuseio, as fontes seladas podem ser operadas em pequenos espaços.
EXEMPLO
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O Irídio-192 é uma fonte radioativa comumente usada em gamagrafia.
Outros radioisótopos podem ser empregados dependendo da densidade do material radiografado. A tabela a seguir relaciona os parâmetros
característicos dos radioisótopos mais usados em gamagrafia:
Radioisótopo Tm-170 Yb-169 Se-75 Ir-192 Co-60
Energia média (keV) 52 – 84 63 – 308 66 – 401 206 – 612 1.173 – 1.333
Faixa de utilização (mm aço) 1,5 – 12 2 – 15 4 – 28 12 – 60 50 – 150
Meia-vida 128 dias 32 dias 118 dias 74 dias 5,3 anos
Constante gama (R.m2/h.Ci) 0,0025 0,125 0,203 0,48 1,30
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
TERCEIRO COMPONENTE: UM DISPOSITIVO PARA EXPOR A FONTE
 
Conforme podemos observar na imagem a seguir, no local do ensaio por gamagrafia, o operador precisa se certificar de que as pessoas não
ocupam as áreas de risco. Ainda deve haver um sinal sonoro quando a fonte estiver para ser exposta.
 
Fonte: (INSTITUTO DE RADIOPROTEÇÃO E DOSIMETRIA, 2016)
 Esquema de um local (instalação aberta) de gamagrafia
 
Um sinal visual – normalmente, um letreiro – precisa indicar a posição da fonte ou, no caso de um equipamento de raios X, o alvo de
irradiação.
 
Em um ambiente fechado, o local de operação de radiografia é especialmente construído – ou seja, trata-se de um bunker – com o objetivo
de proteger (blindar) outros trabalhadores.
SINAIS DE AVISO E DISPOSITIVOS AFIXADOS NA PORTA DE ENTRADA EVITAM QUE
ACIDENTES OCORRAM. ALÉM DISSO, DEVEM SER ESTABELECIDOS PROCEDIMENTOS A
SEREM SEGUIDOS DURANTE A OPERAÇÃO DE RADIOGRAFIA INDUSTRIAL.
 
A radiografia industrial também é realizada em:
Locais externos
Onde os objetos a serem radiografados não podem ser movidos.
Ambientes fechados
Casos em que a operação não é viável.
 ATENÇÃO
Deve-se assegurar que pessoas não estejam presentes nas áreas onde exista um risco de irradiação.
2. COMPARAÇÃO ENTRE OS EQUIPAMENTOS DE RADIAÇÃO GAMA E
DE RADIAÇÃO X
 
A escolha do equipamento a ser utilizado na realização da radiografia industrial é feita mediante a comparação de cada tipo de
equipamento e do espectro energético da radiação.
Em relação aos tipos de equipamento, cada um possui as seguintes características:
Irradiadores
Mais robustos;
Manutenção mais barata;
Investimento inicial menor;
Sem energia elétrica em geral: Adequados para o trabalho no campo;
Mais leves e compactos que os aparelhos de raios X, permitindo a tomada de radiografias em locais cujos acesso e posicionamento se
revelam mais difíceis;
Operação mais simples: O operador somente se preocupa com o tempo de exposição.

Aparelhos de raios X
Adequados para instalações fixas: Não precisam ser constantemente removidos;
Com energia elétrica: Ela é necessária em suas operações;
Controle da tensão e da corrente no tubo: Seus aparelhos o requerem.
Com relação ao espectro energético da radiação, verificamos estes aspectos:
Aparelho de raios X
Controle da intensidade da radiação: A corrente no tubo é controlada para um trabalho, dentro das limitações do aparelho, com tempos
de exposição mais curtos;
Seleção da energia da radiação desejada: Radiografa, tendo em vista essas limitações, de uma faixa mais ampla de materiais e
espessuras – e com melhor qualidade.

Radiação gama
Radiações mais energéticas: As emissões de alguns radioisótopos somente seriam obtidas com aparelhos de raios X mais sofisticados;
Intensidade limitada: Ela está atrelada à atividade da fonte radioativa disponível;
Energias inalteráveis: Isso ocorre em conformidade com o espectro energético definido para cada radioisótopo.
MEDIDORES NUCLEARES
Equipamentos projetados de forma simples, os medidores nucleares são compostos por uma fonte selada armazenada em um irradiador que
serve de porta fonte e blindagem, além de colimador e obturador, para o feixe de radiação.
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COLIMADOR
Dispositivo construído a partir de um material que absorve radiação, o colimador é usado para direcionar e suavizar feixes de radiação.
No caso dos medidores nucleares, tem a finalidade de proporcionar um feixe colimado uniforme.
Como não precisam estar em contato com o material examinado, esses medidores, de acordo com Rita (2020), podem ser empregados para
o controle. Vamos conhecer quatro tipos a seguir:
CONTROLES
Processos de alta velocidade;
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Materiais com temperaturas extremas ou propriedades químicas nocivas;
Materiais susceptíveis a danos por contato;
Produtos envasados.
Os medidores nucleares são equipamentos simples que permitem a aquisição de dados em tempo real, podendo ser adaptados a diversos
usos conforme a necessidade.
CONSTRUÇÃO DOS MEDIDORES NUCLEARES
Sua construção se baseia em:
 
Fonte emissora de radiação ionizante: Selada e de meia-vida longa;
Receptor dessa radiação: Geralmente, ele fica acoplado a uma parte eletrônica responsável por ativar ou desativar determinado
comando.
Hoje em dia, a maioria das indústrias conta, direta ou indiretamente, com os dados de medidores nucleares em suas atividades a fim de gerir
seus processos.
Observe o esquema de um medidor nuclear:
A
B
C
D
 ATENÇÃO
As fontes radioativas utilizadas em medidores nucleares possuem atividade que as classifica como fontes de categoria III, isto é, possuem
quantidade de material radioativo capaz de causar lesões permanentes em exposição por apenas algumas horas.
De modo geral, os medidores instalados funcionam automaticamente, sendo fixos ou de varredura (commovimentos de avanço e
retrocesso). Já os portáteis são projetados para serem usados em locais distintos.
CONSTITUIÇÃO DOS MEDIDORES (INSTALADOS OU MÓVEIS)
Uma blindagem com fonte radioativa: Provém a radiação a partir dela;
Um (pelo menos) detetor de radiação: Mede a intensidade da radiação depois de sua interação com o material ou o tipo e a energia
radioativa que são detectados.
Conheceremos agora a classificação dos medidores nucleares. Em seguida, serão estabelecidas as principais aplicações desses
equipamentos.
 
1. CLASSIFICAÇÃO
 
Em função do processo de interação da radiação antes de chegar ao detetor, os medidores podem ser classificados em três categorias.
 
A) MEDIDORES DE TRANSMISSÃO
A FONTE RADIOATIVA E O DETECTOR DE RADIAÇÃO ESTÃO SITUADOS EM LADOS
OPOSTOS DO MATERIAL.
A RADIAÇÃO É ATENUADA AO ATRAVESSÁ-LO, ENQUANTO O DETECTOR MEDE A
INTENSIDADE DA QUE FOI TRANSMITIDA.
SE A RADIAÇÃO ATRAVESSAR UM MATERIAL MAIS DENSO, SEU GRAU DE ATENUAÇÃO
SERÁ MAIOR E A INTENSIDADE TRANSMITIDA, MENOR.
Vejamos este exemplo de medidor de transmissão:
 
Fonte: (RITA, 2020)
 Medidor nuclear de transmissão
A tabela a seguir ilustra algumas aplicações dos medidores de transmissão:
Fonte Emissão radioativa Aplicações típicas Atividade (GBq)
147Pm Densidade de papel 0,04 - 40
204Tl Espessura de papel, borracha e produtos têxteis
85Kr Espessura de papelão
90Sr + 90Y Espessura de metais delgados
β−
β−
β−
β−
Raios X - Aço de até 20mm; nível de líquidos em embalagens -
241Am Aço de até 10mm; conteúdo de vasilhames
0,4 - 40137Cs Nível em tanques e vasos
60Co Nível em fornos de coque e de cerâmica
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
B) MEDIDOR DE RETRODISPERSÃO
γ
γ
γ
Em relação ao material, a fonte radioativa e o detector (protegido contra a radiação primária) estão situados no mesmo lado. A radiação
penetra o material e interage com seus átomos e suas moléculas.
O detector mede as radiações secundárias retrodispersadas a partir dessa interação. No caso de uma geometria constante, isso indica a
densidade do material; se a própria densidade é constante, a indicação diz respeito à sua espessura.
Esta tabela exemplifica as fontes, a aplicação e o tipo de radiação usados em medidores por retrodispersão:
 
Fonte Emissão radioativa Aplicações típicas Atividade (GBq)
147Pm Densidade de papel; recobrimento de metal delgado
0,04 – 0,2204Tl Espessura de borracha e produtos têxteis
90Sr + 90Y Espessura de plástico, borracha e vidro
β−
β−
β−
241Am Vidro até 10mm e plástico até 30mm 0,44 - 4110
137Cs Vidro acima de 20mm; densidade de rochas e carvão
241Am-Be n Detecção de hidronetos em rochas 1,9 – 3,7
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
C) MEDIDORES REATIVOS
 
A principal aplicação dos medidores reativos é a análise de hidronetos em rocha, diferenciando camadas petrolíferas de aquíferos salinos
pela determinação do cloro.
γ
γ
 
Fonte:Shutterstock
Outro emprego desses medidores é a fluorescência, a partir de fonte gama e de raios X de baixa energia, em solos para identificação e
determinação de elementos de baixo, médio e alto número atômico em função do tipo de fonte utilizada.
Para Rita (2010), isso possibilita a análise de elementos constituintes de minerais, assim como a da espessura de camadas de substratos de
materiais distintos.
Ainda é possível utilizar geradores de nêutrons de alta energia para transformar substâncias não radioativas em radioativas. Os
radionuclídeos formados emitem uma radiação gama característica, o que permite sua identificação.
 EXEMPLO
Esses medidores ou instrumentos de referência são empregados na prospecção de petróleo.
Observe um medidor do tipo reativo:
 
A tabela aponta as fontes e as aplicações deste tipo de medidor:
 
Fonte
Emissão
radioativa
Aplicações típicas
Atividade
(GBq)
55Fe Análise em elementos de baixo número atômico e em plástico de 0-
25μm sobre alumínio
0,02 – 0,4γ
241Am
Análise em elementos de médio número atômico e em zinco de 0-
100μm sobre ferro
109Cd Análise em elementos de alto número de massa.
Raios X (até
60keV)
- Elementos diversos -
Geradores de
nêutrons
n Análise de hidronetos em rochas 0,0022 – 4,1
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
2. PRINCIPAIS APLICAÇÕES
 
Agora conheceremos as aplicações em cinco tipos de medidor nuclear.
 
γ
γ
A) MEDIDORES DE FLUXO
 
A determinação do fluxo de material sólido a granel em esteiras transportadoras ou em queda livre é particularmente interessante nas
indústrias química, de papel e celulose, de mineração e de alimentos.
GRANEL
Mercadorias sem embalagens.
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Graças ao método de transmissão, é possível determinar instantaneamente a massa por unidade de área do material e de sua velocidade de
deslocamento.
Em relação à esteira, são instalados: 
- Uma fonte gama (acima dela); 
- Um detector alongado, como uma câmara de ionização ou um detector de cintilação.
O feixe de radiação abrange a seção transversal do material na esteira.
B) MEDIDORES NUCLEARES DE NÍVEL
ONDE ESSES MEDIDORES SÃO USADOS?
Eles podem ser empregados em: 
 
Silos de armazenamento de produtos diversos;
Caldeiras;
Indústrias cujas linhas de produção possuem um alto fluxo de produtos, como a de bebidas.
Os medidores nucleares de nível utilizam principalmente fontes gama e raios X de alta energia (Silos e caldeiras) ou beta (Em bebidas) .
Devido à natureza dessa radiação, suas fontes são eletrodepositadas.
 
QUAIS SÃO AS RESPONSABILIDADES DOS MEDIDORES NUCLEARES DE NÍVEL?
RESPONSABILIDADES
Eles se responsabilizam pela manutenção dos níveis mínimo e máximo do conteúdo interno de um vaso, permitindo o controle da quantidade
de matérias-primas e outros insumos sem a necessidade da presença física de um operador em locais insalubres ou de difícil acesso.
 
C) MEDIDORES NUCLEARES DE ESPESSURA
 
Estão alocados em diversas indústrias que precisam controlar a espessura de seus produtos.
 EXEMPLO
Os medidores das indústrias de celulose (utilizando, em especial, a fonte beta) e siderúrgicas (gama/x de alta energia) medem
respectivamente a espessura dos papéis e papelões e das chapas de aço.
Observe, na imagem ao lado, um medidor de espessura com uma fonte beta incorporada. A fonte radioativa está contida na carcaça acima
do produto medido, enquanto o detector fica no lado oposto.
 
D) MEDIDORES NUCLEARES DE UMIDADE E DENSIDADE
 
MEDIDORES NUCLEARES DE UMIDADE
MEDIDORES NUCLEARES DE DENSIDADE
Empregados em indústrias que precisam controlar a umidade tanto de seus insumos e de suas matérias-primas quanto de seus produtos.
Basicamente, tais medidores usam fontes de nêutrons.
Exemplo 
Indústrias que utilizam cimento, minérios e vidros.
Aplicados em indústrias com a necessidade de controlar a densidade de seus insumos e de suas matérias-primas, sendo utilizadas nessa
tarefa principalmente as fontes gama e x de alta energia.
Andreuci (2014) informa que os medidores nucleares de densidade são muito úteis em indústrias de borracha, cimento, lama, líquidos em
geral, alimentos, produtos químicos, tecidos e celulose.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. OS RADIOISÓTOPOS IR-192 E SE-75 SÃO UTILIZADOS EM GAMAGRAFIA INDUSTRIAL. ANALISE AS
SENTENÇAS SOBRE AMBOS: 
 
 
I. DUAS FONTES, UMA DE SE-75 E OUTRA DE IR-192 COM A MESMA ATIVIDADE, PODEM SER USADAS
PARA QUALQUER ESPESSURA DO MATERIAL A SER ANALISADO. 
 
II. DUAS FONTES, UMA DE SE-75 E OUTRA DE IR-192 COM A MESMA ATIVIDADE E UM APARELHO DE RAIOS
X COM 400KV, POSSUEM A MESMA TAXA DE EXPOSIÇÃO A 0,5 METRO. CASO SEJA VERDADEIRO, ESSA
TAXA É O QUE IMPORTA PARA A INSPEÇÃO DE UM MATERIAL. 
 
III. DUAS FONTES, UMA DE SE-75 E A OUTRA DE IR-192 COM A MESMA ATIVIDADE, TERÃO O MESMO
VALOR DE DOSE ACUMULADA EM UMA HORA A UM METRO. 
 
 
AGORA, ASSINALE A ALTERNATIVA CORRETA:
A) I e II são verdadeiras
B) I e III são verdadeiras
C) Apenas a IIIé verdadeira
D) I, II e III são falsas
2. EM FUNÇÃO DO PROCESSO DE INTERAÇÃO DA RADIAÇÃO ANTES DE CHEGAR AO DETETOR, OS
MEDIDORES DE NÍVEL PODEM SER CLASSIFICADOS EM:
A) Três categorias: medidores de transformação, de retrodispersão ou retroespalhamento e reativos
B) Duas categorias: medidores de transformação e de retrodispersão ou retroespalhamento
C) Duas categorias: medidores de retrodispersão ou retroespalhamento e reativos
D) Uma categoria: medidores de transmissão
GABARITO
1. Os radioisótopos Ir-192 e Se-75 são utilizados em gamagrafia industrial. Analise as sentenças sobre ambos: 
 
 
I. Duas fontes, uma de Se-75 e outra de Ir-192 com a mesma atividade, podem ser usadas para qualquer espessura do material a ser
analisado. 
 
II. Duas fontes, uma de Se-75 e outra de Ir-192 com a mesma atividade e um aparelho de raios X com 400kV, possuem a mesma taxa
de exposição a 0,5 metro. Caso seja verdadeiro, essa taxa é o que importa para a inspeção de um material. 
 
III. Duas fontes, uma de Se-75 e a outra de Ir-192 com a mesma atividade, terão o mesmo valor de dose acumulada em uma hora a
um metro. 
 
 
Agora, assinale a alternativa correta:
A alternativa "D " está correta.
 
A taxa de exposição é diretamente proporcional a uma constante física denominada gamão. Ela é única para cada radioisótopo, que
correlaciona a taxa de exposição com a atividade da fonte e é inversamente proporcional ao quadrado da distância. Desse modo, fontes com
a mesma atividade e à mesma distância possuem taxas de exposição diferentes.
2. Em função do processo de interação da radiação antes de chegar ao detetor, os medidores de nível podem ser classificados em:
A alternativa "D " está correta.
 
Os medidores de nível são usados em indústrias cuja produção é bastante intensa, como a indústria de bebidas.
MÓDULO 2
 Descrever os diferentes tipos de irradiadores
IRRADIADORES
O objetivo da irradiação industrial é tratar, de forma segura, quantidades de produtos com doses de radiação em níveis necessários ao
processo. Por meio da ionização de átomos e moléculas, a radiação pode quebrar ligações químicas.
Dessa maneira, os íons estão potencialmente livres para:
 
autor/shutterstock
Participar de novas ligações.
 
autor/shutterstock
Formar moléculas diferentes.
Em todas as instalações de irradiação industrial, a energia da radiação é limitada a valores que impossibilitam a indução de radioatividade
nos produtos processados: máximo de 5Mev para fótons e de 10Mev para elétrons.
 
Fonte:Shutterstock
As doses requeridas nos processos de irradiação com radiação gama são proporcionadas pelo uso dos radionuclídeos de fatores gama alto –
particularmente o 60Co e o 137Cs, que produzem altas taxas de dose.
60CO E O 137CS
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Mais de mil radionuclídeos diferentes emitem radiação gama, mas somente 60Co e 137Cs são empregados no processo. Ambos têm
meias-vidas bem determinadas e decaem em isótopos estáveis.
Se estiverem bem definidas, as propriedades da radiação emitida podem ser previstas com boa exatidão. Todas as configurações de
irradiadores estudadas por nós foram projetadas para expor os materiais à radiação a fim de que a dose absorvida seja a mais homogênea
possível.
Os irradiadores podem ser divididos em três partes principais:
Blindagem
Absorve a maior parte da radiação emitida, diminuindo seu nível na parte externa para níveis abaixo da radiação de fundo local.
Mecanismo de transporte
Conduz o material a ser irradiado para dentro do irradiador, onde ele será exposto à radiação durante o tempo necessário para acumular a
dose desejada, retirando-o sem a intervenção humana.
Fonte de radiação
No caso de irradiadores gama, trata-se de um material radioativo (em geral, 60Co); no de aceleradores, um feixe de elétrons.
 ATENÇÃO
Alguns modelos realizam a conversão do feixe de elétrons em raios X. É o caso dos equipamentos de raios x hospitalares e de tomografia.
No entanto, devido à baixa eficiência dessa conversão – o que implica um alto custo –, eles são pouco utilizados na área industrial.
POR MEIO DA SAFETY SERIES 107 (1992) E DE SUA SUBSTITUTA, A SPECIFIC SAFETY
GUIDE (2010), A INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY (IAEA) CLASSIFICA OS
IRRADIADORES PELAS SUAS CARACTERÍSTICAS INDEPENDENTEMENTE DE SUA
FINALIDADE.
 
O processo de irradiação definitivamente oferece inúmeras aplicações industriais. Por isso, falaremos agora sobre os principais tipos de
irradiador.
 
1. IRRADIADORES INDUSTRIAIS
 
Empregam a radiação gama dos radionuclídeos 60Co ou 137Cs ou de feixe de elétrons de altas energias na faixa de 0,2 a 10Mev.
 
shutterstock
Os irradiadores industriais comerciais são normalmente projetados com o objetivo de tratar um produto específico.
 
Exemplo 
Material médico descartável.
 
shutterstock
No entanto, alguns modelos podem ser versáteis o suficiente para o tratamento de produtos diferentes.
 
Exemplo 
Pasteurização de diversos produtos alimentícios.
Observe uma lista de outros produtos que podem ser processados por irradiadores industriais.
LISTA DE PRODUTOS
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Plantas medicinais Borracha
Papel e papelão Musgos
Plástico Embalagens e vasilhames
Aço inox, alumínio Farmacêuticos
Vidro Cosméticos
Polímeros Madeiras
Silicone Obras de arte
Derivados de látex Livros e manuscritos antigos
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
Nos irradiadores industriais, busca-se irradiar os produtos da maneira mais uniforme possível, mas é inevitável haver alguma
heterogeneidade na dose quando grandes quantidades deles são processadas.
2. IRRADIADORES INDUSTRIAIS COM FONTE GAMA
 
Empregam a radiação gama dos radionuclídeos 60Co ou 137Cs ou de feixe de elétrons de altas energias na faixa de 0,2 a 10Mev.
Quando um produto homogêneo em uma embalagem é irradiado em dois lados opostos, a distribuição de doses através dele apresenta um
mínimo no meio e um máximo nas superfícies.
A razão entre essas doses (máxima e mínima) depende da espessura da embalagem e da densidade do produto.
 
Fonte:Shutterstock
As instalações industriais são projetadas para:
Minimizar essa relação;
Restringir a distribuição de doses a valores tolerados no processo.
 EXEMPLO
Uma instalação projetada para esterilizar produtos médicos descartáveis, que, normalmente, possuem uma baixa densidade (cerca de 0,2
g/cm3), não pode ser imediatamente aproveitada para irradiar alimentos com outra maior (por volta de 0,7 g/cm3).
3. IRRADIADORES DE ELÉTRONS
 
Em irradiadores de elétrons, as distribuições de dose são mais uniformes por haver o alargamento do feixe deles, em geral, na forma de uma
fonte linear. O produto, portanto, passa perpendicularmente ao feixe de elétrons.
A distribuição de dose em profundidade no material pode ser apropriadamente obtida pela:
Escolha da energia do feixe de elétrons;
Restrição à espessura do produto, que deve ser inferior ao alcance do elétron;
Irradiação de ambos os lados caso o produto seja mais espesso.
4. IRRADIADORES DE BATCH (LOTE)
 
Em irradiadores de batch, a segunda parte está ausente. Este tipo de equipamento é destinado à pesquisa ou ao processamento em
pequena escala.
Sua fonte de radiação é recolhida ou desligada para o material ser levado ou retirado pela ação de pessoas.
5. IRRADIADORES GAMA
 
Os irradiadores que utilizam a radiação gama são divididos em quatro categorias. Vamos analisar cada uma delas a seguir.
CATEGORIA I – AUTOBLINDADO
 
Sua fonte está completamente contida em um contêiner seco. Feito de material sólido, o autoblindado a blinda e a encerra permanentemente
para o acesso humano às fontes seladas e ao volume durante a irradiação não ser algo fisicamente possível. O material a ser irradiado deve
ser conduzido até a fonte.
Veja ao lado um exemplo de irradiador gama da categoria I - autoblindado com armazenamento da fonte a seco.
 
Fonte:Shutterstock
Observe agora o esquema do arranjo de fontes dentro do irradiadormostrado na figura anterior:
A
B
Fonte
As fontes estão distribuídas na forma de anel.
Esse tipo de disposição das fontes impõe restrições sobre o volume limite da amostra, cujo índice varia entre 1 e 5 litros.
Entretanto, tal volume é muito adequado para uma pesquisa de irradiações em pequena escala.
Câmara de irradiação
A câmara de irradiação com o material a ser exposto desce no meio dele, como mostra a figura acima, fazendo com que ele receba radiação
de todas as direções. Isso garante uma boa homogeneidade de dose.
Embora esse modelo de irradiador compacto seja muito popular, sua produção foi descontinuada. Em seu lugar, surgiram modelos cuja
câmara de irradiação possui uma única fonte, enquanto o material, para homogeneizar a dose, é girado em torno do próprio eixo que fica em
frente a ela.
Analisemos um esquema representando o novo sistema com uma fonte e mesa giratória:
 
Fonte: (MCLAUGHLIN et al., 1989, p. 40)
 Vista superior em corte do esquema de funcionamento de irradiador gama de categoria I com uma fonte e uma mesa giratória
Como o custo do material radioativo é significativo no preço final desses irradiadores, a grande vantagem oferecida é a diminuição de seu
valor com a obtenção do mesmo efeito, ainda que haja um aumento do tempo de aplicação da dose.
CATEGORIA II – PANORÂMICO E COM ARMAZENAGEM DA FONTE A SECO
 
Observemos alguns aspectos da câmara de irradiação e da fonte usada nesta categoria:
CÂMARA DE IRRADIAÇÃO
Trata-se do irradiador cujo acesso humano à câmara de irradiação é possível – e, por isso, deve ser controlado.
Permite a entrada de pessoas para:
 
Manutenção
Inspeção
Colocação ou retirada de materiais a serem expostos (ou que já o foram) à radiação
 
Há sistemas de segurança e procedimentos que visam à retirada de pessoas de dentro da câmara de irradiação, mantendo-a inacessível
durante o processamento.
FONTE
Quando a fonte não é utilizada, ela fica recolhida em um contêiner de armazenamento seco; feito de material sólido, ele serve para blindá-la.
Quando se deseja irradiar algo, a fonte deve ser içada de sua blindagem.
Para que as pessoas na parte externa do irradiador não sejam irradiadas, existe uma blindagem externa de concreto para reduzir os níveis de
radiação provenientes da fonte (quando ela estiver fora do contêiner de armazenamento) abaixo desses níveis de fundo local.
Notemos este exemplo de um irradiador gama de categoria II para exposições de materiais:
 
Fonte: (MDS NORDION, 2014)
 Desenho do irradiador gama de categoria II: GammaBeam-127, fabricado pela MDS Nordion
A acomodação do material nesse equipamento obedece à seguinte ordem:
Transporte manual dos materiais até a sala de irradiação.

Colocação do material em mesas giratórias distribuídas em torno da posição na qual a fonte será exposta.

Alojada em uma blindagem abaixo do nível do piso em sua posição de repouso.
Após a acomodação do material, os passos são estes:
O operador e os demais funcionários se retiram e fecham a porta de acesso.

Há um comando para erguer a fonte de sua blindagem.

Ao chegarem à sua posição de exposição, as mesas começam a girar em torno de seus eixos.
DURANTE TODO O PROCESSAMENTO, UMA SÉRIE DE SISTEMAS DE SEGURANÇA MANTÉM
A PORTA DE ACESSO TRAVADA. QUALQUER TENTATIVA DE ABRI-LA POR MEIOS ESCUSOS
ACARRETARÁ O IMEDIATO RECOLHIMENTO DA FONTE.
CATEGORIA III – AUTOBLINDADO COM ÁGUA
 
Irradiador cuja fonte é fixada no fundo de um tanque preenchido com água, indicando que o material a ser irradiado deve ir até a fonte.
 
QUAL É A FUNÇÃO DESSA COLUNA DE ÁGUA?
FUNÇÃO DA COLUNA
Ela tem uma função tripla:
 
Blinda a radiação emitida. Trata-se de sua função mais importante;
Restringe o acesso humano à fonte e ao volume sob irradiação;
Funciona como dissipadora do calor gerado pela fonte por meio de correntes de convecção naturalmente formadas. Esse processo
permite que tal categoria de irradiador gama possa operar com atividades maiores que as das categorias I e II, cujas fontes são
armazenadas a seco.
 
Fonte: (INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, 2004)
 EXEMPLO
Irradiador gama de Cobalto-60, como o modelo Genesis desenvolvido pela Gray*Star.
Verifiquemos os componentes do irradiador Genesis:
 
Fonte:Shutterstock
Trata-se de um equipamento destinado ao processamento em escala industrial de alimentos.
O material a ser irradiado é colocado dentro de grandes vasos de aço inoxidável, que, apesar de fechados no topo, não são vedados no
fundo.
A água é mantida do lado de fora pela injeção de ar comprimido durante o trajeto até o fundo do tanque. A dose absorvida é determinada
pelo tempo de permanência das campânulas, sendo colocadas primeiramente de um lado da grade de fontes e, em seguida, do outro.
CATEGORIA IV – PANORÂMICO E DE ARMAZENAGEM DA FONTE EM ÁGUA
 
O ACESSO HUMANO À CÂMARA DE IRRADIAÇÃO É POSSÍVEL, DEVENDO SER, POR ISSO,
CONTROLADO.
A grade de fontes (60Co ou 137Cs) possui duas posições:
POSIÇÃO 1
POSIÇÃO 2
POSIÇÃO DE REPOUSO
 
A grade de fontes está no fundo de um tanque com vários metros de profundidade cheio de água. Sua função é blindar a radiação no caso de
haver a necessidade de entrar na câmara de irradiação para, por exemplo, efetuar algum reparo no sistema de transporte ou uma inspeção
de rotina.
POSIÇÃO DE EXPOSIÇÃO
 
A grade está fora do tanque a fim de irradiar os produtos dentro da câmara. Neste caso, a câmara de irradiação é mantida inacessível
durante seu uso por um conjunto de sistemas de segurança.
Observaremos agora os componentes principais de um irradiador gama de categoria IV com armazenamento da fonte em tanque com água:
 
Fonte: (INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY, 1992; 2010)
 Irradiador gama de categoria IV com armazenamento da fonte em tanque com água
ACELERADORES
Neste vídeo, a especialista Aneuri Amorim explica o que são os aceleradores.
Os aceleradores estão divididos em duas categorias:
Categoria I – irradiador blindado
A unidade de irradiação é totalmente blindada e com intertravamentos de segurança. A configuração da blindagem não permite um acesso
físico ao local do processamento.

Categoria II – irradiador dentro de uma sala blindada
A unidade irradiadora é alojada dentro de salas blindadas que ficam inacessíveis durante a operação por uma série de sistemas de
segurança.
Apreciaremos dois exemplos de aceleradores de acordo com suas categorias:
 
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Acelerador de elétrons autoblindado de categoria I e seus componentes principais.
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autor/shutterstock
Acelerador de elétrons categoria II. A esteira leva os produtos para serem irradiados sob o feixe de elétrons vindos da corneta (scan horn).
Caso seja necessária uma maior homogeneidade de dose, o material será virado na saída e enviado para uma segunda irradiação.
No acelerador de categoria II, somente um feixe é produzido. Para que ele irradie todo o produto transportado pela esteira, utiliza-se a técnica
do feixe de varredura.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
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1. ASSINALE A ALTERNATIVA CORRETA SOBRE IRRADIADORES GAMA:
A) Trata-se de um irradiador cujo acesso humano às fontes não seladas e ao volume durante a irradiação é fisicamente possível
B) Trata-se de um irradiador cuja fonte está completamente encerrada em um contêiner seco; feito de material sólido, ele a blinda e a encerra
permanentemente de tal modo que o acesso humano às fontes seladas e ao volume durante a irradiação não é fisicamente possível
C) São equipamentos que aceleram elétrons dentro de um sistema de vácuo. O feixe de elétrons é utilizado para irradiar os produtos
diretamente ou para produzir raios X (pelo direcionamento do feixe em um alvo de alto número atômico) que irradiarão os produtos
D) São utilizados apenas na área de pesquisa
2. ASSINALE A ALTERNATIVA CORRETA SOBRE AS POSSÍVEIS FONTES GAMA UTILIZADAS EM
IRRADIADORES DE GRANDE PORTE NA ÁREA INDUSTRIAL:
A) São utilizadas apenas fontes de 60Co
B) São empregadas apenasfontes de 137Cs
C) São usadas fontes de baixa atividade de 60Co e 137Cs no mesmo irradiador, alternando a utilização de acordo com a necessidade das
doses
D) As mais utilizadas são as fontes de 60Co e 137Cs
GABARITO
1. Assinale a alternativa correta sobre irradiadores gama:
A alternativa "B " está correta.
 
Os irradiadores são blindados e funcionam de tal maneira que as pessoas não podem entrar na sala de irradiação enquanto eles estiverem
irradiando.
2. Assinale a alternativa correta sobre as possíveis fontes gama utilizadas em irradiadores de grande porte na área industrial:
A alternativa "D " está correta.
 
Os isótopos radioativos Cobalto-60 (60Co) e Césio-137 (137Cs) possuem uma alta atividade e são produzidos em reatores nucleares.
MÓDULO 3
 Identificar as características dos reatores nucleares
REATORES NUCLEARES
O processo de obtenção de energia elétrica por usinas nucleares é, em parte, análogo ao das termelétricas: utiliza-se um combustível para a
produção de vapor com temperatura e pressão suficientes para acionar um gerador e, assim, dar início à produção de eletricidade. O que
difere os dois casos é:
 
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USINAS TERMELÉTRICAS
Utilizam-se os combustíveis fósseis.

 
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USINAS NUCLEARES
Uma variedade de elementos químicos radioativos é empregada como combustível.
Os reatores nucleares proporcionam calor para a geração de eletricidade, sendo úteis no aquecimento doméstico e industrial, na
dessalinização e na propulsão naval.
REATORES NUCLEARES
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Aparatos nos quais reações nucleares em cadeia são iniciadas, controladas e mantidas em modo estacionário.
Eles também são adequados às pesquisas e à produção de radioisótopos. Embora possam ser associados a reatores de fusão nuclear, os
nucleares são comumente empregados como reatores de fissão.
Esmiuçaremos agora dois tipos de reator nuclear.
 
Fonte:Shutterstock
 Pátio interno de uma usina nuclear
1. REATORES DE FISSÃO
 
Após a descoberta da fissão do U-235 em 1938, Enrico Fermi logrou êxito, quatro anos depois, na Universidade de Chicago, na obtenção da
primeira reação nuclear.
ENRICO FERMI
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Fonte:Wikipédia
Físico italiano que desenvolveu o primeiro reator nuclear, Enrico Fermi (1901-1954) recebeu o prêmio Nobel de Física pela identificação
de novos elementos radioativos e pela descoberta das reações nucleares efetuadas pelos nêutrons lentos.
Fonte: (FRAZÃO, 2020)
 
Fonte:Shutterstock
 Vista aérea do primeiro reator nuclear em grande escala
O PRIMEIRO REATOR NUCLEAR EM LARGA ESCALA FOI CONSTRUÍDO EM 1944, NOS
ESTADOS UNIDOS, PARA A PRODUÇÃO DE MATERIAL BÉLICO. O COMBUSTÍVEL UTILIZADO
ERA O URÂNIO NATURAL; SEU MODERADOR, O GRAFITE.
O plutônio, por sua vez, era produzido pela absorção de nêutrons, mas a energia liberada não era usada. Desde então, uma variedade de
tipos de reatores nucleares tem sido erguida pelo mundo. De acordo com Peruzzo (2012), a maioria deles possui diversos componentes em
comum.
 
Fonte:Shutterstock
Notemos este diagrama de um reator nuclear de fissão convencional:
 
Fonte:Shutterstock
Descreveremos a seguir os seis componentes exibidos no diagrama:
REFLETOR
Material que circunda o núcleo do reator (água, água pesada, grafite ou berílio). Sua finalidade é refletir nêutrons que escapam do núcleo.
BARRAS DE CONTROLE
Feitas de material absorvedor de nêutrons (cádmio, háfnio ou boro), elas são inseridas ou retiradas do núcleo do reator para controlar a taxa
de reação ou interrompê-la. Outros sistemas de interrupção incluem a adição de outros absorvedores de nêutrons, geralmente como fluidos
ao sistema.
BLINDAGEM
Material de alta densidade empregado para blindar a radiação ionizante.
REFRIGERANTE
Líquido ou gás que circula pelo núcleo do reator para retirar o calor dele.
MODERADOR
Material que desacelera os nêutrons de fissão com o propósito de eles poderem causar mais fissão.
 
Exemplo: Água-comum (água-leve), água-pesada e grafite (carbono).
COMBUSTÍVEL NUCLEAR
De maneira análoga à dos combustíveis fósseis (gás, carvão e petróleo), o material físsil é o combustível dos reatores nucleares.
 
Exemplo de materiais físseis: físseis 235U, 239Pu, 241Pu e 233U.
 
Em geral, esse material é constituído de pastilhas cerâmicas de óxido de urânio (UO2) acomodadas nos tubos selados de zircaloy que
formam as varetas de combustível. Diversas varetas compõem um elemento combustível que pode ser colocado ou retirado do núcleo do
reator.
Outro tipo de combustível, o fértil pode ser transformado em físsil por meio da absorção de nêutrons, sofrendo uma série de decaimentos
radioativos. Se um reator nuclear for capaz de produzir mais combustível físsil do que o fértil consumido, ele será denominado reator
produtor (em inglês, breeder reactor).
 
Exemplos de materiais férteis: 238U, 232Th, 240Pu e 242Pu.
Ainda existem outros componentes dos reatores nucleares:
Vasos ou tubos de pressão
Compartimentos de aço robusto que contêm o núcleo do reator e o moderador, ou uma série de tubos que contém o combustível e conduz o
refrigerante por meio do moderador.
Gerador de vapor
Parte do sistema de resfriamento em que o calor do reator é usado com o propósito de fazer vapor para a turbina.
Barreiras de contenção
Estruturas ao redor do núcleo do reator projetadas tanto para protegê-lo de agentes externos quanto para salvaguardar o exterior dos efeitos
da radiação (blindagem) ou de qualquer mal funcionamento interno. Tipicamente, as barreiras de contenção constituem-se de dois materiais:
concreto e aço.
2. REATOR DE ÁGUA PRESSURIZADA (PWR)
Neste vídeo, a especialista Aneuri Amorim fala sobre o PWR.
PRÓS E CONTRAS DOS REATORES NUCLEARES
Analisaremos alguns pontos levantados por defensores e críticos do uso da energia nuclear como fonte energética:
 
DESCOMISSIONAMENTO
Segundo definição da Agência Internacional de Energia Atômica (AIEA), descomissionar significa tomar todas as providências
necessárias para a desativação de uma instalação nuclear ao final de sua vida útil, observando todos os cuidados para proteger a
saúde e a segurança dos trabalhadores e das pessoas em geral – e, ao mesmo tempo, o meio ambiente.
Críticos Defensores
Os resíduos são constituídos de combustível queimado
altamente radioativo, o que requer cuidados especiais
em seu manuseio e em sua destinação devido aos
isótopos radioativos de meias-vidas longas encontrados
nos rejeitos.
Essa tecnologia não emite poluentes atmosféricos e produz uma
quantidade muito menor de resíduos em comparação com instalações
que utilizam combustíveis fósseis.
Outra preocupação é que a tecnologia nuclear para
aplicações pacíficas possa ser usada com o intuito de
produzir material físsil com fins bélicos, ou seja, trata-se
do problema da proliferação nuclear.
O urânio enriquecido em U-235 (utilizado na maioria dos reatores
nucleares) não é suficientemente concentrado para a construção de
uma bomba, embora a mesma tecnologia usada para enriquecê-lo pode
ser empregada para isso.
Qualquer benefício para o meio ambiente é suplantado
por:
Preocupação com a segurança;
Custos na construção e na operação de centrais
elétricas nucleares, incluindo a deposição de
combustível queimado e o descomissionamento.
Trata-se da única fonte de energia cujos custos estimados para o
confinamento dos rejeitos e o descomissionamento das instalações
permanecem explicitamente agregados ao custo total da atividade. Os
custos das instalações que empregam combustíveis fósseis são
inferiores pelo mesmo motivo.
O uso de reatores suscita a possibilidade de dois tipos
de ameaça: um acidente ou um atentado terrorista.
Ambos gerariam uma exposição à radiação a despeito
do excessivo cuidado tomado nos projetos de sistemas
de segurança.
Reatores de potência, por outro lado, não oferecem vantagens
adicionais. A produção de radioisótopos é um exemplo disso, embora a
demanda por este tipo de produto possa ser atendidapor reatores de
pesquisa relativamente menores e em quantidade inferior.
Durante sua operação, os reatores de fissão, em Peruzzo (2012) pontua que, em circunstâncias normais, a contaminação
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condições normais, produzem gases como o 131I e o
85Kr. Eles devem ser estocados in loco (no próprio local)
por várias meias-vidas até que tenham decaído a níveis
oficialmente seguros.
radioativa causada por um reator é inferior à registrada em usinas
termoelétricas a carvão.
 Atenção! Para visualização completa da tabela utilize a rolagem horizontal
 ATENÇÃO
Devido ao risco potencial da radiação, o combustível queimado deve ser estocado em piscinas blindadas com água, contêineres ou depósitos
a seco até que sua radioatividade decaia naturalmente a níveis seguros, o que pode levar dias ou milênios dependendo do tipo de
combustível.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
1. QUAL DESTES MATERIAIS É UTILIZADO PARA REVESTIR AS PASTILHAS CILÍNDRICAS DE COMBUSTÍVEL
UO2 EM REATORES DE POTÊNCIA PWR, COMO, POR EXEMPLO, OS DE ANGRA I E II?
A) Inconel 718
B) Chumbo
C) Zircaloy
D) Ferro fundido
2. NOS REATORES PWR, O CONTROLE DO REATOR TAMBÉM É FEITO POR INTERMÉDIO DE BARRAS
ABSORVEDORAS QUE PROMOVEM, ENTRE OUTRAS FUNÇÕES, O DESLIGAMENTO RÁPIDO E SEGURO
DELE. QUAL DOS MATERIAIS A SEGUIR É EMPREGADO NA FABRICAÇÃO DE BARRAS DE CONTROLE
UTILIZADAS EM REATORES DE POTÊNCIA TÉRMICOS DO TIPO PWR?
A) Carbeto de Boro
B) Inconel 718
C) Aço inoxidável 304
D) Óxido de Boro
GABARITO
1. Qual destes materiais é utilizado para revestir as pastilhas cilíndricas de combustível UO2 em reatores de potência PWR, como,
por exemplo, os de Angra I e II?
A alternativa "C " está correta.
 
O revestimento dos elementos combustíveis é feito com zircaloy. Trata-se de um material estrutural projetado especialmente para reatores
nucleares, pois suas propriedades garantem a economia de nêutrons.
2. Nos reatores PWR, o controle do reator também é feito por intermédio de barras absorvedoras que promovem, entre outras
funções, o desligamento rápido e seguro dele. Qual dos materiais a seguir é empregado na fabricação de barras de controle
utilizadas em reatores de potência térmicos do tipo PWR?
A alternativa "A " está correta.
 
As barras de controle devem ser confeccionadas por materiais que interagem (espalhamento) com os nêutrons.
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Apresentamos as aplicações das radiações de acordo com as condições existentes nas indústrias, como os medidores nucleares, os
irradiadores de grande porte e os reatores nucleares.
Em seguida, pudemos conferir a diversidade de equipamentos nessas áreas. Todos as informações prestadas tiveram a seguinte ressalva: a
qualificação profissional prevista pela legislação para um tecnólogo em Radiologia poder atuar na área de radiologia industrial é
imprescindível.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
ANDREUCCI, R. A. Radiologia industrial. São Paulo: Abendi, 2020.
CARDOSO, E. de M. A energia nuclear. 3. ed. Rio de Janeiro: CNEN, 2012.
CHMIELEWSKI, A. G.; HAJI-SAEID, M. Radiation technologies: past, present and future. In: Radiation physics and chemistry. v. 71. n. 1–2.
set-out. 2004. p. 17-21.
COSTA, N.; FURLAN, G. R.; ITEPAN, N. M. Radioproteção em irradiadores de grande porte de categoria III. In: International Atomic
Energy Agency. Consultado em meio eletrônico: 15 jun. 2020.
FRAZÃO, D. Biografia de Enrico Fermi. In: eBiografia. Consultado em meio eletrônico: 15 jun. 2020.
GRAY STAR INC. Catálogos técnicos: GenesisTM. 2003.
INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Gamma irradiators for radiation processing. Vienna: IAEA, 2004.
INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Lessons learned from accidents in industrial irradiation facilities. Oxford: Pergamon
Press, 1996a.
INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Radiation safety of gamma, electron and X ray irradiation facilities. In: Specific safety
guide. n. 8. Vienna: IAEA, 2010.
INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Radiografia industrial. In: Radioproteção dos trabalhadores. Consultado em meio eletrônico
em: 15 jun. 2020.
INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Safety series 102: Recommendations for the safe use and regulation of radiation sources in
industry, medicine, research and teaching. IAEA. 1990a.
INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Safety series 107: Radiation safety of gamma and electron irradiation facilities. IAEA. 1992.
INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. The radiological accident in Nesvizh. IAEA. 1996b.
INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. The radiological accident in San Salvador. Vienna: IAEA, 1990b.
INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. The radiological accident in Soreq. IAEA. 1993.
INTERNATIONAL COMMISSION ON RADIOLOGICAL PROTECTION. Protection from potential exposures - application to selected
radiation sources. In: ICRP publication. n. 76. 1997.
INSTITUTO DE RADIOPROTEÇÃO E DOSIMETRIA. Irradiadores industriais. 2016.
MCLAUGHLIN, W. L. et al. Dosimetry for radiation processing. Philadelphia: Taylor & Francis, 1989.
MDS NORDION ION TECHNOLOGIES. Catálogos técnicos: gamma beam-127TM. 2014.
MDS NORDION ION TECHNOLOGIES. Catálogos técnicos: gamma source C-188 Cobalt-60, BrevionTM, Pallet IrradiatorTM, JS-9500TM,
JS - 9600TM e JS-1000TM. 2005.
MILLER, R. B. Eletronic irradiation of foods. An introduction to the technology. cap. 3-4. New York: Springer, 2010.
MOLINS, R. A. Food irradiation: principles and applications. New York: John Wiley & Sons Inc., 2001.
PERUZZO, J. Física e energia nuclear. 1. ed. São Paulo: Livraria da Física, 2012.
SOMMERS, C. H.; FAN, X. Food irradiation, research and technology. Oxford: Blackwell Pub. Ltd., 2006.
RITA, L. S. Medidores nucleares. In: Proteção e segurança radiológica. Consultado em meio eletrônico: 15 jun. 2020.
UNITED STATES NUCLEAR REGULATORY COMISSION. Industrial uses of nuclear materials. In: Industrial uses. Consultado em meio
eletrônico: 15 jun. 2020.
EXPLORE+
Para saber mais sobre a certificação exigida para a atuação na área de radiologia industrial, acesse as seguintes leis:
Norma CNEN NN 6.04
Norma CNEN NN 7.01
Resolução CONTER nº 11/2016
http://appasp.cnen.gov.br/seguranca/normas/pdf/Nrm604.pdf
http://appasp.cnen.gov.br/seguranca/normas/pdf/Nrm701.pdf
http://conter.gov.br/uploads/legislativo/resolucaoconter_112016.pdf
Para entender melhor o funcionamento de irradiadores gama e aceleradores de elétrons, faça uma pesquisa no YouTube para assistir a estes
vídeos:
How an irradiator works (como um irradiador funciona). Produção: Nordion JS10000. 2015
Visit a typical e-beam sterilization center (visite um centro típico de esterilização por feixe eletrônico). Produção: IBA Industrial.
Publicado em: 2 dez. 2016
Para saber mais sobre energia nuclear, pesquise na internet e leia o seguinte documento:
BRASIL. Atlas de energia elétrica do Brasil: parte III – fontes não renováveis. cap. 8. Brasília: ANEEL, 2008. p. 117-128.
Para conhecer os reatores nucleares, pesquise na internet e acesse o portal da Eletrobras – Eletronuclear. No tópico “Espaço do
conhecimento” do menu “Sociedade e meio ambiente”, faça o Tour virtual em Angra 2.
CONTEUDISTA
Aneuri Souza de Amorim
 CURRÍCULO LATTES
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