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1 salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 RADIOGRAFIA INDUSTRIAL Noções básicas de cálculos de dose Salvador Mangini Filho Credenciado CNEN IR-0356 Abril / 2017 salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 RADIOPROTEÇÃO a) INDIVÍDUOS OCUPACIONALMENTE EXPOSTOS (IOE) b) PÚBLICO salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Componentes da Radioproteção • Tempo • Distância • Blindagem salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 A dose de radiação que um indivíduo pode receber ao expor-se a radiação é diretamente proporcional ao tempo que ele gasta próximo ao material radioativo. Portanto, quanto menor for o tempo gasto no campo de radiação menor será a dose de radiação. Tempo salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Distância Afeta como a dispersão de um raio salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Blindagem 2 salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Dosimetria A blindagem visa diminuir os níveis de radiação a valores "aceitáveis" salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Esta diminuição de níveis pode ser conseguida por vários meios: •limitando-se o tempo de permanência do operador junto à fonte, o que nem sempre é possível, pois algumas operações podem ser demoradas; •mantendo-se a maior distância possível entre o operador e a fonte, compatível com a facilidade de manuseio; •interpondo-se um material absorvedor de densidade maior do que o ar, entre o operador e a fonte. este é o objeto do presente estudo. salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 CRITÉRIOS E MÉTODOS DE ISOLAMENTO DE ÁREAS CONTROLADAS •A determinação da dose equivalente é feita, em primeira aproximação, através da expressão. XPonto = G . A d2 salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 onde: X = taxa de dose Γ = constante específica da fonte A = Atividade da fonte d = distância 1 Bq = 1 desintegração por segundo 1 Ci = 3,7 . 1010 Bq 10 Ci = 37 . 1010 Bq = 370 . 109 Bq 10 Ci = 370 G Bq salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 onde: O fator Γ é a taxa de dose absorvida em mSv/h a 1 metro de uma fonte pontual de 1 GBq do radionuclídeo A atividade da fonte pontual é expressa em GBq A distância entre a fonte e o ponto de interesse é expressa em metros salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 onde: Radionuclídeo - emissor Fator Γ (mSv.m2 /GBq.h) Cobalto-60 0,351 Iridium-192 0,130 Césio -137 0,081 Tecnécio-99 0,022 Túlio-170 0,034 3 salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 EXERCÍCIO • Qual a taxa de dose a 1 metro de distância de uma fonte de irídio-192 com atividade de 200 GBq ( 5,405 ...)Ci? Dado: G = 0,13 mSvh a 1 metro por GBq) Refaça o exercício a 2 m, 4 m e a 5 m salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Resolução a 1 m XPonto = G . A d2 XPonto = 0,13 . 200 12 XPonto = 26 mSv/h salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 XPonto = G . A d2 XPonto = 0,13 . 200 = 22 XPonto = 6,5 mSv/h Resolução a 2 m 26 4 salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 XPonto = G . A d2 XPonto = 0,13 . 200 52 XPonto = 1,04 mSv/h Resolução a 5 m salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Exercício de Aprendizagem • 1- Qual será a taxa de dose a 4 metros de uma fonte de 400 GBq de Ir-192? salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Exercício de Aprendizagem • 1- Qual será a taxa de dose a 4 metros de uma fonte de 400 GBq de Ir-192 ? X ponto = Γ . A = 0,13 . 400 d2 42 X ponto = 3,25 mSv/h 4 salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Exercício de Aprendizagem • 2- Vai ser usada uma fonte de 1,25 TBq de Ir-192. A que distância esta fonte deve estar para que a taxa de dose do trabalhador seja de 6,5 µSv/h ? salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Exercício de Aprendizagem • 2- Vai ser usada uma fonte de 1,25 TBq de Ir-192. A que distância esta fonte deve estar para que a taxa de dose do trabalhadore seja de 6,5 µSv/h (0,0065 mSv/h)? d2 = Γ . A = 0,13 . 1250 X ponto 0,0065 d = 158,11 m salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Utilizando o fator tempo XPonto = G . A . tempo d2 ... vamos treinar ... salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Exercício Um monitor de radiação indica a leitura de 60 mSv/h em uma determinada posição. Qual será a estimativa de dose de um operador que permanecer neste local por 5 minutos? salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 RESPOSTA 5 mSv 60 mSv 60 mSv . 5 min h 60 min salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 A TAXA DE EXPOSIÇÃO COM A BARREIRA PODE SER EXPRESSA DA SEGUINTE FORMA: X = G . A . e - m . x d2 ONDE e - m.x FATOR DE ATENUAÇÃO m COEFICIENTE DE ATENUAÇÃO LINEAR DO MATERIAL DA BARREIRA, DADO EM CM –1 X É A ESPESSURA DA BARREIRA, DADA EM cm 5 salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 X = Xo . e - m . x X = e - m . x Xo ln Xo = m . x X x = 1 ln Xo (1º método) m X salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 CAMADA SEMI-REDUTORA (CSR) E APROXIMAÇÃO SUCESSIVA CAMADA SEMI REDUTORA (CSR) CSR É O VALOR CAPAZ DE REDUZIR A INTENSIDADE DE RADIAÇÃO À METADE XB = X 2 XB = TAXA DE EXPOSIÇÃO APÓS A COLOCAÇÃO DO MATERIAL ABSORVEDOR DE ESPESSURA x CENTÍMETROS SUBSTITUINDO A ESPESSURA x POR x1/2 =CSR, salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 A TAXA DE EXPOSIÇÃO COM A BARREIRA PODE SER EXPRESSA DA SEGUINTE FORMA: X = G . A d2. e m . x ONDE e m.x FATOR DE REDUÇÃO = FR X = G . A d2. FR FR = 2n onde n é o número de CSR (Camada de semi redução) salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 ... Continuando ... X = X . e -m .CSR 2 1 = e -m . CSR 2 ln (1/2) = ln e -m . CSR ln 1 – ln 2 = - m . CSR , mas ln 1 = 0 ln 2 = m . CSR salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 ONDE: X 1/2 = ln 2 = 0.693 =CSR m m CSR = Camada Semi redução salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Exercício de aprendizagem DISPÕE-SE DE UMA FONTE PUNTIFORME DE Ir-192 DE 50 Ci (1850 GBq) DE ATIVIDADE, DETERMINE A BARREIRA DE CONCRETO À 2 m DA FONTE PARA REDUZIR A TAXA DE DOSE A 2,5 mrem/h (0,025 m Sv/h ou 25 m Sv/h) ADOTE: m = 0,224 cm -1 G = 0,13 mSv/h a 1 metro por GBq) G = 0,50 R.m2.Ci-1.h-1 6 salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 RESOLUÇÃO 1o Método: x = 1 ln X0 m X x = _1 ln 6250 = 34,93 cm ~ 35 cm 0,224 2,5 x = 0,5 . 50 22 x = 6,25 R . h -1 x = 6250 mR . h -1 salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 RESOLUÇÃO2 o Método: 0,693 = CSR = 0,693 = 3,094 cm m 0,224 FR = 2n 6250 = 2500 = 2n 2,5 ln 2500 = n ln 2 n = ln 2500 = 7,824 = 11,288 ln 2 0693 Logo x = n . CSR = 11,288 . 3,094 x = 34,9 cm .......................... x ~ 35 cm salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Cálculo da Dose Efetiva devido a Exposição a uma Fonte Puntiforme • Para distâncias menores que 0,5 m, a equação não deve ser utilizada. salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 “Outro probleminha” Qual a dose mensal de um IOE que permanece em média a uma distância de 30 metros de uma fonte de Ir-192 de 1850 G BQ (50 Ci) de atividade, sabendo-se que são feitas 40 radiografias por dia com um tempo de exposição de 90 segundos por radiografia Dados G = 0,13 mSv/h a 1 metro por GBq) Mês com 20 dias úteis salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 XPonto = G . A . tempo d2 XPonto = 0,13 . 1850. 90.40 . 20 302 3600 XPonto ~ 5,35 mSv salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 OCORRÊNCIA ENVOLVENDO FONTE DE IRÍDIO-192 • Atividade 19,38 Ci (717,06 GBq) • Data: 23/09/XX • Horário: 22:00 h • Pessoas envolvidas: • RIA: Roberto da XXXX • Operador Estagiário: Leandro da XXXX 7 salvador.fisico@gmail.comAbril / 2017 OCORRÊNCIA ENVOLVENDO FONTE DE IRÍDIO-192 Causas do acidente • O Operador Estagiário não retraiu completamente a fonte de Irídio e não monitorou adequadamente o irradiador. Ele disse ao RIA que estava tudo bem, e que era seguro entrar na área de radiografias. O Ria permaneceu a 0,50 metros do irradiador por aproximadamente 6 minutos. salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Estimativa de dose recebida pelas pessoas envolvidas no Acidente Xponto = G . A . t d 2 Xponto = 0,48 . 19,38 . 6 = 3,72 rem ( 0,5 )2 . 60 ou seja 37,2 mSv salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Planejamento feito para retorno à situação normal O assistente ao retornar à posição do comando, localizado fora da sala de radiografia industrial, verificou que o nível de radiação estava anormal, sendo dado o alerta para que o RIA se afastasse do irradiador salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Causa: • O Operador Estagiário falhou na retração completa da fonte e em fazer monitoração adequada. Além disso, o RIA não supervisionou a operação corretamente. Prevenção: • O incidente não teria ocorrido, se procedimentos adequados fossem seguidos. A probabilidade de ocorrência do acidente seria reduzida, se o RIA supervisionasse adequadamente os atos do seu assistente, ou se ambos tivessem sido treinados convenientemente em seus serviços e responsabilidades. salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 • Quando existe informação a respeito da blindagem da fonte (material e espessura), a dose efetiva calculada para uma fonte puntiforme pode ser reduzida usando o valor da camada semi-redutora (CSR) para o material em questão salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Com Blindagem X = G . A . t d 2 . FR 8 salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Qual a dose de um IOE exposto durante 10 segundos a uma distância de 80 cm de uma fonte de Ir-192 de 2960 GBq de atividade? Exercício de Aprendizagem salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 X = 0,13 . 2960. 10 0,8 2 3600 X = 1,67 mSv salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Considerando FR com n = 5 X = G . A . t d 2 . FR salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 X = 0,13 . 2960. 10 . 0,8 2 3600 32 X = 0,052 mSv X ~ 52 mSv salvador.fisico@gmail.com Abril / 2017 Muito obrigado ! Físico Salvador Mangini Filho SM Assessoria em Radioproteção salvador.fisico@gmail.com Fone:15 997077238
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