Aula Calculo de Blindagem atual (2)

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Calculo de Blindagem
Livia H Mega
liviahmega@gmail.com
Energia da Radiação
Energia da Radiação
Radiologia x Radioterapia x Medicina Nuclear
Energia da Radiação
A unidade recomendada para o projeto de cálculos de blindagem de raios X é o Kerma:
Kinetic Energy Released per unit of MAss
“soma das energia cinéticas iniciais de todas as partículas carregadas liberadas por partículas sem carga elétrica (fótons e nêutrons) por unidade de massa de ar, medido em um ponto no ar (ICRU, 1998a)”
A unidade de kerma no ar é joule por quilograma :
 J/kg = Gy
NORMAS INTRODUÇÃO
National Council on Radiation Protection and Measurements
NCRP 49
Structural shielding design and evaluation for medical use of X rays and gamma rays of energies up to 10 MeV (15/09/1976)
NCRP 51
Radiation protection design guidelines for 0,1 – 100 MeV particle accelerator facilities (01/03/1977)
NCRP 147
Structural Shielding Design For Medical X-ray Imaging Facilities (10/01/2005)
NCRP 151
Structural shielding design and evaluation for megavoltage X – and gamma ray radiotherapy facilities (31/12/2005)
Normas nacionais - RADIOTERAPIA
Compra equipamento
Projeto e construção
Hospital Contratante, Médico Radioterapeuta, Arquiteto, Físico, Engenheiro Civil, Engenheiro Eletricista, Engenheiro Mecânico, Construtor e Vendedor dos Equipamentos.
Emitido Relatório Preliminar de Análise de Segurança (RPAS).
Inicio das obras
Roteiro
Ministério da Saúde
Instituto Nacional de Câncer
Programa de Qualidade em Radioterapia
2000
“O objetivo principal é guiar os profissionais envolvidos nas diferentes etapas, mostrando como se prepara o RPAS de modo que a CORAD/CNEN possa analisa-lo com presteza.”
Normas nacionais - RADIOTERAPIA
1.2. Publicações Necessárias
Na elaboração do RPAS deve-se seguir as recomendações das normas abaixo, que podem ser encontradas no endereço da internet cnen.gov.br ou adquiridas no Serviço de Informações Nucleares da CNEN
1.CNEN NE-3.01: Diretrizes Básicas de Radioproteção.
2. CNEN NE-3.02: Serviços de Radioproteção.
3. CNEN NE-3.03: Certificação de Qualificação de Supervisores de Radioproteção.
4. CNEN NE-3.06: Requisitos de Radioproteção e Segurança para Serviços de Radioterapia.
5. CNEN NE 5.01: Transporte de Materiais Radioativos.
6. CNEN NE 6.02: Licenciamento de Instalações Radiativas. 
Para os cálculos das blindagens sugerimos as seguintes publicações:
1. HMSO (1971). Handbook of Radiological Protection. Part 1: Data.
2. ICRP #26 (1977). Recommendations of the ICRP. Blindagem em Radioterapia: Técnicas e Normas
3. ICRP #33 (1981). Protection Against Ionizing
Radiation from External Sources...
4. ICRP #44 (1985). Protection of the Patient in
Radiation Therapy.
5. ICRP #60 (1990). Recommendations of the ICRP.
6. IPSM # 46 (1986). Radiation Protection in Radiotherapy.
7. NCRP #49 (1976). Structural Shielding Design and Evaluation for Medical Use of x-rays And γ Rays of Energies Up To 10 MeV.
8. NCRP #51 (1979). Radiation Protection Design Guidelines for 0,1-100 MeV Particle Accelerator Facilities.
9. NCRP #79 (1984). Neutron Contamination from Medical Accelerators.
10. NCRP #102 (1989). Medical x-ray, Electron Beam and Gamma Ray Protection for energies up to 50 MeV (Equipment design, performance and use).
11. McGinley P. (1998) – Shielding Techniques for Radiation Oncology Facilities.
12. Mould, R.F. (1990) – Radiation Protection in Hospitals. Adam Hilger Pub.
13. Wright, A. E. (1992) – Medical Physics Handbook of Radiation Therapy – MPP.
Normas nacionais - RADIOTERAPIA
Normas nacionais - RADIOTERAPIA
A figura abaixo é uma planta de um moderno Serviço de Radioterapia associado a um Serviço
de Quimioterapia, mostrada aqui como exemplo.
Projeto
2.1. Aspectos Legais 
2.2. Papel do Arquiteto 
2.3. Papel dos Engenheiros 
2.4. Detalhamento
Normas INTERnacionais
453/1998
453/1998
Objetivo da Blindagem
	
Limitar a exposição de radiação aos funcionários e membros do público para um nível aceitável
Blindagem
Há um “mito” de que chumbo é a blindagem universal para a radiação ionizante. Embora o chumbo seja um material comumente utilizado como blindagem, não é o material mais adequado como blindagem para todos os tipos de radiação e nem tampouco é o único material adequado. Inicialmente é importante lembrar que a radiação ionizante interage com qualquer meio material, provocando ionizações nos átomos do meio e depositando energia em seu percurso. 
Como os diferentes tipos de radiação interagem de maneira diferente com a matéria, é de se esperar que os materiais adequados como blindagem também variem conforme o tipo de radiação. Assim, os diferentes materiais podem ter maior ou menor eficiência como blindagem, dependendo do tipo de radiação.
LEVANTAMENTO RADIOMÉTRICO
Tipos de Barreiras
 
Classificação de Área
 
Medidas da Taxa de Dose
 
Cálculo da Dose Efetiva Semanal
Tipos de Barreiras
 Barreiras - atenuação da radiação.
 Especificações devem constar do PPR .
 Elas podem ser classificadas em 2 tipos:
Barreira Protetora Primária.
Barreira Protetora Secundária.
Tipos de Barreiras
Barreira Protetora Primária
 Parede para a qual o feixe útil é apontado.
Barreira Protetora Secundária
 Paredes onde só chegam radiação espalhada e/ou de fuga.
Barreira Protetora Primária
Barreira Protetora Secundária
Classificação de Área
 As barreiras de proteção são projetadas para manter as circunvizinhanças das áreas onde são utilizadas radiações ionizantes nos níveis de radiação estabelecidos na Norma CNEN-NN-3.01, de acordo com a seguinte classificação das áreas:
Área Livre.
Área Controlada.
Área Supervisionada.
Classificação de Área
Área Livre - Área isenta de regras especiais de segurança onde as doses efetivas anuais não ultrapassam o limite primário para indivíduo do público.
Área Controlada - Área sujeita a regras especiais de proteção e segurança.
Área Supervisionada - Área não sujeita a regras especiais de proteção e segurança, mas que devem passar por avaliações regulares para verificar necessidade de reclassificação.
Áreas controladas
	Área de acesso restrito em que o profissional exposto à radiação está sob a supervisão de um indivíduo encarregado da proteção radiológica.
	(CNEN)
	Área sujeita a regras especiais de proteção e segurança, com a finalidade de controlar as exposições normais, prevenir a disseminação de contaminação radioativa e prevenir ou limitar a amplitude das exposições potenciais
Áreas controladas
	Áreas onde o equipamento de raios-x é usado: 
salas de procedimentos de raio-x.
cabines de controle do raios-x.
áreas que requerem controle de acesso, de ocupação e condições de trabalho para fins de proteção contra radiações.
Áreas controladas
Deve ser uma fração de 10 mSv.y-1 implícito no acumulado limite de dose eficaz.
Logo 0.83 mSv. mes-1
Trabalhadora grávida não deve ser exposta a níveis maiores que ultrapasse para o feto ou embrião 0,5 mSv para dose mensal equivalente (HT) (NCRP, 1993). 
Para satisfazer a ambos:
	dose efetiva de 5 mSv y -1
	0,1 mGy kerma no ar por semana 
	5 mGy de kerma no ar por ano
<número>
Áreas livres
	Ocupados por indivíduos, tais como pacientes, visitantes da instalação e funcionários que não trabalham rotineiramente com/ou próximo a fontes de radiação. 
Áreas adjacente, mas que não faz parte da instalação de raio-x
salas de leitura de filmes 
salas de descanso.
Áreas livres
Dose eficaz que não exceda 1 mSv y-1
Valor de kerma no ar semanal: 0,02 mGy
Valor de kerma no ar anual de 1 mGy.
453/98
Medida da Taxa de Dose
 No levantamento radiométrico deve-se selecionar:
os pontos mais críticos nas áreas;
os pontos de interesse, inclusive nas áreas livres;
os locais representativos para detecção prévia de possíveis irregularidades ou acidentes.
Medida da Taxa de Dose
os locais representativos, em termos de dose, com relação à permanência e trânsito de trabalhadores e público;
os equipamentos de monitoração compatíveis com as condições de exposição. 
Medida da Taxa de Dose
 Usando preferencialmente monitores do tipo câmara de ionização, mede-se:
a taxa de dose após a barreira primária, com feixe primário diretamente apontado para ela;
a taxa de dose após a barreira secundária, com o feixe primário com campo máximo apontado para um simulador (fantoma) de material equivalente ao tecido.
Medida da Taxa de Dose
 Situação especial:
a taxa de dose devido à radiação de “SKYSHINE”, quando não houver pavimento superior, apontando o feixe para o teto com o campo máximo e realizando as medidas nas partes externas da sala. 
Radiação de skyshine
 
2m 
Cálculo da Dose Equivalente Semanal
Fatores Relevantes no Cálculo
Fator de Ocupação T - Número menor ou igual a 1, que indica a fração do tempo de operação do aparelho irradiador em que determinada área se encontra ocupada.
Fator de Uso U - Número menor ou igual a 1 que indica a fração do tempo de operação do aparelho irradiador em que uma barreira é irradiada.
Cálculo da Dose Equivalente Semanal
Valores dos Fatores de Ocupação
Ocupação integral: T = 1,
ocupação parcial: T = 1/4,
ocupação eventual: T = 1/16.
Cálculo da Dose Equivalente Semanal
Valores dos Fatores de Uso
Piso: U = 3/7,
Teto: U = 2/7,
Paredes laterais: U = 1/7.
 
 Para barreiras secundárias: U = 1 sempre.
Cálculo da Dose Equivalente Semanal
 A dose semanal num ponto monitorado é dada por :
 Dsem = L . U . T . tbeam on
L = Leitura no monitor de área.
U = Fator de uso.
T = Fator de ocupação do local.
tbean on = Tempo equivalente do feixe em “ON” (horas/semana).
Cálculo da Dose Equivalente Semanal
 
tbean on (horas/sem) = _____W_____
 Dnominal . 60 
W = Carga de trabalho (cGy/sem)
Dnominal = Taxa de dose (cGy/min)
Proteção radiológica
Princípio ALARA
Princípios de proteção:
Da justificação
Da otimização da proteção
Do limite de dose individual
Proteção radiológica
A unidade recomendada para o projeto de cálculos de blindagem de raios X é o Kerma:
Kinetic Energy Released per unit of MAss
“soma das energia cinéticas iniciais de todas as partículas carregadas liberadas por partículas sem carga elétrica (fótons e nêutrons) por unidade de massa de ar, medido em um ponto no ar (ICRU, 1998a)”
Proteção radiológica
A unidade de kerma no ar é joule por quilograma :
 J.kg-1 = Gy
Proteção radiológica
	Muitos instrumentos de pesquisa de radiação nos Estados Unidos são atualmente projetados e calibrados para medir a quantidade de exposição (ICRU, 1998a), utilizando nome antigo de Roentgen (R). 
	também pode ser expressa ;
	C .kg-1(ICRU, 1998a)
	“ quantidade de carga produzidas no ar quando todas as partículas carregadas criado por fótons em massa alvo de ar são completamente parado no ar. ”
Proteção radiológica
Dose equivalente no tecido ou no órgão (HT)	
grandeza expressa por HT = DTwR onde DT é dose absorvida média no órgão ou tecido e wR é o fator de ponderação da radiação. A unidade no sistema internacional é o joule por quilograma (J/kg), denominada sievert (Sv). 
Dose efetiva (E)	
é a soma das doses equivalentes ponderadas nos diversos órgãos e tecidos, , onde é a dose equivalente no tecido ou órgão e é o fator de ponderação de órgão ou tecido. A unidade no sistema internacional é o joule por quilograma (J/kg), denominada sievert (Sv). E= Ht.Wt
 Diretrizes Básicas de Proteção Radiológica Resolução CNEN 27/2004 Publicação: DOU 06/01/2005 
Proteção radiológica
Da radiação wr
	efetividade biológica relativa da radiação em induzir efeitos estocásticos da radiação
De tecido wt 
	Relacionado com a sensibilidade de um dado tecido ou órgão a radiação, no que concerne a indução de câncer e a efeitos hereditários.
Proteção radiológica
Exposição (R)/ 114 = Kerma (Gy)
medir fatores de transmissão para barreiras em torno instalações que usam raios X para imagens médicas, nenhuma conversão é necessária porque a fator de transmissão é a relação entre as mesmas quantidades.
Proteção radiológica
Não é prático para a base de blindagem utilizar diretamente o E, uma vez E não pode ser medido diretamente.
Portanto, as metas para projeto de blindagem são expressos em termos de K (em miligray) no ponto mais próximo de ocupação para além da barreira. 
Proteção radiológica
Blindagem de radiação deve ser projetado por um perito qualificado (físico médico )
Pode também ser necessário apresentar os desenhos finais de blindagem e especificações pertinentes para as agências reguladoras para revisão antes de construção.
O projeto deve garantir que todas as exposições previstas também atender a ALARA (tão baixo quanto razoavelmente possível) 
As low as reasonably achievable
Proteção radiológica
	É também aconselhável que o planejamento incluir a consideração de possíveis necessidades futuras de novos equipamentos e:
 mudanças na prática ou a utilização
aumento das cargas de trabalho
e as mudanças na ocupação de espaços adjacente