O que é contaminação radioativa – definição

A contaminação é geralmente referida como a presença de um componente indesejável, substância nociva ou impureza em um local (material, corpo físico, ambiente natural, local de trabalho) onde não se destina ou se deseja que seja. A contaminação tem um significado muito mais geral, pois pode ser definida em disciplinas como química, proteção ambiental, proteção contra radiação ou agricultura.

A contaminação radioativa é referida como a presença de substâncias radioativas indesejadas em superfícies ou dentro de sólidos (incluindo o corpo humano), líquidos ou gases, onde a presença deles é involuntária ou indesejável. A contaminação radioativa consiste em átomos radioativos (material) que escaparam do sistema ou estrutura que normalmente os conteria. Como a contaminação radioativa é material radioativo, a radiação ionizante é emitida pela contaminação. É muito importante qual material (qual radioisótopo) é o contaminante radioativo. Também é muito importante distinguir entre contaminação radioativa e radiação em si .

Contaminação versus radiação

A contaminação radioativa consiste em material radioativo, que gera radiação ionizante. É a fonte de radiação, não a própria radiação. Sempre que o material radioativo não estiver em um contêiner de fonte radioativa selado e possa se espalhar para outros objetos, a contaminação radioativa é uma possibilidade. A contaminação radioativa pode ser caracterizada pelos seguintes pontos:

• A contaminação radioativa consiste em material radioativo (contaminantes), que pode ser sólido, líquido ou gasoso. Contaminantes grandes podem ser visíveis, mas você não pode ver a radiação produzida.
• Quando liberados, os contaminantes podem se espalhar pelo ar, pela água ou apenas por contato mecânico.
• Não podemos proteger a contaminação.
• Podemos mitigar a contaminação protegendo a integridade das barreiras (contêiner de origem, revestimento de combustível, vaso do reator , prédio de contenção )
• Como os contaminantes interagem quimicamente, eles podem estar contidos em objetos como o corpo humano.
• Podemos nos livrar da contaminação por muitos processos mecânicos, químicos (descontaminar superfícies) ou biológicos ( meia-vida biológica ).
• É da maior importância, qual material é o contaminante radioativo ( meia-vida , modo de decomposição, energia).

A radiação ionizante é formada por partículas de alta energia ( fótons , elétrons , etc. ), que podem penetrar na matéria e ionizar (formar íons pela perda de elétrons), direcionar átomos para formar íons. A exposição à radiação é a consequência da presença próxima à fonte de radiação. A exposição à radiação como quantidade é definida como uma medida da ionização do material devido à radiação ionizante. O perigo de radiação ionizante reside no fato de que a radiação é invisívele não diretamente detectável pelos sentidos humanos. As pessoas não podem ver nem sentir radiação, mas ela deposita energia nas moléculas do corpo. A energia é transferida em pequenas quantidades para cada interação entre radiação e uma molécula e geralmente existem muitas dessas interações. Ao contrário da contaminação radioativa, a radiação pode ser caracterizada pelos seguintes pontos:

• A radiação consiste em partículas de alta energia que podem penetrar na matéria e ionizar (para formar íons pela perda de elétrons) os átomos-alvo. A radiação é invisível e não diretamente detectável pelos sentidos humanos. Deve-se notar que a radiação beta é indiretamente visível devido à radiação cherenkov .
• Ao contrário da contaminação, a radiação não pode ser espalhada por nenhum meio. Viaja através dos materiais até perder sua energia. Podemos proteger a radiação (por exemplo, ao virar a esquina).
• A exposição à ionização não significa necessariamente que o objeto se torne radioativo (exceto a radiação de nêutrons muito rara).
• A radiação pode penetrar barreiras, mas uma barreira suficientemente espessa pode minimizar todos os efeitos.
• Ao contrário dos contaminantes, a radiação não pode interagir quimicamente com a matéria e não pode ser ligada ao corpo.
• Não é importante qual material é a fonte de certa radiação. Apenas o tipo de radiação e energia é importante.

Há uma característica comum: a radiação natural e os contaminantes naturais estão à nossa volta . Dentro, ao redor e acima do mundo em que vivemos. É uma força de energia natural que nos rodeia. É uma parte do nosso mundo natural que está aqui desde o nascimento do nosso planeta. Todas as criaturas vivas, desde o início dos tempos, foram e ainda estão sendo expostas a radiação ionizante . A radiação natural de fundo é a radiação ionizante, originária de uma variedade de fontes naturais. Todas as criaturas vivas, desde o início dos tempos, foram e ainda estão sendo expostas a radiação ionizante. Esta radiação não está associada a nenhuma atividade humana. Existem isótopos radioativos em nossos corpos, casas, ar, água e no solo. Todos nós também estamos expostos à radiação do espaço sideral.

Tipos de contaminação

Podem existir materiais radioativos em superfícies ou em volumes de material ou ar, e técnicas especializadas são usadas para medir os níveis de contaminação pela detecção da radiação emitida. Podemos distinguir entre os seguintes tipos de contaminação:

Contaminação de superfície

Contaminação de superfície significa que o material radioativo foi depositado em superfícies (como paredes, pisos). Pode ser pouco depositado, como a poeira comum, ou pode ser fixado com firmeza por reação química. Essa distinção é importante e classificamos a contaminação da superfície com base na facilidade com que ela pode ser removida:

• Contaminação livre . No caso de contaminação livre (ou contaminação solta), o material radioativo pode ser espalhado. É a contaminação da superfície que pode ser facilmente removida com métodos simples de descontaminação. Por exemplo, se partículas de poeira contendo vários radioisótopos caírem na pele ou nas roupas da pessoa, podemos limpá-la ou remover a roupa. Depois que uma pessoa é descontaminada, todas as fontes de radioatividade de partículas são eliminadas e o indivíduo não é mais contaminado. A contaminação livre também é um risco mais sério do que a contaminação fixa, porque as partículas de poeira podem se tornar transportadas pelo ar e podem ser facilmente ingeridas. Isso leva a uma exposição interna por contaminantes radioativos. Embora quase todos os contaminantes sejam beta radioativos com osemissão gama , mas também existe a possibilidade de contaminação alfa em qualquer área de manuseio de combustível nuclear.
• Contaminação Fixa . No caso de contaminação fixa, o material radioativo não pode ser espalhado, pois está ligado quimicamente ou mecanicamente às estruturas. Não pode ser removido pelos métodos normais de limpeza. A contaminação fixa é um risco menos sério do que a contaminação livre, não pode ser ressuspensa ou transferida para a pele. Portanto, o risco geralmente é apenas externo. Por outro lado, depende do nível de contaminação. Embora quase todos os contaminantes sejam beta radioativos com as emissões gama, mas também há a possibilidade de contaminação alfa em qualquer área de manuseio de combustível nuclear. A menos que o nível de contaminação seja muito grave, a taxa de dose de radiação gama será pequena e a exposição externa será significativa apenas em contato com, ou muito próximo, das superfícies contaminadas. Como as partículas beta são menos penetrantes que os raios gama , a taxa de dose beta pode ser alta apenas em contato. Um valor de 1 mSv / h em contato para um nível de contaminação de 400 – 500 Bq / cm ² é bastante representativo.

Contaminação no ar

Esse tipo de contaminação é de particular importância nas usinas nucleares , onde deve ser monitorado. Os contaminantes podem ficar no ar, especialmente durante a remoção da cabeça do reator, reabastecimento do reator e durante as manipulações dentro do tanque de combustível usado. O ar pode ser contaminado com isótopos radioativos, especialmente na forma de partículas, o que representa um risco particular de inalação . Essa contaminação consiste em vários produtos de fissão e ativação que entram no ar na forma gasosa, de vapor ou de partículas. Existem quatro tipos de contaminação aérea nas usinas nucleares, a saber:

• Partículas . A atividade de partículas é um risco interno, porque pode ser inalado. O material particulado transportável levado para o sistema respiratório entrará na corrente sanguínea e será transportado para todas as partes do corpo. Partículas não transportáveis ​​permanecerão nos pulmões com uma certa meia-vida biológica. Por exemplo, Sr-90, Ra-226 e Pu-239 são radionuclídeos conhecidos como radionuclídeos que procuram ossos. Esses radionuclídeos têm meia-vida biológica longa e são sérios riscos internos. Uma vez depositados no osso, eles permanecem lá em quantidade essencialmente inalterada durante a vida do indivíduo. A ação continuada das partículas alfa emitidas pode causar lesões significativas: ao longo de muitos anos, eles depositam toda a sua energia em um pequeno volume de tecido, porque o alcance das partículas alfa é muito curto.
• Gases nobres . Gases nobres radioativos, como xenon-133 , xenon-135 e   krypton-85, estão presentes no líquido de arrefecimento do reator, especialmente quando há vazamentos de combustível. À medida que aparecem no líquido de arrefecimento, ficam no ar e podem ser inalados. Eles são exalados logo após serem inalados, porque o corpo não reage quimicamente com eles. Se os trabalhadores estiverem trabalhando em uma nuvem de gás nobre, a dose externa que eles receberão será cerca de 1000 vezes maior que a dose interna. Por esse motivo, estamos preocupados apenas com as taxas externas de dose beta e gama.
• Radioiodine . O radioiodo , iodo-131 , é um radioisótopo importante do iodo. O radioiodo desempenha um papel importante como isótopo radioativo presente nos produtos de fissão nuclear e é um dos principais contribuintes para os riscos à saúde quando liberado na atmosfera durante um acidente. O iodo-131 tem uma meia-vida de 8,02 dias. O tecido alvo da exposição ao radioiodo é a glândula tireóide. A dose beta e gama externa do radioiodo presente no ar é bastante insignificante quando comparada à dose comprometida da tireóide que resultaria da respiração desse ar. A meia-vida biológicapara o iodo dentro do corpo humano é de cerca de 80 dias (de acordo com o ICRP). O iodo nos alimentos é absorvido pelo organismo e preferencialmente concentrado na tireóide, onde é necessário para o funcionamento dessa glândula. Quando o ¹³¹ I está presente em altos níveis no ambiente devido a precipitação radioativa, ele pode ser absorvido através de alimentos contaminados e também se acumulará na tireóide. ^{O 131} I decai com uma meia-vida de 8,02 dias com partículas beta e emissões gama. À medida que se deteriora, pode causar danos à tireóide. O principal risco da exposição a altos níveis de ¹³¹ I é a ocorrência casual de câncer de tireóide radiogênico mais tarde na vida. Para ¹³¹ I, o ICRP calculou que se você inalar 1 x 10 ⁶Bq, você receberá uma dose de H _T = 400 mSv na tireóide (e uma dose ponderada de 20 mSv no corpo inteiro).
• Trítio. O trítio é um subproduto dos reatores nucleares . A fonte mais importante (devido à liberação de água tritiada) de trítio em usinas nucleares deriva do ácido bórico , que é comumente usado como calço químicopara compensar um excesso de reatividade inicial. Observe que o trítio emite partículas beta de baixa energia com um curto intervalo nos tecidos do corpo e, portanto, representa um risco para a saúde como resultado da exposição interna apenas após ingestão de água potável ou comida ou inalação ou absorção pela pele. O trítio tomado no corpo é distribuído uniformemente entre todos os tecidos moles. Segundo o ICRP, um intervalo biológico de trítio é de 10 dias para o HTO e 40 dias para o OBT (trítio ligado organicamente) formado a partir do HTO no corpo dos adultos. Como resultado, para uma ingestão de 1 x 10 ⁹ Bq de trítio (HTO), um indivíduo receberá uma dose de 20 mSv no corpo inteiro (igual à ingestão de 1 x 10 ⁶ Bq de ¹³¹ I). Enquanto para os PWRs o trítio representa um risco menor para a saúde, porreatores de água pesada , contribui significativamente para a dose coletiva de trabalhadores da planta. Observe que “o ar que está saturado com água moderadora a 35 ° C pode fornecer 3.000 mSv / h de trítio a um trabalhador desprotegido (consulte também: JUBurnham. Proteção contra radiação). A melhor proteção contra o trítio pode ser alcançada usando um respirador com fornecimento de ar. Os respiradores com cartucho de trítio protegem os trabalhadores apenas por um fator de 3. A única maneira de reduzir a absorção da pele é usando plásticos. Nas usinas de energia PHWR, os trabalhadores devem usar plásticos para trabalhar em atmosferas que contenham mais de 500 μSv / h.

Respiradores com filtros de ar adequados ou roupas completamente independentes com suprimento de ar próprio podem atenuar os perigos da contaminação transportada pelo ar. A contaminação transportada pelo ar é geralmente medida por instrumentos radiológicos especiais que bombeiam continuamente o ar amostrado através de um filtro. Os instrumentos que fazem isso são chamados de Continuous Air Monitors (CAM). As partículas radioativas no ar são coletadas no filtro, onde a atividade é medida por um detector colocado próximo ao filtro.

Veja também: Concentração de ar derivada

Vide também: Limite anual de consumo

Descontaminação

A descontaminação é um processo usado para reduzir ou remover a contaminação radioativa para reduzir o risco de exposição à radiação. A remoção da contaminação das áreas ocupadas, equipamentos e pessoal é importante para manter uma dose de radiação ionizante tão baixa quanto razoavelmente possível (ALARA). A descontaminação também reduz os níveis de radiação de fundo, o inventário de materiais radioativos e a disseminação da contaminação para áreas não controladas, equipamentos e pessoal.

A descontaminação pode ser realizada limpando ou tratando as superfícies para reduzir ou remover a contaminação. Isso também pode ser realizado filtrando o ar ou a água contaminada ou cobrindo a contaminação para proteger ou absorver a radiação. O processo também pode simplesmente permitir tempo adequado para que o decaimento radioativo natural diminua a radioatividade.

Nas usinas nucleares , é inevitável que muitos itens de equipamento e também ferramentas, roupas, áreas de trabalho e até pessoas sejam contaminados. Isso é bastante comum, pois parte do material radioativo fica preso às superfícies (por exemplo, a sola de um sapato). Nesse caso, os trabalhadores são monitorados continuamente e, nesse caso, a contaminação da superfície deve ser removida. Podemos nos livrar da contaminação por muitos mecânicos, químicos (descontaminar superfícies). Processos biológicos ( meia-vida biológica) sempre trabalhe em caso de contaminação interna. Uma pessoa se torna ‘radioativa’ se partículas de poeira contendo vários radioisótopos pousam na pele ou nas roupas da pessoa. Depois que uma pessoa é descontaminada por remoção de roupas e lavagem dérmica, todas as fontes de radioatividade de partículas são eliminadas e o indivíduo não é mais contaminado.

Técnicas de descontaminação

Em geral, existem muitas técnicas e equipamentos usados ​​para descontaminação de superfícies e pessoas. De qualquer forma, o tipo de contaminação e o material contaminado são importantes. Por exemplo, é muito difícil descontaminar materiais porosos. Como orientação geral ao leitor, essas técnicas de descontaminação e suas principais aplicações são destacadas em:

Referência especial: Tecnologia de ponta para descontaminação e desmantelamento de instalações nucleares, AIEA. IAEA Vienna, 1999. ISBN 92–0–102499–1.

• Descontaminação química . A descontaminação química é um dos melhores métodos para a maioria das operações de descontaminação: limpar com água à qual um ou mais agentes químicos adequados de limpeza foram adicionados. Esses métodos incluem descontaminação usando soluções químicas, géis químicos, descontaminação de espuma, etc. A remoção da contaminação do pessoal deve ser feita com cuidado para garantir que a pele não seja danificada e para evitar que a contaminação entre no corpo ou ferida.
• Descontaminação mecânica . A descontaminação mecânica pode ser usada especialmente para descontaminação industrial. Existem métodos de descontaminação nos quais a camada externa da superfície contaminada é removida por força física. Tais métodos são eficazes, mas são um tanto brutos e destrutivos, e talvez não seja possível usá-los em objetos delicados. Esses métodos incluem descontaminação usando limpeza a vapor, limpeza abrasiva, jateamento de areia, aspiração, limpeza ultrassônica etc.