O que é fontes de radiação sintéticas – Definição

As fontes artificiais de radiação incluem usos médicos da radiação, resíduos de testes nucleares, usos industriais da radiação, televisão e vários outros dispositivos produtores de radiação. Dosimetria de Radiação

Fontes de radiação natural e artificialA radiação está 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 ionizante é gerada por  reações nucleares ,  decaimento nuclear , por temperaturas muito altas ou por aceleração de partículas carregadas em campos eletromagnéticos. Mas, em geral, existem duas grandes categorias de fontes de  radiação :

  • Radiação de fundo natural . A radiação natural de fundo inclui radiação produzida pelo Sol, raios, radioisótopos primordiais ou explosões de supernovas etc.
  • Fontes artificiais de radiação . Fontes artificiais incluem usos médicos de radiação, resíduos de testes nucleares, usos industriais de radiação etc.

Referência especial: Fontes e efeitos da radiação ionizante, Anexo B. UNSCEAR. Nova York, 2010. ISBN: 978-92-1-142274-0.

Fontes artificiais de radiação

Como a radiação ionizante tem muitos usos industriais e médicos, as pessoas também podem ser expostas a fontes de radiação produzidas pelo homem. Fontes artificiais incluem usos médicos de radiação, resíduos de testes nucleares, usos industriais de radiação, televisão e vários outros dispositivos produtores de radiação. Por exemplo, em alguns tipos de detectores de fumaça, você pode conhecer radionuclídeos artificiais, como o americium-241. Este radionuclídeo sintético é usado para ionizar o ar e detectar fumaça.

Deve-se notar que a maioria dessas exposições é muito baixa em intensidade e na dose total e não apresenta maiores efeitos à saúde. Em cada caso, a utilidade da radiação ionizante deve ser equilibrada com seus riscos. Atualmente, foi encontrado um compromisso e a maioria dos usos de radiação é otimizada. Hoje, é quase inacreditável que os raios-x tenham sido usados ​​ao mesmo tempo para encontrar o par certo de sapatos (isto é, fluoroscopia para calçar sapatos). As medidas realizadas nos últimos anos indicam que as doses para os pés estavam na faixa de 0,07 a 0,14 Gy para uma exposição de 20 segundos. Esta prática foi interrompida quando os riscos da radiação ionizante foram melhor compreendidos.

Existem dois grupos distintos expostos a fontes de radiação sintéticas. O Comitê Científico das Nações Unidas sobre os Efeitos da Radiação Atômica (UNSCEAR) listou tipos de exposições humanas como:

  • exposição pública , que é a exposição de membros individuais do público e da população em geral
  • exposição à radiação ocupacional , que é a exposição dos trabalhadores em situações em que sua exposição está diretamente relacionada ou é exigida pelo trabalho

Exposição pública

Em geral, as seguintes fontes artificiais expõem o público à radiação:

  • Exposições médicas (de longe, a fonte artificial mais significativa)
    • Radiografias de diagnóstico
    • Procedimentos de medicina nuclear (iodo-131, césio-137, tecnécio-99m etc.)
  • Produtos de consumo
    • Materiais de construção de estradas
    • Fumar cigarros (polônio-210)
    • Combustíveis combustíveis, incluindo gás e carvão
    • Sistemas de segurança radiológica
    • Televisões
    • Detectores de fumaça (amerício)
    • Mantos de lanterna (tório)

Em menor grau, o público também é exposto à radiação do ciclo do combustível nuclear, da mineração e moagem de urânio até o descarte do combustível usado (gasto). Digno de nota, o público também é exposto à radiação das chamadas ” fontes aprimoradas de material radioativo natural “. Isso significa também que indústrias como mineração de metais , mineração de carvão e produção de energia a partir de carvão criam exposições adicionais devido à densificação de radionuclídeos que ocorrem naturalmente. O público recebe alguma exposição mínima do transporte de materiais radioativos e de precipitação de testes de armas nucleares e acidentes com reatores (como Chernobyl).

Por esse motivo, a maioria dos órgãos reguladores exige que a exposição máxima à radiação de membros individuais do público seja limitada a 100 mrem (1 mSv) por ano.

Exposição profissional

Como foi escrito, a exposição ocupacional é a exposição dos trabalhadores em situações em que sua exposição está diretamente relacionada ou é exigida pelo trabalho. De acordo com o ICRP, a exposição ocupacional refere-se a toda a exposição incorrida pelos trabalhadores no curso de seu trabalho, com exceção da

  1. exposições excluídas e exposições de atividades isentas que envolvam radiação ou fontes isentas
  2. qualquer exposição médica
  3. a radiação natural local normal de fundo.

Em geral, indivíduos expostos ocupacionalmente trabalham nas seguintes áreas:

  • Instalações de ciclo de combustível
  • Radiografia industrial
  • Departamentos de radiologia (médicos)
  • Departamentos de medicina nuclear
  • Departamentos de oncologia de radiação
  • Central nuclear
  • Laboratórios de pesquisa do governo e da universidade

Esses indivíduos são expostos a tipos e quantidades variados de radiação, dependendo de seus trabalhos específicos e das fontes com as quais trabalham. Por esse motivo, a maioria dos órgãos reguladores exige limitar a exposição ocupacional a adultos que trabalham com material radioativo a 5000 mrem (50 mSv) por ano. Para esse fim, os empregadores monitoram cuidadosamente a exposição desses indivíduos usando instrumentos chamados dosímetros usados ​​em uma posição do corpo representativa de sua exposição. Na maioria das situações de exposição ocupacional, a dose eficaz, E, pode ser derivada de quantidades operacionais usando a seguinte fórmula:

Exposição Ocupacional - Externa e Interna.

dose comprometida é uma quantidade de dose que mede o risco estocástico para a saúde devido à ingestão de material radioativo no corpo humano.

Vide também: Monitoramento de doses

Exposições Médicas – Doses de Fontes de Radiação Médicas

A radiação é usada em diversos exames e tratamentos médicos. As doses de fontes médicas de radiação são determinadas naturalmente, independentemente de uma pessoa ter sido submetida a um tratamento ou não. Em geral, as exposições à radiação de exames médicos de diagnóstico são baixas (especialmente em usos diagnósticos). As doses também podem ser altas (apenas para usos terapêuticos), mas, em cada caso, devem sempre ser justificadas pelos benefícios do diagnóstico preciso de possíveis doenças ou pelos benefícios de um tratamento preciso. Essas doses incluem contribuições da radiologia de diagnóstico médico e odontológico (raios X de diagnóstico), medicina nuclear clínica e radioterapia.

O uso médico da radiação ionizante permanece um campo em rápida mudança. De qualquer forma, a utilidade da radiação ionizante deve ser equilibrada com seus riscos. Atualmente, foi encontrado um compromisso e a maioria dos usos de radiação é otimizada. Hoje, é quase inacreditável que os raios-x tenham sido usados ​​ao mesmo tempo para encontrar o par certo de sapatos (por exemplo, fluoroscopia para calçar sapatos). As medidas feitas nos últimos anos indicam que as doses para os pés estavam na faixa de 0,07 a 0,14 Gy para uma exposição de 20 segundos. Esta prática foi interrompida quando os riscos da radiação ionizante foram melhor compreendidos.

Nos pontos a seguir, tentamos expressar enormes faixas de exposição à radiação, bem como algumas doses de fontes médicas.

  • 1 µSv – Comendo uma banana
  • 1 µSv – Radiografia de extremidade (mão, pé, etc.)
  • 5 µSv – radiografia dentária
  • 10 µSv – Dose média diária recebida do fundo natural
  • 40 µSv – Um voo de avião de 5 horas
  • 100 µSv – radiografia de tórax
  • 600 µSv – mamografia
  • 1 000 µSv – Limite de dose para membros individuais do público, dose efetiva total por ano
  • 3 650 µSv – Dose média anual recebida do fundo natural
  • 5 800 µSv – tomografia computadorizada do tórax
  • 10 000 µSv – Dose média anual recebida do ambiente natural em Ramsar, Irã
  • 20 000 µSv – tomografia computadorizada de corpo inteiro
  • 80 000 µSv – A dose local anual para manchas localizadas nas bifurcações dos brônquios segmentares nos pulmões causadas pelo fumo de cigarros (1,5 maços / dia).
  • 175 000 µSv – Dose anual de radiação natural em uma praia de monazita perto de Guarapari, Brasil.
  • 5 000 000 µSv – Dose que mata um ser humano com um risco de 50% dentro de 30 dias (LD50 / 30), se a dose for recebida por um período muito curto .

Como pode ser visto, doses baixas são comuns na vida cotidiana.

Tabaco – Tabagismo – Dose de radiação

Além de substâncias químicas cancerígenas não radioativas, o tabaco e a fumaça do tabaco contêm pequenas quantidades de chumbo-210 e polônio-210, ambos cancerígenos radioativos. Deve-se enfatizar que os cigarros e o tabaco também contêm polônio-210, originário dos produtos de decomposição do rádon, que aderem às folhas do tabaco. O polônio-210 emite uma partícula alfa de 5,3 MeV, que fornece a maior parte da dose equivalente. Devido à deterioração do polônio 210, a dose local anual para manchas localizadas nas bifurcações dos brônquios segmentares nos pulmões causadas pelo fumo de cigarros (1,5 maços / dia) é de cerca de 80 mSv / ano. O tabagismo intenso resulta em uma dose de 160 mSv / ano. Esta dose não é facilmente comparável aos limites de proteção contra radiação, uma vez que este último lida com doses de corpo inteiro, enquanto a dose de fumar é entregue em uma porção muito pequena do corpo. Muitos pesquisadores acreditam que as doses de polônio-210 são a origem da alta incidência de câncer de pulmão entre os fumantes.

Lembre-se, o chumbo-210 e o polônio-210 são núcleos-filha do radônio-222. O radônio-222 é um gás produzido pela decomposição do rádio-226. Ambos fazem parte da série natural de urânio . Como o urânio é encontrado no solo em todo o mundo em concentrações variadas, a dose do radônio gasoso também varia em todo o mundo. O radônio-222 é o isótopo mais importante e mais estável do radônio. Sua meia-vida é de apenas 3,8 dias , tornando o rádon um dos elementos mais raros, pois decai rapidamente. Uma fonte importante de radiação natural é o gás radônio, que penetra continuamente na rocha, mas pode, devido à sua alta densidade, acumular-se no solo. O fato de o rádon ser gásdesempenha um papel crucial na disseminação de todos os seus núcleos-filha. À medida que o rádon 222 decai para o chumbo-210, o chumbo-210 pode ser ligado ao pó de partículas de umidade e pode ser colado às folhas de tabaco. Quando essas partículas são concentradas pelo fumo e inaladas como fumaça, parte do chumbo-210 é retida pelo organismo. Como o chumbo-210 é um emissor beta fraco, não causa grandes doses, mas o polônio-210 causa.

Veja também: Radon – efeitos na saúde

polônio-210 , o produto de decomposição do chumbo-210, emite uma partícula alfa de 5,3 MeV , que fornece a maior parte da dose equivalente . As partículas alfa , que pertencem à radiação de alta LET , são bastante massivas e carregam uma carga dupla positiva, de modo que tendem a viajar apenas uma curta distância e não penetram muito nos tecidos, se é que o fazem. No entanto, as partículas alfa depositam sua energia em um volume menor (possivelmente apenas algumas células se entrarem no corpo) e causam mais danos nessas poucas células (mais de 80% da energia absorvida pelo radônio é devida às partículas alfa). Portanto, o fator de ponderação da radiação alfa é igual a 20 . AA dose absorvida de 1 mGy pelas partículas alfa levará a uma dose equivalente a 20 mSv.

Referência especial: Fontes e efeitos da radiação ionizante, Anexo B. UNSCEAR. Nova York, 2010. ISBN: 978-92-1-142274-0.

Precipitação nuclear – doses de radiação

Em geral, a precipitação nuclear é o material radioativo residual de uma explosão nuclear que “cai” do céu após uma explosão atmosférica.  Fallout também pode se referir a acidentes com reatores nucleares, embora um reator nuclear não exploda como uma arma nuclear. A assinatura isotópica de precipitação da explosão nuclear é muito diferente da precipitação de um grave acidente com um reator de potência.

No caso de doses de radiação decorrentes de precipitação, consideramos o material radioativo residual de testes nucleares (não de acidentes com reatores) que foram realizados particularmente nos dois períodos de 1954 a 1958 e 1961 a 1962. Segundo o UNSCEAR, cerca de 502 testes atmosféricos , com um rendimento total de fissão e fusão de 440 Mt, foram realizados.

Referência especial: Fontes e efeitos da radiação ionizante, Anexo B. UNSCEAR. Nova York, 2010. ISBN: 978-92-1-142274-0.

A precipitação de um teste nuclear consiste em fragmentos de fissão e produtos de ativação de nêutrons. Quando ocorre uma explosão no solo ou na atmosfera próxima ao solo, grandes quantidades de produtos de ativação também são formados a partir de materiais de superfície. A precipitação é particularmente significativa na vizinhança do local do teste, pois as partículas maiores e a maioria dos detritos caem no chão ( precipitação local ). Mas partículas menores podem permanecer no ar na atmosfera superior por anos. Portanto, essas partículas podem ser distribuídas quase uniformemente em todo o mundo e contribuem para as chamadas consequências globais . Doses equivalentes de precipitação global caíram de cerca de 130 μSv / ano em 1963 para cerca de10 μSv / ano nos últimos anos.

Exposições de radiação da geração de eletricidade

Neste capítulo, gostaríamos de discutir um fato muito interessante. É sabido geralmente que o uso crescente da energia nuclear e a geração de eletricidade usando reatores nucleares levarão a uma pequena mas crescente dose de radiação para o público em geral. Mas geralmente não se sabe que a geração de energia a partir do carvão também cria exposições adicionais e, o que é mais interessante, embora os níveis de exposição sejam muito baixos, o ciclo do carvão contribui com mais da metade da dose total de radiação para a população global da geração de eletricidade. O ciclo do combustível nuclear  contribui com menos de um quinto disso. A dose coletiva, que são definidas como a soma de todas as doses efetivas individuais em um grupo de pessoas durante o período ou durante a operação considerada devido à radiação ionizante, é:

  • 670-1400 man Sv para o ciclo do carvão, dependendo da idade da usina,
  • 130 man Sv para o ciclo do combustível nuclear,
  • 5-160 man Sv para energia geotérmica,
  • 55 homem Sv para gás natural
  • 0,03 homem Sv para óleo

Sim, esses resultados devem ser vistos sob a perspectiva da participação de cada tecnologia na produção mundial de eletricidade. Como 40% da energia mundial foi produzida pelo ciclo do carvão em 2010 e 13% pela energia nuclear, a dose coletiva normalizada será aproximadamente a mesma:

  • 0,7 – 1,4 homem Sv / GW.a (homem sievert por gigawatt por ano) para o ciclo do carvão
  • 0,43 homem Sv / GW.a (homem sievert por gigawatt ano) por ciclo de combustível nuclear

Referência especial: Fontes e efeitos da radiação ionizante, UNSCEAR 2016 – Anexo B. Nova York, 2017. ISBN: 978-92-1-142316-7.

As doses acima estão relacionadas à exposição pública. Se considerarmos a exposição ocupacional, referente à mineração de metais de terras raras necessárias à construção, de longe a maior dose coletiva de trabalhadores por unidade de eletricidade gerada avaliada pelo UNSCEAR veio da energia solar , seguida pela energia eólica . Para a energia solar, a dose coletiva ocupacional normalizada em energia é um fator quarenta e oitenta maior que no ciclo do combustível nuclear e no ciclo do carvão, respectivamente.

Observe que a dose efetiva coletiva é frequentemente usada para estimar os efeitos totais na saúde, mas, de acordo com o ICRP, isso deve ser evitado (veja mais: Dose coletiva ).

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Este artigo é baseado na tradução automática do artigo original em inglês. Para mais informações, consulte o artigo em inglês. Você pode nos ajudar. Se você deseja corrigir a tradução, envie-a para: translations@nuclear-power.net ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.