Nick Connor

A 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.

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 dose de radiação pequena mas crescente para o público em geral. Mas não se sabe, 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 ).

Exposições de radiação do ciclo de combustível nuclear

O ciclo do combustível nuclear é uma cadeia de processo que consiste em uma série de estágios diferentes. Em geral, o ciclo do combustível nuclear consiste em etapas no front-end (a preparação do combustível), etapas no período de serviço (queima de combustível) e etapas no back-end (reprocessamento ou descarte do combustível nuclear usado). As exposições à radiação do ciclo do combustível nuclear são, de acordo com a UNSCEAR, avaliadas a partir de todo o ciclo de vida do combustível nuclear e isso inclui:

• mineração de urânio, moagem e rejeitos de moinhos,
• fabricação de conjuntos de combustível
• operação da usina (exceto acidentes),
• armazenamento ou reprocessamento de combustível usado,
• eliminação de resíduos radioativos,
• atividades de descomissionamento.

A dose coletiva resultante do ciclo do combustível nuclear é:

• 130 man Sv para o ciclo do combustível nuclear,

Quase metade da contribuição para as exposições públicas do ciclo do combustível nuclear vem de descargas de radionuclídeos naturais durante as atividades de mineração e moagem de urânio.

A dose coletiva normalizada (por gigawatt e ano) é:

• 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.

Nos pontos a seguir, tentamos expressar faixas de exposição à radiação da geração de eletricidade, juntamente com doses de, que podem ser obtidas de várias fontes.

• 05 µSv – Dormindo ao lado de alguém
• 09 µSv – Morando a 30 milhas de uma usina nuclear por um ano
• 1 µSv – Comendo uma banana
• 3 µSv – Morando a 80 quilômetros de uma usina a carvão por um ano
• 10 µSv – Dose média diária recebida do fundo natural

As doses acima estão relacionadas à exposição pública. Se considerarmos a exposição ocupacional , em relação à mineração de urânio, trabalhadores de usinas, etc., a dose coletiva é mais alta, especialmente os mineradores de urânio. Os mineiros estão cercados por rochas e atravessam as águas subterrâneas que exalam radônio.

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.

Exposições de radiação do ciclo do carvão

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 carvão é a fonte predominante de energia usada para produzir eletricidade atualmente. O ciclo do carvão é uma cadeia de processos que consiste em uma série de estágios diferentes. Para o ciclo do carvão, o ciclo de vida inclui:

• mineração de carvão,
• operação da usina,
• depósitos de cinzas de carvão.

De acordo com o UNSCEAR, a geração de energia a partir de carvão e todo o ciclo do carvão contribuem com mais da metade da dose total de radiação para a população global da geração de eletricidade. Essa afirmação parecerá paradoxal para muitos leitores, uma vez que não se sabe que fontes de energia não nucleares liberam qualquer radiação no meio ambiente. Mas a geração de energia a partir do carvão também cria exposições adicionais ao público. Até o ciclo do combustível nuclear libera menos radiação no meio ambiente do que o ciclo do carvão e qualquer outra fonte de energia importante.

O problema é o próprio carvão e, em especial, a cinza de carvão ( cinza volante ). O carvão, uma rocha sedimentar combustível preto ou preto acastanhado, contém uma quantidade substancial dos elementos radioativos urânio e tório . Segundo o UNSCEAR, a atividade específica média do urânio-238 e do tório-232 no carvão é geralmente em torno de 20 Bq / kg (faixa de 5-300 Bq / kg). As minas de carvão em Freital, na Alemanha, com concentrações de urânio de 15.000 Bq / kg de carvão, são uma exceção. A queima do carvão gaseifica seus materiais orgânicos, concentrando seus componentes inorgânicos nos resíduos restantes, chamados cinzas volantes . Cerca de 10%de carvão é cinza volante. As cinzas volantes são perigosas e tóxicas para os seres humanos e alguns outros seres vivos, e também contêm os elementos radioativos urânio e tório, que são concentrados por um fator de 10 . Deve ser enfatizado, mesmo as cinzas volantes não apresentam riscos à saúde do público. Existem algumas restrições quanto ao uso de cinzas volantes em aterros e na construção de estradas. A maioria das restrições está relacionada ao uso na construção civil, onde pode resultar em maior exposição, especialmente do rádon . De qualquer forma, não queremos causar nenhum medo irracional de radiação do carvão. Isso não significa que deve ser perigoso. Em caso de radiação da geração de eletricidade, as doses são geralmente muito, muito baixas. Além disso, esses resultados não podem ser usados ​​para determinar se uma forma de geração de energia é preferível a outra.

A dose coletiva, que resulta do ciclo do carvão é:

• 670-1400 man Sv para o ciclo do carvão, dependendo da idade da usina,

Ao considerar a quantidade de eletricidade gerada no ano de 2010 por cada tecnologia, o ciclo do carvão resultou na maior dose coletiva para o público global e os trabalhadores combinados, seguido pelo ciclo do combustível nuclear. Das tecnologias restantes, energia geotérmica e combustão de gás natural foram os próximos maiores contribuintes.

A dose coletiva normalizada (por gigawatt e ano) é:

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

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

Nos pontos a seguir, tentamos expressar faixas de exposição à radiação da geração de eletricidade, juntamente com doses de, que podem ser obtidas de várias fontes.

• 05 µSv – Dormindo ao lado de alguém
• 09 µSv – Morando a 30 milhas de uma usina nuclear por um ano
• 1 µSv – Comendo uma banana
• 3 µSv – Morando a 80 quilômetros de uma usina a carvão por um ano
• 10 µSv – Dose média diária recebida do fundo natural

As doses acima estão relacionadas à exposição pública. Se considerarmos a exposição ocupacional , em relação à mineração de carvão e aos depósitos de cinzas volantes, a dose coletiva é maior, especialmente para os mineradores de carvão . Os mineiros de carvão, como um grupo, recebem a maior dose coletiva de radiação, através da exposição aprimorada a radionuclídeos que ocorrem naturalmente.

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 ).

Efeitos na saúde das exposições à radiação provenientes da geração de eletricidade

Devemos enfatizar que comer bananas, trabalhar como tripulante de avião ou morar perto de usina de carvão ou nuclear aumenta sua taxa de dose anual. Mas isso não significa que deve ser perigoso. Em cada caso, a intensidade da radiação também é importante. É muito semelhante ao calor de um incêndio (menos radiação energética). Se você estiver muito próximo, a intensidade da radiação de calor é alta e você pode se queimar. Se você estiver na distância certa, você pode suportar sem problemas e, além disso, é confortável. Se você estiver muito longe da fonte de calor, a insuficiência de calor também poderá prejudicá-lo. Essa analogia, em certo sentido, pode ser aplicada à radiação também de fontes de radiação.

No caso de radiação proveniente da geração de eletricidade , estamos falando geralmente das chamadas “doses baixas” . Dose baixa aqui significa doses pequenas adicionais comparáveis ​​à radiação normal de fundo ( 10 µSv = dose diária média recebida de fundo natural). As doses são muito baixas e, portanto, a probabilidade de indução de câncer pode ser quase insignificante. Em segundo lugar, e isso é crucial, a verdade sobre os efeitos na saúde de baixa dose de radiação ainda precisa ser encontrada. Não se sabe exatamente se essas baixas doses de radiação são prejudiciais ou benéficas (e onde está o limiar). Órgãos governamentais e reguladores assumem um modelo LNT em vez de um limite ou hormesisnão porque é a mais cientificamente convincente, mas porque é a estimativa mais conservadora . O problema desse modelo é que ele negligencia uma série de processos biológicos de defesa que podem ser cruciais em baixas doses . A pesquisa nas últimas duas décadas é muito interessante e mostra que pequenas doses de radiação administradas em uma taxa de dose baixa estimulam os mecanismos de defesa . Portanto, o modelo LNT não é universalmente aceito, com alguns propondo uma relação dose-resposta adaptativa, em que baixas doses são protetoras e altas são prejudiciais. Muitos estudos contradizem o modelo LNT e muitos deles mostraram resposta adaptativa a baixas doses de radiação, resultando em mutações e cânceres reduzidos. Esse fenômeno é conhecido comohormesis 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 resultantes 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 testes nucleares 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.

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. É preciso 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 a 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, também a dose do rádon gasoso está variando em todo o mundo. O rádon 222 é o isótopo mais importante e mais estável do rádon. 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 radônio é 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 das 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

O polônio-210 , o produto decadente 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 positiva dupla, de modo que tendem a percorrer apenas uma curta distância e não penetram muito no tecido, 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.

……………………………………………………………………………………………………………………………….

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.com ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.

A radiação é usada em diversos exames e tratamentos médicos. São determinadas doses de fontes médicas de radiação , independentemente de uma pessoa ter sido tratada 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 (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.

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.

Efeitos na saúde de exposições médicas

O uso médico da radiação ionizante permanece um campo em rápida mudança. 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. Devemos enfatizar que comer bananas, trabalhar como tripulação de voo de uma companhia aérea ou morar em locais com, também aumenta sua dose anual. Alguns tratamentos médicos e exames de diagnóstico também causam doses de radiação. Mas isso não significa que deve ser perigoso.Em cada caso, a intensidade da radiação também é importante. É muito semelhante ao calor de um incêndio (menos radiação energética). Se você estiver muito perto, a intensidade da radiação de calor é alta e você pode se queimar. Se você estiver na distância certa, você pode suportar sem problemas e, além disso, é confortável. Se você estiver muito longe da fonte de calor, a insuficiência de calor também poderá prejudicá-lo. Essa analogia, em certo sentido, pode ser aplicada à radiação também de fontes de radiação.

Em alguns casos de exposições médicas , estamos falando (exceto radioterapia) sobre as chamadas “doses baixas” . Dose baixa aqui significa doses pequenas adicionais comparáveis ​​à radiação normal de fundo ( 10 µSv = dose diária média recebida de fundo natural). As doses são muito baixas e, portanto, a probabilidade de indução de câncer pode ser quase insignificante. Em segundo lugar, e isso é crucial, a verdade sobre os efeitos na saúde de baixa dose de radiação ainda precisa ser encontrada. Não se sabe exatamente se essas baixas doses de radiação são prejudiciais ou benéficas (e onde está o limiar). Órgãos governamentais e reguladores assumem um modelo LNT em vez de um limite ou hormesisnão porque é a mais cientificamente convincente, mas porque é a estimativa mais conservadora . O problema desse modelo é que ele negligencia uma série de processos biológicos de defesa que podem ser cruciais em baixas doses . A pesquisa nas últimas duas décadas é muito interessante e mostra que pequenas doses de radiação administradas em uma taxa de dose baixa estimulam os mecanismos de defesa . Portanto, o modelo LNT não é universalmente aceito, com alguns propondo uma relação dose-resposta adaptativa, em que baixas doses são protetoras e altas são prejudiciais. Muitos estudos contradizem o modelo LNT e muitos deles mostraram resposta adaptativa a baixas doses de radiação, resultando em mutações e cânceres reduzidos. Esse fenômeno é conhecido comohormesis de radiação .

Radiografias de diagnóstico – Doses de radiação

Os raios X de diagnóstico usam uma dose muito pequena de radiação ionizante para produzir imagens do interior do corpo. Os exames de diagnóstico por raio-X representam cerca de 90% da dose de radiação que a população recebe de fontes médicas. Radiografias de tórax (cerca de 100 µSv ) são as mais comuns e representam cerca de 25% de todos os exames de raio-x, seguidos por radiografias do ombro, pelve e membros (outros 25%) e radiografias dentárias ( 10%). Observe que não há evidências diretas de radiação que causem algum dano nos níveis de exposição encontrados nos exames radiológicos de diagnóstico.

Os raios X pertencem à chamada radiação de baixa letalidade . Foi descoberto que os efeitos biológicos de qualquer radiação aumentam com a transferência linear de energia (LET). Em resumo, o dano biológico da radiação de alta LET ( partículas alfa , prótons ou nêutrons ) é muito maior do que o da radiação de baixa LET ( raios gama , raios X) Isso ocorre porque o tecido vivo pode reparar mais facilmente os danos causados ​​pela radiação que se espalha por uma área grande do que aquela que está concentrada em uma área pequena. Obviamente, em níveis muito altos de exposição, os raios X ainda podem causar muitos danos aos tecidos.

Medicina Nuclear – Doses de Radiação

A medicina nuclear é uma ciência médica que envolve a aplicação de substâncias radioativas para fins de diagnóstico e tratamento. A medicina nuclear usa quantidades muito pequenas de materiais radioativos chamados radiotracers , que são tomados internamente, por exemplo, por via intravenosa ou oral. Em seguida, detectores externos (câmeras gama) capturam e formam imagens da radiação emitida pelos radiotraçadores. Às vezes, o medicamento radioativo pode ser usado no próprio tratamento: um exemplo é o tratamento da doença da tireóide com I-131. A imagem da medicina nuclear é diferente de um raio X de diagnóstico, onde a radiação externa é passada pelo corpo para formar uma imagem. Ele também fornece informações exclusivas que geralmente não podem ser obtidas usando outros procedimentos de imagem.

A dose efetiva média para a maioria dos procedimentos de medicina nuclear varia entre 0,3 e 20 mSv . O exame ósseo comum com 600 MBq de tecnécio-99m possui uma dose efetiva de aproximadamente 3,5 mSv. Estas doses podem ser comparadas com a dose efetiva média anual da radiação de fundo de cerca de 3 mSv.

Radioterapia – Doses de radiação

Na terapia de radiação , o objetivo do tratamento é fornecer uma dose muito alta ao tumor, mas a menor dose possível ao tecido saudável circundante. Nesse caso, não estamos falando de doses baixas. Usando feixes de raios gama de alta energia do cobalto-60 ou de aceleradores, alta dose localizada de radiação é entregue ao tumor e essa radiação tende a matar células tumorais. A quantidade de radiação usada na terapia de radiação de fótons é medida em tons de cinza (Gy) e varia de acordo com o tipo e estágio do câncer que está sendo tratado.

Para casos curativos, a dose típica para um tumor epitelial sólido varia de 60 a 80 Gy (localmente), enquanto os linfomas são tratados com 20 a 40 Gy. Observe que essa não é a dose efetiva. Um cinza é a unidade de dose absorvida , que é definida como a quantidade de energia depositada pela radiação ionizante em um tumor.

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 Ocupacional de Fontes de Radiação Feitas pelo Homem

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:

A 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

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 de fontes de radiação sintéticas

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.

……………………………………………………………………………………………………………………………….

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.com ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.

A 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:

A 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

O 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 ).

……………………………………………………………………………………………………………………………….

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.com ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.

A 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.

Radiação na Terra e no Espaço

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.

Radiação na Terra – Radiação de Fundo Natural

Dividimos todas essas fontes naturais de radiação em três grupos:

• Radiação Cósmica . A radiação cósmica refere-se a fontes de radiação na forma de raios cósmicos que vêm do sol ou do espaço sideral. No nível do solo, os  múons , com energias principalmente entre 1 e 20 GeV, contribuem com cerca de 75% da taxa de dose absorvida no ar livre. O restante vem de elétrons produzidos pelos múons ou presentes na cascata eletromagnética. A dose anual de raios cósmicos  ao nível do mar é de cerca de  0,27 mSv  (27 mrem). Se você mora em elevações mais altas ou é um passageiro frequente de uma companhia aérea, essa exposição pode ser significativamente maior, pois a atmosfera é mais fina aqui. Os efeitos do  campo magnético da Terra  também determinam a dose da  radiação cósmica .
• Radiação Terrestre . Radiação terrestre refere-se a fontes de radiação que estão no solo, na água e na vegetação. Os principais isótopos preocupantes da radiação terrestre são o urânio e os produtos de decomposição do urânio, como tório, rádio e rádon. A taxa de dose média que se origina dos nuclídeos terrestres (exceto a exposição ao radônio) é de cerca de  0,057 µGy / h. Os valores máximos foram medidos na areia de monazita em Guarapari, Brasil (até 50 µGy / hora e em Kerala, Índia (cerca de 2 µGy / hora), e em rochas com alta concentração de rádio em Ramsar, Irã (de 1 a 10 µGy / h). A dose média anual de radiação para uma pessoa do radônio é de cerca de  2 mSv / ano e pode variar em várias ordens de magnitude de um lugar para outro. O radônio é tão importante que geralmente é tratado separadamente.
• Radiação interna . Além das fontes cósmicas e terrestres, todas as pessoas também têm potássio radioativo-40, carbono-14, chumbo-210 e outros isótopos dentro de seus corpos desde o nascimento. A concentração de potássio-40 é quase  estável  em todas as pessoas a um nível de cerca de  55 Bq / kg  (3850 Bq no total), o que corresponde à dose efetiva anual de  0,2 mSv . A dose anual de carbono-14 é estimada em cerca de  12 μSv / ano .

Radiação no espaço

A radiação cósmica  refere-se a fontes de radiação na forma de  raios cósmicos  que vêm do Sol ou do espaço sideral. A Terra sempre foi bombardeada por partículas de alta energia originadas no espaço sideral que geram chuveiros secundários na atmosfera mais baixa. Partículas carregadas (principalmente prótons de alta energia) do sol e do espaço exterior interagem com a atmosfera da Terra e o campo magnético para produzir um  banho de radiação (isto é, chuveiro de ar), tipicamente  radiação beta  e  gama . Se você mora em elevações mais altas ou é um passageiro frequente de uma companhia aérea, essa exposição pode ser significativamente maior, pois a atmosfera é mais fina aqui. Os efeitos do  campo magnético da Terra também determina a dose da  radiação cósmica .

Composição da radiação cósmica

A  radiação cósmica primária  consiste em uma mistura de prótons de  alta energia  (~ 87%),  partículas alfa  (~ 11%),  elétrons de alta energia  (~ 1%) e um traço de núcleos mais pesados ​​(~ 1%). A energia dessas partículas varia entre 10 ⁸  eV e 10 ²⁰  eV. Uma fração muito pequena são partículas estáveis ​​de  antimatéria , como  pósitrons  ou  antiprótons . A natureza precisa dessa fração restante é uma área de pesquisa ativa.

Energia dos Raios Cósmicos

Observou-se que as energias dos raios cósmicos mais energéticos de ultra alta energia (UHECRs) se aproximam de 3 x 10 ²⁰  eV, cerca de 40 milhões de vezes a energia das partículas aceleradas pelo Large Hadron Collider. A origem das partículas de alta energia é do espaço sideral. Supõe-se que partículas com uma energia de até 10 ¹⁵  eV sejam provenientes de nossa própria galáxia, enquanto aquelas com as energias mais altas provavelmente têm uma origem extragalática.

Classificação da radiação cósmica

A radiação cósmica pode ser dividida em diferentes tipos, de acordo com sua origem. Existem três fontes principais dessa radiação:

• Radiação Cósmica Solar . A radiação cósmica solar refere-se a fontes de radiação na forma de partículas de alta energia (predominantemente prótons) emitidas pelo sol, principalmente em eventos de partículas solares (SPEs). A radiação solar é um risco significativo de radiação para naves espaciais e astronautas, também produz taxas de dose significativas em grandes altitudes, mas apenas a radiação mais energética contribui para doses ao nível do solo. Observe que qualquer pessoa que estivesse na superfície da Lua durante uma erupção solar particularmente violenta em 2005 teria recebido uma  dose letal .
• Radiação Cósmica Galáctica . A radiação cósmica galáctica, GCR, refere-se a fontes de radiação na forma de partículas de alta energia originárias fora do sistema solar, mas geralmente de dentro da nossa galáxia Via Láctea. O componente nucleônico consiste então de uma mistura de prótons de alta energia (~ 86%), partículas alfa (~ 12%) e um traço de núcleos mais pesados ​​(~ 1%). Os GCR estão presos no campo magnético galáctico, portanto, provavelmente foram acelerados nos últimos milhões de anos e viajaram muitas vezes pela galáxia. Seu mecanismo de aceleração é incerto, mas um dos mecanismos possíveis é que as partículas sejam aceleradas por ondas de choque que se expandem das supernovas. A energia dessas partículas varia entre 10 ⁸  eV e 10 ²⁰  eV.

• 

  Radiação dos cinturões de radiação da Terra (cinturões de van Allen ). Os cintos de radiação Van Allen são zonas de partículas de alta energia (especialmente prótons) aprisionadas pelo campo magnético da Terra. A maioria dessas partículas de alta energia se origina do vento solar, capturado e mantido em torno de um planeta pelo campo magnético da terra. O cinto de van Allen é formado como um toro acima do equador. Existem dois cinturões de radiação van Allen, um cinturão interno centralizado a cerca de 3.000 quilômetros e um cinturão externo centralizado a cerca de 22.000 quilômetros da superfície terrestre. Ele contém principalmente prótons energéticos na faixa de 10 a 100 MeV. As naves espaciais que viajam além da órbita baixa da Terra entram na zona de radiação dos cinturões de Van Allen. Além dos cintos, eles enfrentam riscos adicionais de raios cósmicos e eventos de partículas solares. Uma região entre as correias interna e externa de Van Allen fica de dois a quatro raios terrestres e às vezes é chamada de “zona segura”.

O trítio é o único radioisótopo de hidrogênio que ocorre naturalmente . Seu número atômico é naturalmente 1, o que significa que há 1 próton e 1 elétron na estrutura atômica. Ao contrário do núcleo de hidrogênio e núcleo de deutério, o trítio possui 2 nêutrons no núcleo. O trítio ocorre naturalmente, mas é extremamente raro .

O trítio é produzido na atmosfera quando os raios cósmicos colidem com as moléculas de ar. Na reação mais importante para a produção natural, um nêutron rápido (que deve ter energia superior a 4,0 MeV) interage com o nitrogênio atmosférico:

Em todo o mundo, a produção de trítio a partir de fontes naturais é de 148 petabecquerels por ano. Como resultado, a água tritiada produzida participa do ciclo da água.

• cerca de 400 Bq / m ³ em água continental
• cerca de 100 Bq / m ³ nos oceanos

O trítio é um isótopo radioativo, mas emite uma forma muito fraca de radiação, uma partícula beta de baixa energia que é semelhante a um elétron. É um emissor beta puro (ou seja, emissor beta sem uma radiação gama que o acompanha ). A energia cinética do elétron varia, com uma média de 5,7 keV, enquanto a energia restante é transportada pelo antineutrino do elétron quase indetectável . Uma energia tão baixa de elétrons causa que o elétron não pode penetrar na pele ou nem mesmo viaja muito longe no ar. As partículas beta do trítio podem penetrar apenas cerca de 6,0 mm de ar. O trítio decai por via beta negativo em hélio-3 com meia-vida de 12,3 anos .

Portanto, o trítio representa um risco para a saúde como resultado da exposição interna somente após ingestão de água potável ou comida, inalação ou absorção pela pele. O trítio tomado no corpo é distribuído uniformemente entre todos os tecidos moles. Uma dose média anual da ingestão natural de trítio é de 0,01 μSv .

No caso de ingestão ou inalação artificial de trítio, um intervalo biológico de trítio é de 10 dias para HTO e 40 dias para OBT (trítio ligado organicamente) formado a partir de HTO no corpo de adultos. Também foi demonstrado que o intervalo biológico do HTO depende fortemente de muitas variáveis ​​e varia de cerca de 4 a 18 dias. Durante os meses mais quentes, a meia-vida média é menor, o que é atribuído ao aumento da ingestão de água. Além disso, beber grandes quantidades de álcool reduzirá a meia-vida biológica da água no corpo.