O que é exposição à radiação da geração de eletricidade – Definição

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 .