Contaminação radioativa - Radioactive contamination
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A contaminação radioativa , também chamada de contaminação radiológica , é a deposição ou presença de substâncias radioativas em superfícies ou dentro de sólidos, líquidos ou gases (incluindo o corpo humano), onde sua presença é involuntária ou indesejável (da Agência Internacional de Energia Atômica (IAEA ) definição).
Tal contaminação representa um perigo devido à decadência radioativa dos contaminantes, que produz efeitos nocivos como radiação ionizante (nomeadamente raios alfa , beta e gama ) e nêutrons livres . O grau de perigo é determinado pela concentração dos contaminantes, a energia da radiação emitida, o tipo de radiação e a proximidade da contaminação aos órgãos do corpo. É importante deixar claro que a contaminação dá origem ao perigo de radiação, e os termos "radiação" e "contaminação" não são intercambiáveis.
As fontes de poluição radioativa podem ser classificadas em dois grupos: naturais e artificiais. Após uma descarga de arma nuclear atmosférica ou uma violação de contenção de reator nuclear , o ar, solo, pessoas, plantas e animais nas proximidades serão contaminados por combustível nuclear e produtos da fissão . Um frasco derramado de material radioativo como nitrato de uranila pode contaminar o chão e quaisquer trapos usados para limpar o derramamento. Casos de contaminação radioativa generalizada incluem o Atol de Bikini , a Planta Rocky Flats no Colorado, o desastre nuclear de Fukushima Daiichi , o desastre de Chernobyl e a área ao redor da instalação Mayak na Rússia.
Fontes de contaminação
As fontes de poluição radioativa podem ser naturais ou artificiais.
A contaminação radioativa pode ser devida a uma variedade de causas. Pode ocorrer devido à liberação de gases, líquidos ou partículas radioativas. Por exemplo, se um radionuclídeo usado em medicina nuclear for derramado (acidentalmente ou, como no caso do acidente de Goiânia , por desconhecimento), o material pode ser espalhado pelas pessoas enquanto elas circulam.
A contaminação radioativa também pode ser um resultado inevitável de certos processos, como a liberação de xenônio radioativo no reprocessamento de combustível nuclear . Nos casos em que o material radioativo não pode ser contido, pode ser diluído para concentrações seguras. Para uma discussão sobre a contaminação ambiental por emissores alfa , consulte os actinídeos no meio ambiente .
A precipitação nuclear é a distribuição da contaminação radioativa pelas 520 explosões nucleares atmosféricas que ocorreram entre os anos 1950 e 1980.
Em acidentes nucleares, uma medida do tipo e da quantidade de radioatividade liberada, como em uma falha de contenção do reator, é conhecida como o termo fonte. A Comissão Reguladora Nuclear dos Estados Unidos define isso como "Tipos e quantidades de material radioativo ou perigoso liberado para o meio ambiente após um acidente."
A contaminação não inclui material radioativo residual remanescente em um local após a conclusão do descomissionamento . Portanto, o material radioativo em recipientes selados e designados não é apropriadamente referido como contaminação, embora as unidades de medida possam ser as mesmas.
Contenção
A contenção é a principal forma de evitar que a contaminação seja lançada no meio ambiente, entre em contato ou ingerida por humanos.
Estar dentro da contenção pretendida diferencia o material radioativo da contaminação radioativa . Quando os materiais radioativos são concentrados a um nível detectável fora de uma contenção, a área afetada é geralmente referida como "contaminada".
Existe um grande número de técnicas para conter materiais radioativos de forma que não se espalhem além da contenção e se tornem contaminados. No caso de líquidos, isso se dá pela utilização de tanques ou containers de alta integridade, geralmente com sistema de cárter para que o vazamento possa ser detectado por instrumentação radiométrica ou convencional.
Onde o material provavelmente ficará no ar, o uso extensivo é feito da caixa de luvas , que é uma técnica comum em laboratórios perigosos e operações de processo em muitas indústrias. As caixas de luvas são mantidas sob leve pressão negativa e o gás de ventilação é filtrado em filtros de alta eficiência, que são monitorados por instrumentação radiológica para garantir o seu correto funcionamento.
Radioatividade de ocorrência natural
Uma variedade de radionuclídeos ocorre naturalmente no meio ambiente. Elementos como o urânio e o tório , e seus produtos de decomposição , estão presentes na rocha e no solo. O potássio-40 , um nuclídeo primordial , constitui uma pequena porcentagem de todo o potássio e está presente no corpo humano. Outros nuclídeos, como o carbono-14 , que está presente em todos os organismos vivos, são criados continuamente por raios cósmicos .
Esses níveis de radioatividade representam pouco perigo, mas podem confundir a medição. Um problema específico é encontrado com o gás rádon gerado naturalmente , que pode afetar os instrumentos configurados para detectar contaminação próxima aos níveis normais de fundo e pode causar alarmes falsos. Por causa dessa habilidade, é necessário que o operador de equipamento de pesquisa radiológica diferencie entre a radiação de fundo e a radiação que emana da contaminação.
Materiais radioativos de ocorrência natural (NORM) podem ser trazidos à superfície ou concentrados por atividades humanas como mineração, extração de petróleo e gás e consumo de carvão.
Controle e monitoramento de contaminação
A contaminação radioativa pode existir em superfícies ou em volumes de material ou ar, e técnicas especializadas são utilizadas para medir os níveis de contaminação por detecção da radiação emitida.
Monitoramento de contaminação
O monitoramento da contaminação depende inteiramente da implantação e utilização correta e apropriada de instrumentos de monitoramento de radiação.
Contaminação de superfície
A contaminação da superfície pode ser fixa ou "livre". No caso de contaminação fixa, o material radioativo não pode, por definição, ser espalhado, mas sua radiação ainda é mensurável. No caso de contaminação livre, existe o risco de contaminação se espalhar para outras superfícies, como pele ou roupas, ou arrastamento no ar. Uma superfície de concreto contaminada por radioatividade pode ser raspada até uma profundidade específica, removendo o material contaminado para descarte.
Para os trabalhadores ocupacionais, áreas controladas são estabelecidas onde pode haver risco de contaminação. O acesso a essas áreas é controlado por uma variedade de técnicas de barreira, às vezes envolvendo mudanças de roupas e calçados, conforme necessário. A contaminação dentro de uma área controlada normalmente é monitorada regularmente. A instrumentação de proteção radiológica (RPI) desempenha um papel fundamental no monitoramento e detecção de qualquer disseminação potencial de contaminação, e combinações de instrumentos de pesquisa portáteis e monitores de área permanentemente instalados, como monitores de partículas aerotransportadas e monitores de gama de área são frequentemente instalados. A detecção e medição da contaminação da superfície do pessoal e da planta é normalmente feita por contador Geiger , contador de cintilação ou contador proporcional . Contadores proporcionais e contadores duplos de cintilação de fósforo podem discriminar entre contaminação alfa e beta, mas o contador Geiger não. Os detectores de cintilação são geralmente preferidos para instrumentos de monitoramento portáteis e são projetados com uma grande janela de detecção para tornar o monitoramento de grandes áreas mais rápido. Os detectores Geiger tendem a ter pequenas janelas, que são mais adequadas para pequenas áreas de contaminação.
Sair do monitoramento
A disseminação da contaminação pelo pessoal que sai de áreas controladas nas quais o material nuclear é usado ou processado é monitorada por instrumentos de controle de saída especializados instalados, como sondas de inspeção, monitores de contaminação das mãos e monitores de saída de corpo inteiro. Eles são usados para verificar se as pessoas que saem das áreas controladas não carregam contaminação em seus corpos ou roupas.
No Reino Unido, o HSE emitiu uma nota de orientação do usuário sobre a seleção do instrumento de medição de radiação portátil correto para a aplicação em questão. Isso cobre todas as tecnologias de instrumentos de radiação e é um guia comparativo útil para selecionar a tecnologia correta para o tipo de contaminação.
O UK NPL publica um guia sobre os níveis de alarme a serem usados com instrumentos para verificar o pessoal que sai de áreas controladas nas quais pode ser encontrada contaminação. A contaminação da superfície é geralmente expressa em unidades de radioatividade por unidade de área para emissores alfa ou beta. Para SI , isso é becquerels por metro quadrado (ou Bq / m 2 ). Outras unidades, como picoCuries por 100 cm 2 ou desintegrações por minuto por centímetro quadrado (1 dpm / cm 2 = 167 Bq / m 2 ), podem ser usadas.
Contaminação aerotransportada
O ar pode estar contaminado com isótopos radioativos na forma de partículas, o que representa um perigo particular de inalação. Respiradores com filtros de ar adequados ou roupas totalmente autônomas com suprimento de ar próprio podem atenuar esses perigos.
A contaminação transportada pelo ar é medida por instrumentos radiológicos especializados que bombeiam continuamente a amostra de ar através de um filtro. Partículas transportadas pelo ar se acumulam no filtro e podem ser medidas de várias maneiras:
- O papel de filtro é periodicamente removido manualmente para um instrumento como um "scaler" que mede qualquer radioatividade acumulada.
- O papel de filtro é estático e é medido in situ por um detector de radiação.
- O filtro é uma faixa que se move lentamente e é medido por um detector de radiação. Estes são comumente chamados de dispositivos de "filtro móvel" e avançam automaticamente o filtro para apresentar uma área limpa para o acúmulo e, assim, permitir um gráfico da concentração no ar ao longo do tempo.
Normalmente, um sensor de detecção de radiação semicondutor é usado, o que também pode fornecer informações espectrográficas sobre a contaminação que está sendo coletada.
Um problema particular com monitores de contaminação aerotransportados projetados para detectar partículas alfa é que o radônio que ocorre naturalmente pode ser bastante prevalente e pode aparecer como contaminação quando baixos níveis de contaminação estão sendo procurados. Consequentemente, os instrumentos modernos têm "compensação de radônio" para superar esse efeito.
Consulte o artigo sobre monitoramento de radioatividade de partículas transportadas pelo ar para obter mais informações.
Contaminação humana interna
A contaminação radioativa pode entrar no corpo por meio da ingestão , inalação , absorção ou injeção . Isso resultará em uma dose comprometida .
Por esse motivo, é importante usar equipamento de proteção individual ao trabalhar com materiais radioativos. A contaminação radioativa também pode ser ingerida como resultado da ingestão de plantas e animais contaminados ou da ingestão de água ou leite contaminados de animais expostos. Após um grande incidente de contaminação, todas as vias potenciais de exposição interna devem ser consideradas.
Usado com sucesso em Harold McCluskey , a terapia de quelação e outros tratamentos existem para contaminação interna com radionuclídeos.
Descontaminação
Limpar a contaminação resulta em lixo radioativo, a menos que o material radioativo possa ser devolvido ao uso comercial por reprocessamento . Em alguns casos de grandes áreas de contaminação, a contaminação pode ser mitigada enterrando e cobrindo as substâncias contaminadas com concreto, solo ou rocha para evitar a propagação da contaminação para o meio ambiente. Se o corpo de uma pessoa for contaminado por ingestão ou lesão e a limpeza padrão não puder reduzir ainda mais a contaminação, a pessoa pode estar permanentemente contaminada.
Produtos de controle de contaminação têm sido usados pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE) e pela indústria nuclear comercial por décadas para minimizar a contaminação em equipamentos e superfícies radioativas e corrigir a contaminação no local. "Produtos de controle de contaminação" é um termo amplo que inclui fixadores, revestimentos removíveis e géis de descontaminação . Um produto fixador funciona como um revestimento permanente para estabilizar a contaminação radioativa residual solta / transferível, fixando-o no lugar; isso ajuda a prevenir a propagação da contaminação e reduz a possibilidade de a contaminação se espalhar pelo ar, reduzindo a exposição da força de trabalho e facilitando futuras atividades de desativação e descomissionamento (D&D). Os produtos de revestimento removíveis são filmes semelhantes a tintas frouxamente aderidos e são usados por sua capacidade de descontaminação. São aplicados em superfícies com contaminação radioativa solta / transferível e, depois de secas, são removidas, o que remove a contaminação solta / transferível junto com o produto. A contaminação radioativa residual na superfície é significativamente reduzida uma vez que o revestimento removível é removido. Os revestimentos removíveis modernos mostram alta eficiência de descontaminação e podem rivalizar com os métodos tradicionais de descontaminação mecânica e química. Os géis de descontaminação funcionam da mesma maneira que outros revestimentos removíveis. Os resultados obtidos com o uso de produtos de controle de contaminação são variáveis e dependem do tipo de substrato, do produto de controle de contaminação selecionado, dos contaminantes e das condições ambientais (por exemplo, temperatura, umidade, etc.). [2]
Algumas das maiores áreas comprometidas com a descontaminação estão na Prefeitura de Fukushima , no Japão. O governo nacional está sob pressão para limpar a radioatividade devido ao acidente nuclear de Fukushima em março de 2011 do máximo de terra possível para que alguns dos 110.000 deslocados possam retornar. Retirar o radioisótopo chave que ameaça a saúde ( césio-137 ) dos resíduos de baixo nível também pode diminuir drasticamente o volume de resíduos que requerem descarte especial. O objetivo é encontrar técnicas que consigam retirar de 80 a 95% do césio do solo contaminado e de outros materiais, de forma eficiente e sem destruir o conteúdo orgânico do solo. Um que está sendo investigado é denominado explosão hidrotérmica. O césio é separado das partículas do solo e, em seguida, precipitado com ferricianeto férrico ( azul da Prússia ). Seria o único componente do lixo que requer cemitérios especiais. O objetivo é obter a exposição anual do ambiente contaminado até um milisievert (mSv) acima do fundo. A área mais contaminada onde as doses de radiação são maiores que 50 mSv / ano deve permanecer fora dos limites, mas algumas áreas que atualmente são menores que 5 mSv / ano podem ser descontaminadas permitindo o retorno de 22.000 residentes.
Para ajudar a proteger as pessoas que vivem em áreas geográficas contaminadas radioativamente, a Comissão Internacional de Proteção Radiológica publicou um guia: "Publicação 111 - Aplicação das Recomendações da Comissão para a Proteção de Pessoas que Vivem em Áreas Contaminadas de Longo Prazo após um Acidente Nuclear ou uma emergência de radiação ".
Riscos de contaminação
Contaminação de baixo nível
Os perigos da contaminação radioativa para as pessoas e o meio ambiente dependem da natureza do contaminante radioativo, do nível de contaminação e da extensão da disseminação da contaminação. Baixos níveis de contaminação radioativa apresentam pouco risco, mas ainda podem ser detectados por instrumentação de radiação. Se for feito um levantamento ou mapa de uma área contaminada, os locais de amostragem aleatória podem ser rotulados com sua atividade em becquerels ou curies em contato. Níveis baixos podem ser relatados em contagens por minuto usando um contador de cintilação .
No caso de contaminação de baixo nível por isótopos com meia-vida curta, o melhor curso de ação pode ser simplesmente permitir que o material se decomponha naturalmente . Isótopos de vida mais longa devem ser limpos e descartados de forma adequada, porque mesmo um nível muito baixo de radiação pode ser fatal quando exposto a ela por muito tempo.
Instalações e locais físicos considerados contaminados podem ser isolados por um físico de saúde e rotulados como "Área contaminada". Pessoas que se aproximam de tal área normalmente precisam de roupas anti-contaminação ("anti-Cs").
Contaminação de alto nível
Altos níveis de contaminação podem representar grandes riscos para as pessoas e o meio ambiente. As pessoas podem ser expostas a níveis de radiação potencialmente letais, tanto externa quanto internamente, da propagação da contaminação após um acidente (ou uma iniciação deliberada ) envolvendo grandes quantidades de material radioativo. Os efeitos biológicos da exposição externa à contaminação radioativa são geralmente os mesmos de uma fonte de radiação externa que não envolve materiais radioativos, como máquinas de raios-X , e dependem da dose absorvida .
Quando a contaminação radioativa está sendo medida ou mapeada in situ , qualquer local que pareça ser uma fonte pontual de radiação provavelmente estará altamente contaminado. Um local altamente contaminado é coloquialmente referido como "ponto quente". Em um mapa de um local contaminado, os pontos quentes podem ser rotulados com sua taxa de dose "em contato" em mSv / h. Em uma instalação contaminada, os pontos quentes podem ser marcados com um sinal, protegidos com sacos de chumbo ou isolados com fita de advertência contendo o símbolo do trevo radioativo .
O perigo de contaminação é a emissão de radiação ionizante. As principais radiações que serão encontradas são alfa, beta e gama, mas estas têm características bastante diferentes. Eles têm poderes de penetração e efeitos de radiação amplamente diferentes, e o diagrama a seguir mostra a penetração dessas radiações em termos simples. Para uma compreensão dos diferentes efeitos ionizantes dessas radiações e os fatores de ponderação aplicados, consulte o artigo sobre a dose absorvida .
O monitoramento da radiação envolve a medição da dose de radiação ou contaminação por radionuclídeos por razões relacionadas à avaliação ou controle da exposição à radiação ou substâncias radioativas e à interpretação dos resultados. Os detalhes metodológicos e técnicos do projeto e operação de programas e sistemas de monitoramento de radiação ambiental para diferentes radionuclídeos, meios ambientais e tipos de instalação são fornecidos na Série de Padrões de Segurança da IAEA No. RS – G-1.8 e na Série de Relatórios de Segurança da IAEA No. 64 .
Efeitos da contaminação na saúde
Efeitos biológicos
A contaminação radioativa, por definição, emite radiação ionizante, que pode irradiar o corpo humano de uma origem externa ou interna.
Irradiação externa
Isso se deve à radiação de contaminação localizada fora do corpo humano. A fonte pode estar nas proximidades do corpo ou na superfície da pele. O nível de risco para a saúde depende da duração e do tipo e intensidade da irradiação. Radiação penetrante, como raios gama, raios X, nêutrons ou partículas beta, representam o maior risco de uma fonte externa. A radiação de baixa penetração, como as partículas alfa, apresenta um risco externo baixo devido ao efeito de proteção das camadas superiores da pele. Consulte o artigo sobre sievert para obter mais informações sobre como isso é calculado.
Irradiação interna
A contaminação radioativa pode ser ingerida no corpo humano se for transmitida pelo ar ou for ingerida como contaminação de alimentos ou bebidas, e irá irradiar o corpo internamente. A arte e a ciência de avaliar a dose de radiação gerada internamente é a dosimetria interna .
Os efeitos biológicos dos radionuclídeos ingeridos dependem muito da atividade, da biodistribuição e das taxas de remoção do radionuclídeo, que por sua vez depende de sua forma química, do tamanho da partícula e da via de entrada. Os efeitos também podem depender da toxicidade química do material depositado, independentemente de sua radioatividade. Alguns radionuclídeos podem ser geralmente distribuídos por todo o corpo e removidos rapidamente, como é o caso da água tritiada .
Alguns órgãos concentram certos elementos e, portanto, variantes radionuclídeos desses elementos. Essa ação pode levar a taxas de remoção muito mais baixas. Por exemplo, a glândula tireóide absorve uma grande porcentagem de qualquer iodo que entra no corpo. Grandes quantidades de iodo radioativo inalado ou ingerido podem prejudicar ou destruir a tireoide, enquanto outros tecidos são afetados em menor grau. O iodo-131 radioativo é um produto de fissão comum ; foi um dos principais componentes da radioatividade liberada no desastre de Chernobyl , levando a nove casos fatais de câncer pediátrico de tireoide e hipotireoidismo . Por outro lado, o iodo radioativo é usado no diagnóstico e tratamento de muitas doenças da tireoide precisamente por causa da captação seletiva de iodo pela tireoide.
O risco de radiação proposto pela Comissão Internacional de Proteção Radiológica (ICRP) prevê que uma dose efetiva de um sievert (100 rem) acarreta 5,5% de chance de desenvolver câncer. Esse risco é a soma das doses de radiação interna e externa.
A ICRP afirma que "Os radionuclídeos incorporados no corpo humano irradiam os tecidos ao longo de períodos de tempo determinados por sua meia-vida física e sua retenção biológica no corpo. Assim, eles podem dar origem a doses nos tecidos do corpo por muitos meses ou anos após a ingestão. A necessidade de regular a exposição a radionuclídeos e o acúmulo de dose de radiação por longos períodos de tempo levou à definição de quantidades de dose comprometidas ”. O ICRP afirma ainda "Para a exposição interna, as doses eficazes comprometidas são geralmente determinadas a partir de uma avaliação da ingestão de radionuclídeos a partir de medições de bioensaios ou outras quantidades (por exemplo, atividade retida no corpo ou nas excretas diárias). A dose de radiação é determinada a partir do ingestão usando os coeficientes de dose recomendados ".
O ICRP define duas quantidades de dose para a dose individual comprometida:
Dose equivalente comprometida , H T ( t ) é o tempo integral da taxa de dose equivalente em um determinado tecido ou órgão que será recebido por um indivíduo após a ingestão de material radioativo no corpo por uma Pessoa de Referência, onde t é o tempo de integração em anos. Refere-se especificamente à dose em um tecido ou órgão específico, de forma semelhante à dose equivalente externa.
Dose efetiva comprometida, E ( t ) é a soma dos produtos das doses equivalentes de órgão ou tecido comprometido e os fatores de peso de tecido apropriados W T , onde t é o tempo de integração em anos após a ingestão. O período de compromisso é de 50 anos para adultos e de 70 anos para crianças. Refere-se especificamente à dose para todo o corpo, de forma semelhante à dose efetiva externa.
Efeitos sociais e psicológicos
Um relatório de 2015 no Lancet explicou que os graves impactos dos acidentes nucleares muitas vezes não eram diretamente atribuíveis à exposição à radiação, mas sim aos efeitos sociais e psicológicos. As consequências da radiação de baixo nível são frequentemente mais psicológicas do que radiológicas. Como os danos da radiação de nível muito baixo não podem ser detectados, as pessoas expostas a ela ficam com uma incerteza angustiada sobre o que acontecerá com elas. Muitos acreditam que foram fundamentalmente contaminados para o resto da vida e podem se recusar a ter filhos por medo de defeitos de nascença . Eles podem ser evitados por outros em sua comunidade que temem uma espécie de contágio misterioso.
A evacuação forçada de um acidente radiológico ou nuclear pode levar ao isolamento social, ansiedade, depressão, problemas médicos psicossomáticos, comportamento imprudente e até suicídio. Esse foi o resultado do desastre nuclear de Chernobyl, em 1986 , na Ucrânia. Um estudo abrangente de 2005 concluiu que "o impacto de Chernobyl na saúde mental é o maior problema de saúde pública desencadeado pelo acidente até hoje". Frank N. von Hippel , um cientista americano, comentou sobre o desastre nuclear de Fukushima em 2011 , dizendo que "o medo da radiação ionizante pode ter efeitos psicológicos de longo prazo em uma grande parte da população nas áreas contaminadas". A evacuação e o deslocamento de longo prazo das populações afetadas criam problemas para muitas pessoas, especialmente os idosos e pacientes em hospitais.
Esse grande perigo psicológico não acompanha outros materiais que colocam as pessoas em risco de câncer e outras doenças mortais. O medo visceral não é amplamente despertado, por exemplo, pelas emissões diárias da queima de carvão, embora, como um estudo da National Academy of Sciences descobriu, isso cause 10.000 mortes prematuras por ano na população dos Estados Unidos de 317.413.000 . Os erros médicos que levam à morte em hospitais dos EUA são estimados entre 44.000 e 98.000. É "apenas a radiação nuclear que carrega um enorme fardo psicológico - pois carrega um legado histórico único".
Veja também
- Perigo químico
- Acidente de gravidade
- Descontaminação humana
- Lista de explosões nucleares Milestone
- Listas de desastres nucleares e incidentes radioativos
- Aço de baixo fundo
- Acidentes nucleares e de radiação
- Debate nuclear (desambiguação)
- Poder nuclear
- Biologia de radiação
- Exposição à radiação (desambiguação)
- Radiofobia
- Eficácia biológica relativa
- Rongelap Atoll
- Submarino soviético K-19
- Lavar
- Categoria: Vítimas de envenenamento radiológico
Referências
- Guia de boas práticas de medição nº 30 "Monitoramento prático da radiação", outubro de 2002 - Laboratório Físico Nacional, Teddington
links externos
- Perguntas e Respostas: Efeitos da exposição à radiação na saúde , BBC News , 21 de julho de 2011.
- Alliance for Nuclear Responsibility
- guia de treinamento Guia de treinamento do Laboratório Nacional de Brookhaven.
- Relatório do Fundo Internacional para o Bem-Estar Animal sobre o impacto da radiação nos animais