importância da metrologia na radiometria ambiental

IMPORTÂNCIA DA
METROLOGIA NA
RADIOMETRIA
AMBIENTAL
BARBARA PACI MAZZILLI
LABORATÓRIO DE RADIOMETRIA AMBIENTAL
INSTITUTO DE PESQUISAS ENERGÉTICAS E NUCLEARES
SÃO PAULO, BRAZIL
 Radionuclídeos naturais
 Radionuclídeos naturais e artificiais decorrentes de atividade humana
 Transporte e comportamento dos radionuclídeos no ecossistema
 Determinação de radioatividade em amostras ambientais
 Controle de Qualidade - Confiabilidade e Rastreabilidade das medições
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 O homem e seu meio ambiente sempre estiveram sujeitos à radiação ionizante,
sendo continuamente expostos à radiação proveniente do espaço (radiação
cósmica), dos radionuclídeos presentes no solo (radiação terrestre ou
radionuclídeos primordiais) ou em alimentos, água e ar por ele consumidos.
 As fontes terrestres são responsáveis pela maior parte da dose recebida pelo
homem decorrente da radiação natural. Em condições normais produzem mais
de 5/6 das doses efetivas individuais, sendo a maioria por irradiação interna.
 Os raios cósmicos são responsáveis pelo resto da exposição natural,
principalmente pela irradiação externa.
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DOSE INDIVIDUAL MÉDIA ANUAL DECORRENTE DE FONTES NATURAIS
As fontes terrestres estão associadas, principalmente, com os radionuclídeos primordiais, incluindo o isótopo 40K, e as séries de
decaimento natural do 238U e 232Th, que estão presentes em pequenas quantidades na crosta terrestre e em materiais de
construção.
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 O movimento e concentração dos radionuclídeos nos vários compartimentos
do ecossistema são governados por uma série de fatores que dependem em
grande parte das propriedades físicas, químicas e biológicas do próprio
nuclídeo.
 Embora a radiação natural não seja passível de controle, o fato dela ser
responsável pela maior parte da exposição da população, faz com que sua
medida seja, em alguns casos, importante.
 Os radionuclídeos primordiais tiveram sua origem nas rochas, mas ao longo
do tempo foram se espalhando pelos vários compartimentos do ecossistema
até atingir um estado de equilíbrio.
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Principais vias de transferência dos radionuclídeos primordiais mais importantes, 40K,
urânio, tório, 226Ra, 228Ra e o radônio nos vários compartimentos do ecossistema
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 O homem tem gerado uma grande quantidade de radionuclídeos artificiais e naturais a
partir de matérias-primas naturais. Alguns radionuclídeos estão associados com as
aplicações pacíficas da energia nuclear, enquanto outros são decorrentes da
produção de potentes armas de guerra ou a produção de energia núcleo-elétrica.

Desta maneira, se considerarmos um certo lugar e um intervalo de tempo, todos
estes radionuclídeos gerados poderão vir a se encontrar dispersos em grau variável
na biosfera ou no ecossistema deste local.
 A liberação de materiais radioativos, decorrente de atividades antropogênicas, como a
utilização de reatores nucleares, testes de explosões nucleares e a operação de
instalações mínero-industriais, pode eventualmente contribuir elevando os níveis de
radioatividade no meio ambiente e aumentando a dose de radiação dos indivíduos
expostos, atingindo valores que podem ser considerados significativos.
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 Essas atividades requerem, portanto, um controle radiológico ocupacional e
ambiental adequado às suas características. Dependendo dos níveis de
radioatividade, estas indústrias são passíveis de controle pela Comissão
Nacional de Energia Nuclear, o que inclui adequação aos seus regulamentos
de proteção radiológica.
 As diretrizes de proteção radiológica estabelecem para indivíduos do público
limite de dose equivalente efetiva anual de 1 mSv, decorrente das liberações
dessas instalações.
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DOSE INDIVIDUAL MÉDIA ANUAL DECORRENTE DE FONTES NATURAIS E ARTIFICIAIS
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 Na aplicação dos limites de dose para indivíduos do público deve ser considerado o grupo
crítico da população. Este grupo é constituído por aqueles indivíduos que recebem a maior dose
decorrente da liberação de materiais radioativos no meio ambiente. Portanto, neste caso
também se torna necessário estudar o comportamento desses radionuclídeos nos vários
compartimentos do meio ambiente até atingir o homem.
 Para se avaliar de forma satisfatória o impacto radiológico ambiental decorrente das atividades
humanas é necessário quantificar o material radioativo liberado na forma de efluentes líquidos e
gasosos e estudar como este material se dispersa no meio ambiente até atingir o homem.
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 O comportamento dos radionuclídeos no meio ambiente é governado por uma série de
fatores físicos, químicos e biológicos.
 Quando um radionuclídeo é introduzido no ar ou na água, ele se dispersa e é diluído,
espacialmente redistribuído e finalmente acumulado em algum compartimento específico do
ambiente.
 Quando os radionuclídeos são liberados no meio ambiente, o material se dispersa no meio
abiótico. Os compartimentos que recebem o material e que podem eventualmente
concentrar quantidades consideráveis do radionuclídeo podem ser constituídos de
organismos vivos ou materiais inertes.
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 A maior parte das descargas radioativas ocorre na forma de material dissolvido ou em suspensão
nos efluentes líquidos, ou gases e particulados em efluentes gasosos. O efeito geral da dispersão
é a redução da concentração do radionuclídeo no ar ou na água com a distância do ponto de
descarga.
 Os radionuclídeos no ar ou na água são então sujeitos ao fenômeno de deposição. Este
fenômeno inclui a sedimentação gravitacional, arraste por precipitação, impactação e adsorção
ou troca química.
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Water/ Wastewater
Foodstuffs
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Soil, sediments,
air particulate, etc.
NORM and TENORM products
Técnicas analíticas mais utilizadas para medida de radioatividade
natural e artificial em amostras ambientais:
 Determinação de radionuclídeos naturais e artificiais por espectrometria gama
 Determinação da atividade alfa e beta total por detectores proporcionais de fluxo gasoso (Ra-226,
Ra-228, Pb-210)
 Determinação de radionuclídeos por cintilação líquida (H-3, Sr-90, Ra-226, Ra-228, Pb-210)
 Determinação de urânio e tório por análise por ativação com nêutrons, espectrofotometria e ICPMS
 Determinação de radônio por detectores de traços nucleares de estado sólido
 Infra estrutura laboratorial com capelas, muflas, estufas, chapas aquecedoras, miro ondas e
centrífugas
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Pontos fortes e fracos de cada técnica:
 Medidas realizadas para atender a legislação
nacional e internacional
 Especificidade
 Seletividade
 Sensibilidade
 Custo do equipamento e da análise
 Tempo de análise
 Uso de reagente químicos (ácidos)
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ANÁLISE RADIOMÉTRICA DE ALIMENTOS E MATÉRIAS PRIMAS
Clientes:
Indústrias alimentícias brasileiras que importam ou exportam alimentos e
matérias primas. Exportação de material de construção.
Cumprimento da norma Codex Alimentarius (Codex Standard 193-1995) e
normas vigentes dos países.
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Product Name
Representative radionuclides
Infant foods
Infant foods
Infant foods
238Pu, 239Pu, 240Pu, 241Am
90Sr, 106Ru, 129I, 131I, 235U
Level in Bq/kg
1
100
35S, 60Co, 89Sr, 103Ru, 134Cs,
137Cs, 144Ce, 192Ir
Infant foods
3H*, 14C, 99Tc
1000
1000
Foods other than
Infant foods
238Pu, 239Pu, 240Pu, 241Am
10
Foods other than
Infant foods
90Sr, 106Ru, 129I, 131I, 235U
100
Foods other than
Infant foods
35S, 60Co, 89Sr, 103Ru, 134Cs,
Foods other than
Infant foods
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137Cs, 144Ce, 192Ir
1000
3H***, 14C, 99Tc
10000
NÍVEIS DE AÇÃO RECOMENDADOS PARA ALIMENTOS
RADIONUCLÍDEO
ALIMENTOS
134Cs, 137Cs, 103Ru, 106Ru, 89Sr
1
1
I
1
0.1
Sr
0.1
0.1
0.01
0.001
131
90
LEITE, ALIMENTOS INFANTIS E ÁGUA POTÁVEL
241Am, 238Pu, 239
Pu, 240 Pu, 242 Pu
Valor Recomendado ( kBq / kg )
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MEDIDA DA ATIVIDADE ALFA E BETA TOTAL EM ÁGUA
Cumprimento da Portaria MS Nº 2914 de 12/12/2011 do Ministério da Saúde, que estabelece os procedimentos e
responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade.
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 CNEN-NE-3.01 - “Diretrizes Básicas de Radioproteção”.
 CNEN-NN-4.01 - “Requisitos de Segurança e Proteção Radiológica para Instalações MineroIndustriais”.
 CNEN - “Nível de isenção para o uso do gesso agrícola na agricultura ou na indústria cimenteira”.
Resolução n°147, 2013.
 Posição Regulatória 3.01/006 CNEN – Medidas de Proteção e Critérios de Intervenção em
Situações de Emergência.
 Codex Alimentarius (Codex Standard 193-1995).
 Portaria MS Nº 2914 de 12/12/2011 do Ministério da Saúde.
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 O laboratório precisa demonstrar Confiabilidade e Rastreabilidade das medições.
 O laboratório tem que adotar norma ISO 17025, implementando um sistema de
qualidade que assegura a qualidade de seus resultados com rigor metrológico.
 Desempenho é avaliado pela participação em inter-comparações e testes de
proficiência: Agencia Internacional de Energia Atômica, National Physical
Laboratory, Instituto de Radioproteção e Dosimetria/CNEN.
 O laboratório tem que acreditar os ensaios no INMETRO.
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DIFICULDADES E DESAFIOS
 PNI já vem fazendo um trabalho há anos no sentido de avaliar a qualidade das medidas de
radiometria ambiental.
 O que poderia se feito para melhorar a confiabilidade e a rastreabilidade das medidas, uma vez
que temos hoje laboratórios (privados com fins lucrativos), laboratórios de pesquisa e laboratórios
de atendimento ao órgão regulatório realizando a radiometria ambiental.
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DIFICULDADES E DESAFIOS
 Sugestões de melhoria: fornecimento de novas matrizes para o PNI (hoje praticamente só são
ofertadas amostras de água contendo vários radionuclídeos), preparo e certificação de novos
padrões.
 Dificuldades dos laboratórios em acreditar os ensaios no INMETRO. Existem poucos laboratórios
em processo de acreditação, mas de maneira geral a dificuldade é grande.
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Como avaliar a qualidade do procedimento de amostragem?
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BARBARA PACI MAZZILLI
[email protected]
LABORATÓRIO DE RADIOMETRIA AMBIENTAL
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