Acidentes Radiologicos e Nucleares - 2009

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Acidentes Radiológicos e
Nucleares
Raul dos Santos
Denizart Silveira de Oliveira Filho
Divisão de Atendimento a Emergências
Radiológicas e Nucleares
IRD/CNEN
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Norma CNEN-NN-3.01: Diretrizes Básicas de
Proteção Radiológica (Novembro, 2005)
 Acidente: qualquer evento não intencional,
incluindo erros de operação e falhas de
equipamento, cujas conseqüências reais ou
potenciais são relevantes sob o ponto de vista
de proteção radiológica.
 Acidente Nuclear  Emergência Nuclear e Radiológica
 Acidente Radiológico  Emergência Radiológica
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Acidentes Nucleares: ocorrem em reatores nucleares,
instalações do ciclo do combustível nuclear e no
transporte de Combustíveis Nucleares.
Reatores Nucleares
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Fissão Nuclear
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Esquema de funcionamento do Reator PWR de Angra
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Esquema de funcionamento do Reator BWR de Fukushima
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Comparação do funcionamento do Reator PWR e BWR
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Reator de Pesquisa do IPEN
Reator IEA-R1 tipo Piscina
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Reator de Pesquisa do IEN
Reator Argonalta – Tipo PWR
Reator de Pesquisa do CDTN
Reator Triga – Tipo Piscina
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Instalações do Ciclo do Combustível Nuclear
(a)
Pastilhas de Urânio
enriquecido a 3,5%
em U-235
Na natureza:
U-238  99,2 %
U-235  0,7 %
Outros  0,1%
(b)
Elemento combustível
acabado (novo) fabricado
na FCN/INB em Rezende.
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Elementos Combustíveis para Reatores BWR
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Instalações do Ciclo do Combustível Nuclear
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Complexo Industrial de Caetité, BA
INB, Minas de Urânio
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Fábrica de Combustível Nuclear, Resende, RJ
INB
Acidentes Nucleares e Radiológicos
t
Transporte de Combustível
Nuclear
Transporte de Hexafluoreto de Urânio – Rio/Resende
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Transporte de Elementos Combustíveis FCN-CNAAA
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Acidentes Radiológicos: envolvem fontes ou geradores
de radiação ionizante utilizadas em diversas práticas.
 Podem ocorrem em qualquer lugar.
Fontes de Radiação Ionizante
Radioterapia
Teleterapia
Fonte Selada
60
Co
27
RADIOTERAPIA
Teleterapia - Co60
74 a 296
TBq
=5
anos
e
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Radioterapia - Teleterapia – Fonte Selada 55Cs137
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Radioterapia – Braquiterapia – Fontes 
55Cs
137;
77Ir
192;
88Ra
226;
53I
125,131;
198
79Au
Betaterapia - 38Sr90; 15P32
Fontes 
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Medicina Nuclear Diagnóstica – principais
Radiofármacos usados:
I-131 e I-123: tireóide e rim.
Tc-99m: pulmão, fígado, baço,
cérebro, medula óssea, osso.
Tl-201: coração (coronariografia).
Hg-197 e Ar-74: tumores cerebrais.
P-32: câncer de pele.
Ga-67: tumores em tecidos moles.
Fe-59; Cr-51; Au-196: hemácias.
Na-24: sistema circulatório.
H-3: Quantidade de água no corpo.
F-18: metabolismo da glucose.
Co-60: fígado e calibradores.
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Radiografia Industrial
Radiografia com Raios X em
chapas e componentes de
avião
Radiografia com raios 
(Gamagrafia) em tubulações
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Radiografia Industrial – tipo de ensaio não destrutivo
que usa Raios-X ou  para verificar descontinuidades ou defeitos
em soldas de vasos, tubulações, chapas e outras estruturas.
 Raios-X: radiografia usada
para obter imagens de soldas ou
do interior de materiais pouco
densos ou pouco espessos.
 Raios  (Gamagrafia):
radiografia usada para obter
imagens de soldas ou do interior
de materiais densos como aço,
ferro e estruturas de concreto,
uma vez que os raios  são mais
penetrantes que os raios-X.
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Radiografia Industrial – Gamagrafia - Equipamentos
Cobalto-60
Selênio-75
Irídio-192
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Medidores Nucleares – equipamentos compostos de fonte de
radiação  e detectores de radiação usados para medição de nível,
densidade, espessura, gramatura e peso de produtos industriais.
Medidor de Nível em
Indústria de Bebida (Am-241;
Cs-137; Co-60)
Medidor de Nível na
Indústria Siderúrgica (Co-60)
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Medidores Nucleares
Medidor de Peso em Mineradoras
(Pm-147; Fe-55; Tl-204)
Medidor de Gramatura na
Indústria de Papel (Kr-65;
Am-241)
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Irradiadores de Grande Porte – Nestas instalações fontes
de C0-60 com até 1 milhão de Curies são utilizadas para a
esterilização de produtos hospitalares, domésticos,
eletrônicos e alimentos.
Instalação com Irradiador Gama
de Grande Porte
Fonte Radioativa de Co-60
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Irradiadores de Grande Porte
Produtos cirúrgicos
- Esterilização de:
Produtos médicos
Produtos
farmacêuticos
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Irradiadores de Grande Porte – esterilização de alimentos
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Irradiadores de Grande Porte – esquema da instalação
Irradiador de Co-60
Acidentes Nucleares e Radiológicos
FONTES NÃO ENCAPSULADAS
TRAÇADORES RADIOATIVOS
• Medidas de vazão
• Ensaios de perdas de
tubulações
• Hidrologia
• Controle de poluição
de águas
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Geradores de Radiação Ionizante
 Radiodiagnóstico — Raios-X Odontológico
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Radiodiagnóstico — Raios-X Diagnóstico
Radiografia (chapa fotográfica); Fluoroscopia (tela fluoroscópica);
Radioscopia (Tela de TV) – Contrastes - Cateterismo;
Pneumoencefalograma; Pneumopelvigrafia; Tomografia
Computadorizada; Tomografia Cerebral.
Acidentes Nucleares e Radiológicos
 Radioterapia - Teleterapia – Acelerador Linear
Raios-X
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Fontes Órfãs de Radiação Ionizante
Indústrias Siderúrgicas: Fontes em Sucata
CST, junho 2003
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Incêndio na Fábrica da Poesi
Fonte de Kr-85
Rio de Janeiro, abril 2004
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Geradores Termo-Elétricos
Acidentes Nucleares e Radiológicos
… podendo ser facilmente
removidos pelo público! ...
…falta total de segurança ! …
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Em alguns casos, parte da blindagem
presente ... Mas, não a fonte !
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Bomba Suja (“RDD”)
Radioactive
Dispersal
Device
Acidentes Nucleares
Acidente Nuclear: Three Mile Island (TMI)
 28/03/1979.
 Usina Nuclear de TMI – EUA.
 Falha de equipamento
(bomba d’água de
alimentação do gerador de
vapor) por mau estado e erro
operacional.
 Aquecimento e fusão parcial
do núcleo do reator.
 Vazamento de radioatividade
 Nenhum óbito.
até 16 Km da usina, com
 Caos de comando.
intensidade 8 vezes à letal,
 Informações conflitantes.
140 mil pessoas evacuadas.
Acidente Nuclear: TMI
Lições Identificadas:
 Necessidade de integração dos Planos de
Emergência: Convencional + Nuclear.
 Necessidade de uma Cadeia de Comando
bem definida.
 Importância da comunicação com a mídia.
 No Brasil: criação do SIPRON (Sistema de
Proteção ao Programa Nuclear Brasileiro).
Acidente Nuclear: Chernobyl
 26/04/1986
 Usina nuclear – Ucrânia –
União Soviética (US).
 Pior acidente nuclear.
 Nuvem radioativa na US,
Europa Ocidental,
Escandinávia e Reino
 Evacuação e
Unido.
reassentamento de 200 mil
 Extensas áreas
pessoas.
contaminadas, evacuadas e
 Efeitos tardios: câncer de
interditadas.
tireóide em 56 pessoas.  Níveis de contaminação 400
 59 mortes.
vezes maior que a bomba
atômica de Hiroshima.
 + 3940 estimadas.
Acidente Nuclear: Chernobyl
A Instalação:
 Pripyat – Ucrânia.
 4 reatores de 1 GW de
energia elétrica cada.
 10% da energia elétrica
na Ucrânia.
O Acidente:
Centro da cidade de Pripyat:
a 3 km da Usina
 Explosão de vapor no
reator 4 – incêndio –
explosões adicionais –
Fusão do Núcleo do reator.
 Rompimento tampão núcleo – teto prédio – vazamento
de material radioativo à grande altura e distância.
Acidente Nuclear: Chernobyl
Causas:
 Erros dos operadores
mal treinados.
 defeitos no projeto do
reator – barras de controle.
Acidente Nuclear: Chernobyl
Seqüência de eventos:
 26/04 – acidente no reator
4 decorrente de erros em
testes de turbinas.
 26/04 a 04/05 – liberação
de radioatividade.
 27/04 a 05/05 – 1800
helicópteros jogaram 5 mil
toneladas de material
extintor de incêndio.
 27/04 – evacuação dos
moradores de pripyat.
 28/04 – laboratório de
pesquisas nucleares da
Dinamarca anuncia o
acidente.
Acidente Nuclear: Chernobyl
Seqüência de eventos:
29/04 – acidente é
divulgado na Alemanha.
Sarcófago
do Reator
 26/04 a 04/05 – liberação
de radioatividade.
 Até 05/05 – 130 mil
evacuadas.
 06/05 – Cessou a emissão
radioativa.
 15 e 16/05 – novos focos de incêndio e emissão
radioativa.
 23/05 – distribuição de Iodeto de Potássio.
 Nov/1986 – Sarcófago que abriga o reator ficou pronto.
Acidente Nuclear: Tokaimura
 Tokaimura a 140 Km de
Tóquio, Japão.
 População: 34 mil.
 15 Instalações nucleares.
 Acidente: 01/10/1999 –
sexta-feira – ás 22:35.
 Acidente de criticalidade
em fábrica de
reprocessamento de
combustível nuclear.
Acidente Nuclear: Tokaimura
Usina de
Reprocessamento:
O Urânio queimado em
usinas nucleares é
reprocessado antes de ser
convertido novamente em
Combustível Nuclear e
distribuído pelos 51
reatores do Japão, que
geram 35% de sua energia
elétrica.
Acidente Nuclear: Tokaimura
Durante o processo,
três funcionários
deveriam mergulhar
2,3 kg de UO2 no
ácido nítrico, que
remove as impurezas.
Desta forma, as
reações nucleares
aconteceriam sob
controle, sem haver
reação em cadeia.
Acidente Nuclear: Tokaimura
O acidente aconteceu quando, por engano e pressa em
concluir suas tarefas, foram lançados 16 kg de urânio
enriquecido num tanque só, ou seja, quase oito vezes
acima do limite de segurança.
A presença de tantos átomos juntos criou uma reação
descontrolada em microssegundos, voando nêutrons
para todo lado, reação esta que só foi controlada no dia
seguinte.
A reação nuclear auto-sustentada passou a liberar
grande quantidade de energia e radioatividade, como em
um reator nuclear em estado de criticalidade, sendo que
em local totalmente impróprio, pois não havia as
proteções biológicas normais a uma instalação nuclear.
Acidente Nuclear: Tokaimura
 57 pessoas afetadas:
47 funcionários, 3 bombeiros e
7 moradores das redondezas,
contaminados pelo ar.
 161 pessoas removidas à
350 m e 310.000 aconselhadas a
permanecer em casa por 18h.
 Mais tarde, por precaução,
320.000 pessoas num raio de 10
km tiveram que deixar suas
casas por 24 horas.
Acidente Nuclear: Tokaimura
 3 trabalhadores foram hospitalizados, com SAR, sendo
que dois deles em estado grave, morreram mais tarde.
 Os bombeiros foram contaminados porque entraram
sem equipamentos de proteção contra radiação
Acidente Nuclear: Fukushima
Usina Nuclear de Fukushima Antes do Acidente
Acidente Nuclear: Fukushima
No dia 11 de março, às 14:46h, hora local, o nordeste do Japão
foi atingido por um terremoto de grau 9 na escala Richter.
Acidente Nuclear: Fukushima
No momento do terremoto havia três reatores nucleares da Central Nuclear
de Fukushima Daiichi operando:
 Reator 1: 439 MWe BWR, 1971 (em operação antes do terremoto)
 Reator 2: 760 MWe BWR, 1974 (em operação antes do terremoto)
 Reator 3: 760 MWe BWR, 1976 (em operação antes do terremoto)
 Reator 4: 760 MWe BWR, 1978 (em manutenção antes do terremoto)
 Reator 5: 760 MWe BWR, 1978 (em manutenção antes do terremoto)
 Reator 6: 1067 MWe BWR, 1979 (em manutenção antes do terremoto)
Reator1
Acidente Nuclear: Fukushima
Uma hora mais tarde uma onda gigante, com 14 metros de
altura (tsunami) atingiu a costa do Japão e entrou vários quilômetros
no território do país.
Acidente Nuclear: Fukushima
Todos os reatores desligaram-se automaticamente, conforme previsto.
O terremoto derrubou as linhas de transmissão que
levavam energia à usina.
As bombas de refrigeração do núcleo do reator passaram a funcionar com
motores à diesel.
O tsunami inundou e tirou de funcionamento dez motores à diesel.
As bombas de refrigeração do núcleo do reator pararam de funcionar.
Sem refrigeração, o núcleo do reator começou a aquecer
Com o superaquecimento, começou a ocorrer reação química entre o
zircônio do revestimento da vareta de combustível e o vapor d´água
A reação de oxidação do zircônio é exotérmica
Zr + 2H2O = ZrO2 + 2 H2
Acidente Nuclear: Fukushima
O projeto das usinas foi feito para suportar uma onda máxima de 5,7
metros. O tsunami tinha mais de 14 metros de altura.
Os geradores à diesel estavam localizados no subsolo do edifício
auxiliar das turbinas.
Quando o reator perdeu a fonte de energia para as bombas de
refrigeração havia ainda 1,5% da potência nominal térmica a ser
removida – 22 MW para a unidade 1 e 33 MW para as unidades 2 e 3.
Temperatura normal de operação do reator: 260º C
Temperatura após o acidente: 1200 º C
Sequência do Acidente Fukushima
Seqüência do Acidente Fukushima
12 de março Início das explosões.
Explosão do Reator 1
Seqüência do Acidente Fukushima
• Danos ao prédio do Reator 1, após explosão.
• Perigo de comprometimento da estrutura do edifício.
Nuvem radioativa se espalha.
Seqüência do Acidente Fukushima
• Explosão no Reator 3
• Nuvem radioativa se espalha.
Ações de Emergência
• Imediatamente após a perda das condições de refrigeração do
núcleo dos reatores foi declarado à emergência geral.
• Evacuadas 200.000 pessoas num raio de 20 km das usinas.
• Distribuídas pastilhas de iodeto de potássio para a população.
▪ Doses de radiação (15-03-2011)
22:45 – 6.400 µSv/h
23:20 – 1.900 µSv/h
▪ Dose de radiação natural – 0,2 a 0,5 µSv/h
▪ Dose limite para trabalhador na indústria nuclear: 20 µSv/h
▪ Dose limite para o publico: 1 µSv/h
Ações de Emergência
• Os operadores tinham treinamento em situações de black out,
terremotos e acidentes severos.
• Existiam procedimentos disponíveis para situações anormais,
situações de emergência e para acidentes severos.
• Classificação atual do acidente – 7 na escala INIS (Escala
Internacional de Acidentes Nucleares).
• Estimativa de material radioativo liberado na atmosfera – 10%
do que foi liberado no acidente de Chernobyl, em 1986.
• Injeção de água no núcleo das unidades 1, 3 e 4.
• Injeção de nitrogênio no núcleo do reator 1.
Ações de Emergência
• Aplicação de agente químico em diferentes lugares da usina
nuclear para evitar a dispersão de partículas radioativas no ar.
• Construção de dois tanques para tratamento de água
contaminada.
• O primeiro com capacidade para 6 milhões de litros e o segundo
com capacidade de 4 milhões de litros.
• Com esses tanques deve ser evitado o lançamento de água
contaminada no mar.
• A Tokio Electric Power Corporation – TEPCO anunciou um
plano de 63 medidas a serem cumpridas em duas etapas para
restaurar os danos produzidos pelo acidente.
• Deve levar ainda de seis a oito meses para que a população possa
voltar às suas casas sem risco.
Imagens do Acidente
Reatores 1, 2, 3 e 4
67
Imagens do Acidente
Reator 3
68
Imagens do Acidente
Sala de Controle do Reator 1
69
Imagens do Acidente
Sala de Controle do Reator 2
70
Acidentes Radiológicos
 Publicações da Agência
Internacional de Energia
Atômica (IAEA)
 Publicadas a partir do
acidente de Goiânia - 1987
 Descrição do acidente
 Lições identificadas
Acidente Radiológico de Goiânia, 1987
 Fonte roubada e
desmontada num
ferro-velho
 4 Mortes
 Césio-137: 1335 Ci
(51 TBq)
 Fonte muito
perigosa
(Categoria 2)
Acidente Radiológico de San Salvador, 1989
 San Salvador, El Salvador,
05 de fevereiro de 1989
 Irradiador de grande porte
Fonte: Cobalto-60
 Atividade: 18 kCi (0,66
PBq)
 3 trabalhadores expostos
(SAR)
 Um trabalhador morto,
seis meses após o
acidente
Acidente Radiológico de San Salvador
 Situação prévia:
 Equipamento importado do Canadá
 Ausência de controle regulatório (em 1975)
 Operadores sem treinamento formal (idem)
 Guerra civil
 Degradação das barreiras de proteção
Acidente Radiológico de San Salvador
Acidente Radiológico de Soreq, 1990
 Soreq, Israel, 1990
 Irradiador de grande
porte
 Fonte: Cobalto-60
 Atividade: 12,6 PBq
(340kCi)
 Um trabalhador morto, 36
dias após o acidente
 Ausência de manual de
procedimentos na língua
do país
Acidente Radiológico de Soreq
Acidente Radiológico de Nesvizh, 1991
 Nesvizh, Bielorrússia,
1991
 Irradiador de grande
porte
 Fonte: Cobalto-60
 Atividade: 12,6 PBq
(340kCi)
 Um trabalhador morto, 6
meses após o acidente
Acidente Radiológico de Tammiku, 1994
 Tammiku, Estônia, 1994
 Roubo de fonte radioativa
de depósito de rejeitos
 Fonte: Césio-137
 Atividade: 7 TBq
 1 morte, 12 dias após o
acidente
Acidente Radiológico de Lilo, 1997
 Lilo, Geórgia, 1997
 Inúmeras fontes órfãs
abandonadas em centro
de treinamento
 14 Soldados expostos
 Fontes: 1 Co-60, 12 Cs137 e 200 Ra-226
Acidente Radiológico de Lilo
Acidente Radiológico de Lia, 2002
 Lia, Geórgia, 2002
 Gerador Termonuclear
 3 lenhadores expostos
 Fonte: Sr-90
 Operação complexa para
a recuperação da fonte
 Necessidade de auxílio
internacional
NívelRadiológicos
normal da
Acidentes
água
Rio Ingury,
Geórgia
Acidente Radiológico de Istambul, 1998
 Istambul, Turquia, 1998
 Fontes órfãs encontradas
em ferro-velho
 Fonte: Cobalto-60
 18 membros do público
expostos
Acidente Radiológico de Yanango, 1999
 Yanango, Peru, 1999
 Roubo de fonte radioativa
 Gamagrafia industrial
 Fonte: Irídio-192
 Atividade: 1.37 TBq
Acidente Radiológico de Yanango
2 dias
17 dias
12 horas
10 meses
Acidente Radiológico de Samut, 2000
 Samut Prakarn, Tailândia,
2000
 Fonte órfã encontrada
 Aberta em ferro-velho
 Fonte: Cobalto-60
 Atividade: 15.7 TBq
 3 Mortes
Acidente Radiológico de San José, 1996
 San José, Costa Rica,
1996.
 Hospital San Juan de
Dios.
 Teleterapia: Co-60
 115 pacientes com
exposições elevadas.
 Erro no cálculo das
doses.
Acidente Radiológico da cidade do Panamá, 2001
 Cidade do Panamá,
Panamá, 2001
 Exposição acidental de
pacientes
 Falha em procedimentos
Acidente Radiológico de Bialystok, 2001
 Bialystok, Polônia, 2001
 Centro Tratamento de
Câncer
 5 pacientes com
exposições elevadas
 Falha em procedimentos
Acidente Radiológico de Cochabamba, 2003
 Cochabamba, Bolívia,
2003
 Fonte de gamagrafia
industrial transportada
em ônibus de viagem,
sem autorização
 Fonte: Irídio-192
 Atividade: 0,67 TBq
Acidente Radiológico de Gilan, 2003
• Gilan, Irã, 2003
• Fonte órfã encontrada
• Fonte: Ir-192
• Atividade: 0,185 TBq
Acidentes Radiológicos: Gilan
Acidente Radiológico de Sarov,1997
 Sarov, Rússia, 1997
 Excursão de criticalidade em
centro de pesquisa nuclear
 Experimento com urânio
altamente enriquecido.
 Um físico morreu 3 dias após
o acidente, a despeito do
pronto atendimento médico.
 Foi requisitada assistência
internacional.
Acidente Radiológico de Concepción, 2005
 Concepción, Chile,
dezembro 2005
 Trabalhador encontra
fonte de Irídio-192 fora de
sua blindagem
 Guarda no bolso traseiro
esquerdo de sua calça
 Foi requisitada
assistência internacional.
 Paciente assistido na
França.
Acidente Radiológico de Concepción
Acidente Radiológico de Concepción
Acidente Radiológico de Quito, 2009
 Quito, Equador, abril 2009
 Trabalhador “encontra”
fonte de Irídio-192 fora de
sua blindagem
 Guarda no bolso dianteiro
esquerdo de sua calça
 Foi requisitada assistência
internacional.
 Paciente assistido na
França.
Acidente Radiológico do IRD, 2007
Acidente Radiológico do IRD, 2007
Conclusões
 Os acidentes nucleares são raros
 Os acidentes radiológicos são mais
comuns.
 Os AN podem afetar um número
considerável de pessoas, ao passo os
AR afetam um número menor de
pessoas, porém com consequências
muito sérias para estas.
 Temos que estar preparados!
Conclusões
EVENTO
IMPLICAÇÃO
Acidente Nuclear de Three
Mile Island (TMI) EUA
1979
SIPRON – Sistema de
Proteção ao Programa
Nuclear – 1980 – PEL –
Marcílio Dias
Acidente Nuclear de
CHERNOBYL URSS 1986
Acidente Radiológico de
GOIÂNIA, Brasil 1987
PEE – Plano de
Emergência Externo
RJ - 1986
Mudança na estratégia do
Sistema Brasileiro
Integrado de Atendimento
à Emergência
Obrigado!
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[email protected]
(21) 2442 2539
(21) 9218 6602
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