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! [email protected] [email protected] (21) 2442 2539 (21) 9218 6602