DETECÇÃO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES COLÉGIO CENECISTA SÃO ROQUE CURSO DE RADIOLOGIA MÉDICA DISCIPLINA DE PROTEÇÃO RADIOLÓGICA DETECÇÃO DAS RADIAÇÕES IONIZANTES Prof.: Jader da Silva Neto Orientação: Profa. Fernanda Ostermann Profa. Sandra Denise Prado

DETECÇÃO DAS RADIAÇÕES O uso das radiações ionizantes, implica na necessidade de se estabelecer técnicas de medidas da radiação bem como normas de proteção contra seus efeitos danosos. COMO MEDIR? Como a radiação ionizante é invisível aos nossos sentidos, sua detecção é feita a partir de alterações produzidas ao interagir com a matéria; Existem vários efeitos que são causados pela radiação ionizante que podem ser utilizados na detecção e medida da radiação;

Ionização Causada diretamente (, ) ou indiretamente (raios X, raios , nêutrons); Os pares de íons são coletados e a quantidade de pares é relacionada com a quantidade de radiação que gera ionização; Cintilação Produção de luz devido ao movimento de um elétron orbital com energia mais elevada; O elétrons é excitado para um orbital com menor energia dentro do material absorvedor; A luminosidade produzida pode ser convertida em um sinal elétrico; O tamanho do sinal está relacionado com a quantidade de radiação que gerou a excitação;

Aquecimento Termoluminescência A radiação ionizante pode aumentar a temperatura do meio que a absorve; A leitura de temperatura fornece uma avaliação da dose de radiação; Pouco usada em proteção radiológica; Termoluminescência Os elétrons do material absorvem energia e são presos em níveis de energia mais elevados; Quando ocorre aquecimento, os elétrons absorvem energia, liberando-os e emitindo luz; A quantidade de luz emitida está relacionada com a quantidade de radiação incidente;

Mecanismos biológicos Mecanismos químicos A radiação ionizante pode causar alterações químicas, tal como nos filmes radiográficos; A radiação ionizante aumenta a taxa em que a reação química ocorre e permite medidas de altas doses durante a irradiação de equipamentos médicos; Mecanismos biológicos As altas doses de radiação podem causar alterações biológicas em células vivas; Estas alterações são utilizadas apenas para estimativa da dose em circunstâncias extremas;

DETECTORES DE RADIAÇÃO Dispositivos que indicam a presença de energia nuclear, transformando um tipo de informação (radiação) em outro (sinal elétrico ou luminoso); Seu funcionamento se baseia na interação química ou física das radiações com o detector; Tipos: Detectores a gás; Detectores a cintilação; Detectores termoluminescentes; Escolha: Depende da radiação (, , , X, prótons, nêutrons); Depende da informação desejada (intensidade, energia);

Ex.: Monitoração em Goiânia

DETECTORES A GÁS Câmara cheia de gás (ar) e dois eletrodos; O ânodo está no centro da câmara eletricamente isolado da carcaça externa (cátodo);

A radiação incidente interage com as paredes da câmara ou com as partículas do gás e produz pares de íons; A tensão aplicada entre os eletrodos, atrai os íons positivos para o cátodo (negativo) e os elétrons para o ânodo (positivo); Ocorre variação na tensão do circuito devido a presença de carga no ânodo, gerando uma corrente elétrica no circuito externo; O surgimento da corrente indica a presença de radiação ionizante; A intensidade da corrente depende do número de elétrons coletados pelo ânodo (função da tensão aplicada entre o cátodo e o ânodo); O número de elétrons coletados pelo ânodo depende da quantidade de radiação ionizante e da energia que entram na câmara;

Regiões de detecção nos detectores a gás

I – Região inicial não-proporcional Os pares de íons formados se recombinam devido à baixa diferença de potencial; II – Região de saturação de íons (Câmara de ionização) Quando a tensão é suficiente quase todos os íons que se formam são coletados; A corrente obtida ( 10-12 A) é amplificada e mantida constante para efeitos de medida; O aumento de corrente depende da quantidade de radiação; A tensão na fonte deve ser suficiente para manter a corrente de saturação; Quando usada para medir as radiações  e , a câmara deve possuir janelas finas; Para distinguir entre  e , basta colocar uma placa de metal que deslize sobre a janela (a radiação beta é absorvida);

III – Região proporcional (Detector proporcional) A corrente volta a aumentar. Os elétrons acelerados têm energia suficiente para criar novos pares de íons, ocorrendo uma multiplicação, que é proporcional ao número de pares de íons gerados pela radiação primária; Cada elétron produzido na ionização original pode gerar 104 elétrons adicionais; Um pequeno aumento de tensão gera grande variação de corrente (fonte estável) e isso pode ser atribuído a radiação incidente; Se for exposto tanto à radiação  como  de mesma energia, a radiação  irá produzir mais pares de íons para a mesma trajetória, resultando em maior corrente;

IV – Região de proporcionalidade limitada A multiplicação de íons passa a ser não linear; V- Região Geiger Müller (Detector Geiger Müller) Usam gás semelhante ao P-10 (90% argônio e 10% metano); Aumentando ainda mais a tensão, a multiplicação ocorrida no gás se torna tão intensa que apenas uma partícula ionizante é capaz de produzir uma avalanche ao longo do ânodo, resultando num valor alto de corrente, mesmo que a energia seja baixa; Logo não é possível distinguir entre as radiações  e .; Têm a vantagem de o sinal de saída ser da ordem de alguns volts, não necessitando, portanto, amplificação;

VI – Região de descarga contínua Para tensões mais elevadas, ocorre a ionização das moléculas do gás diretamente, produzindo grandes correntes (centelhas), mesmo sem a presença de radiação, de modo que não é possível operá-los nessa região;

DETECTORES TERMOLUMINESCENTES Os cristais termoluminescentes armazenam energia nas camadas eletrônicas dos átomos. Com o aquecimento a energia é liberada na forma de luz visível e UV; A quantidade de luz emitida é proporcional à exposição à radiação; Podem ser fluorescentes, se a emissão de luz ocorre num tempo menor que 10-6 s após a irradiação, ou fosforescentes para intervalos maiores do que 10-6 s; Se a fosforescência é acelerada pelo aquecimento do cristal, este será chamado fósforo termoluminescente, devido ao fenômeno da termoluminescência (TL);

Os TL mais usados em dosimetria pessoal são : LiF, CaF2, CaSO4 e Li2B4O7 , BeO e Al2O3 ; Quando expostos à radiação ionizante, acumulam a energia transferida da radiação por períodos relativamente longos (meses); Vantagens: ODisponíveis em diversas forma sólidas: discos, cilindros, fitas, pó, etc; A leitura de dose é praticamente independente da taxa de dose; Podem ser reutilizados;

Filmes dosimétricos Consistem em dois filmes fotográficos dentro de um chassi envolvido por um plástico; Sua utilização hoje, se baseia na observação feita por Becquerel, verificando que a radiação escurecia um filme exposto à ela; A leitura da exposição é feita por comparação de densidades com um filme dosimétrico modelo, uma vez que a densidade do filme exposto é modificada pela radiação recebida;

Vantagens: Fornece a leitura permanente de exposição; A queda do filme não afeta a leitura da exposição; Alguns filmes são embalados em saquinhos de alumínio, oferecendo proteção em ambientes úmidos; Desvantagem: Não permite leitura direta de modo que não é possível saber a exposição recebida em determinado momento, somente após seu processamento e leitura, o que demora alguns dias;

MONITORAÇÃO INDIVIDUAL Feita através de dosímetros individuais colocados sobre o corpo (na altura do peito e sobre o avental de chumbo) do indivíduo para controlar as exposições ocupacionais; Características: A perda do registro da dose acumulada durante o intervalo de medida é mínima, em condições normais de uso; Não atrapalham o técnico durante sua jornada e é de fácil leitura;

LEGISLAÇÃO Portaria 453: Estabelece a Monitoração Individual para todo indivíduo que trabalha com raios X diagnóstico; O trabalhador deve usar dosímetro individual de leitura indireta durante toda a sua jornada de trabalho e enquanto estiver em área controlada; Os dosímetros individuais devem ser utilizados na região mais exposta do tronco (sobre o avental de chumbo) e trocados mensalmente; Os dosímetros individuais devem ser obtidos apenas em laboratórios de monitoração individual credenciados pela CNEN;

Na ausência do usuário, os dosímetros individuais devem permanecer: em local seguro; com temperatura moderada; com baixa umidade; longe de fontes de radiação ionizante; junto ao dosímetro padrão, sob supervisão do SPR. Para indivíduos que trabalham em mais de um serviço: Os titulares de cada serviço devem garantir que a soma das exposições ocupacionais de cada indivíduo não ultrapasse os limites que são estabelecidos pela Portaria 453;

Referências Bibliográficas INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Disponível em: < http://www-pub.iaea.org/mtcd/publications/accres.asp>. Acesso em: 4 nov. 2007. SANCHES, M. P. Proteção Radiológica – Módulo I. São Paulo: IPEN/CNEN/SPR, 2003. 280 p. TAUHATA, L.; SALATI, I. P. A.; DI PRINZIO, R.; DI PRINZIO, A. R. Radioproteção e Dosimetria: Fundamentos. 5 revisão. Rio de Janeiro: IRD/CNEN, 2003. 242 p.