Machine:Radiation Safety

From .:: Wiki-Sirius ::.
Jump to: navigation, search

Sirius has a radiological protection program committed to ensuring radiological safety in all areas. Engineering, administrative controls, as well as training, are used to prevent exposure to radiation by employees, members of the public and the environment. Our monitoring systems operate continuously and cover all areas of Sirius to ensure that the premises of radioprotection are met at all times. Any location that presents potential exposure is identified with warnings and strictly controlled. Our radiological protection program follows national and international standards, being even stricter than those recommended. No accessible area of the facility offers radiological risk to employees or visitors. If you would like more information regarding our Sirius Radiation Protection Program, please contact: rad@lnls.br

Segurança Radiológica

O Sirius possui um programa de proteção radiológica comprometido em garantir a segurança radiológica em todas as áreas da instalação. Controles de engenharia, controles administrativos e treinamentos são usados para evitar a exposição à radiação de funcionários, membros do público e o meio ambiente. Nossos sistemas de monitoração funcionam de forma contínua e abrangem todas as áreas do Sirius para garantirmos que as premissas de radioproteção sejam cumpridas em todos os momentos. Qualquer local que apresente potencial de exposição é identificado com avisos e rigorosamente controlado. Nosso programa de proteção radiológica segue normas nacionais e internacionais, além de possuir controles ainda mais rigorosos do que os preconizados. Nenhuma área acessível da instalação oferece risco radiológico aos funcionários ou visitantes. Caso queira mais informações em relação ao nosso Programa de Proteção Radiológica do Sirius, entre em contato: rad@lnls.br

Segurança Radiológica: Fase de comissionamento do Sirius

Os limites de dose adotados para proteção radiológica do Sirius são especificados de modo que o acesso ao prédio seja livre em qualquer momento sob o ponto de vista de proteção radiológica. O limite anual para áreas livres é de 1 mSv [1]. Por conservadorismo, adotamos carga de trabalho máxima de 2000 horas por ano para qualquer pessoa que acesse o prédio. Dessa forma, o valor de referência de taxa de dose máxima pra operação continuada dos aceleradores é de 0.5 uSv/h. O comissionamento é um período atípico e curto, comparado ao tempo total de operação de uma fonte de luz síncrotron ao longo dos anos, em que há perdas de elétrons mais recorrentes, inerentes ao processo de testes e ajustes com feixe. Ainda assim, durante todo o comissionamento mantém-se a política de operar dentro dos limites de proteção radiológica para área livre. A estratégia usada para seguir o comissionamento e manter as doses geradas abaixo dos limites foi reduzir a carga emitida pelo canhão de elétrons e controlar a taxa de pulsos injetados, otimizando o uso de carga frente ao avanço do comissionamento. Caso queira mais informações em relação ao nosso Programa de Proteção Radiológica do Sirius, entre em contato: rad@lnls.br

Você sabe o que é radiação?

Radiação é a propagação de energia de um ponto a outro do espaço, ou seja, energia em trânsito. Calor, luz, ultravioleta e até as micro-ondas e ondas de rádio usadas nas comunicações sem fio são todas formas de radiação. Podemos classificá-la em dois grandes grupos: radiação não ionizante e radiação ionizante.[2]

  • Radiação não ionizante: são radiações cuja energia não é suficiente para ionizar átomos ou moléculas. Alguns exemplos: ondas de rádio, micro-ondas, infravermelho, luz visível e ultravioleta.
  • Radiação ionizante: são radiações capazes de ionizar o meio por onde passam; por exemplo, raios X, raios gama e radiação cósmica.
Espectro.
Espectro eletromagnético.


Proteção Radiológica no Sirius

A proteção radiológica busca garantir a segurança de todos os indivíduos envolvidos nas operações com radiação e assegurar que seu uso seja justificado, limitado e otimizado.

O grupo de proteção radiológica (RAD) tem por objetivo garantir a segurança radiológica de todas as pessoas que têm acesso às dependências do Sirius, garantindo valores de dose estabelecidos para áreas caracterizadas como livres.

Instalações como o Sirius seguem normas brasileiras de radioproteção instituídas pela Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). Nas normas são descritos os limites e responsabilidades que devemos cumprir visando a segurança em instalações que utilizam radiação ionizante.

Proteção radiológica dos aceleradores

É determinada, basicamente, pelas blindagens do túnel que contém os aceleradores, os sistemas de interlock que garantem a ausência de pessoas no interior do túnel durante as operações e sistemas ativos de medição de radiação que indicam as taxas de dose em tempo real nos pontos de medida e alertam os operadores e os responsáveis pela proteção radiológica caso alguma taxa de dose esteja saindo das condições normais de operação.

Todos os nossos medidores são controlados via rede e registram os valores de dose ininterruptamente, além de serem programados para emitirem avisos aos responsáveis pelo grupo RAD conforme o aumento de dose integrada dentro do período de quatro horas. Caso algum monitor registre que os níveis de alarme ou os limites estejam próximos de serem ultrapassados, os operadores e os responsáveis pela proteção radiológica são imediatamente acionados.

Sirius areas.
Principais áreas do prédio do Sirius.

Blindagem

A blindagem dos aceleradores consiste em um túnel de concreto com paredes projetadas para conter toda e qualquer produção de radiação proveniente dos aceleradores. Com isso, projetou-se para que todas as áreas ocupáveis durante a operação da máquina e das linhas de luz sejam consideradas áreas livres, do ponto de vista de proteção radiológica [3].

Sirius blindagem.
Visão parcial da blindagem no Sirius.

Limites de dose

Um dos princípios básicos da proteção radiológica é a limitação de dose, que consiste em restringir os valores de dose efetiva de modo que estes não excedam os estipulados na Norma NN 3.01/2014 [4].

Limites de dose CNEN.
Tabela com os limites de dose para indivíduos ocupacionalmente expostos (IOE) e do público (IP). Mais informações em [5].

Levantamento radiométrico

Linac dosimetros.
Representação do posicionamento de dosímetros em um trecho da blindagem no Sirius.

A blindagem do Sirius foi projetada para garantir que todas as regiões externas à ela fossem classificadas como áreas livres, onde o valor limite de dose efetiva anual para indivíduos do público é de 1 mSv. Logo, é importante termos um sistema de monitoração contínuo que seja capaz de medir os valores de dose nas regiões (veja mais no item Instrumentação) além da medição periódica e estratégica em diversos pontos adjacentes à blindagem, conhecido como levantamento radiométrico.

O objetivo da medição é verificar se os níveis de dose a que estão expostos os trabalhadores e público em geral estão de acordo com as restrições estabelecidas em normas (conforme apresentado no item Limites de dose). Trata-se de uma monitoração de área externa ao redor da blindagem, compreendendo áreas de serviços, teto, hall experimental e cabanas.

Para realizarmos as medições, são usados detectores a gás do tipo câmara de ionização e, para determinados casos, Geiger-Müller (ver mais no item Instrumentação). Os monitores de radiação são calibrados em laboratórios reconhecidos pela CNEN anualmente, onde são submetidos à condições de altíssimo controle quanto ao campo de radiação e ajuste do equipamento. Além disso, o grupo RAD realiza testes mensais de repetibilidade com fontes de Cs-137 e Co-57, para avaliar e garantir a funcionalidade dos instrumentos.

As medições são e serão realizadas durante os dias de operação, desde a fase de comissionamento até na rotina das linhas de luz. Nas figuras abaixo, constam os mapas de monitoramento radiológico contínuo no Sirius.

dosimetros.
Representação do posicionamento de dosímetros ao longo de toda a blindagem do Sirius. Disponível em: [Mapa dos dosímetros https://cnpemcamp.sharepoint.com/:b:/s/rads/EQ9s1evlgyFHhdDfDACBzucBv7IUWtYhlI88B8J_Zq4moA?e=9b06Vj].

Instrumentação

Sonda para monitoração de área da marca Thermo Fisher utilizada no Sirius.
Berthold.
Sondas para monitoração de área da marca Berthold utilizada no Sirius.
Else Nuclear.
Sondas para monitoração de área da marca Else Nuclear utilizada no Sirius.

A radiação ionizante não possui cheiro, gosto ou cor; com isso, é necessária a realização de medições com detectores específicos. Um detector de radiação é um dispositivo que, colocado em um meio onde exista um campo de radiação, seja capaz de indicar a sua presença e quantificá-la. No Sirius, todas as medições radiológicas realizadas garantem que respeitamos os limites de dose para áreas do público, ou seja, caracterizando todas as áreas ocupáveis como áreas livres.

O estudo de doses que desenvolvemos no Sirius é feito com a utilização de equipamentos medidores de radiação para monitoração de área. Elas são capazes de realizar medidas instantâneas de dose para fótons e nêutrons. Já a dosimetria passiva, ou seja, detectores que conseguem armazenar informações sobre a dose de radiação acumulada nele para uma leitura posterior, é feita com o uso de TLDs e OSLDs [6].

No Sirius, dispomos de carrinhos de monitoração que possuem uma câmara de ionização para detecção de fótons e um contador proporcional para nêutrons [7]

As câmaras de ionização são dispositivos que utilizam meios gasosos como detectores. Eles consistem basicamente de um recipiente (câmara), construída com material condutor e preenchida por gás (por exemplo, ar), com um eletrodo coletor em seu interior. A radiação ao interagir com o gás provoca principalmente excitação e ionização dos seus átomos. Na ionização são formados pares elétron-íon que dependem de características do gás utilizado e da radiação ionizante. A coleta dos elétrons e dos íons positivos formados no volume sensível do detector é feita por meio dos eletrodos que estabelecem campos elétricos, gerando uma corrente. A intensidade da corrente elétrica está associada à quantidade de ionizações dentro do volume da câmara e é associada a medida da radiação incidente no detector. Para a realização do levantamento radiométrico (conforme descrito no subitem Levantamento radiométrico), utilizamos detectores a gás do tipo câmara de ionização. Ao todo contamos com quatro equipamentos, sendo duas do modelo 9DP-1 Ludlum [8] e duas do modelo 451b Fluke Biomedical [9].

No caso dos nêutrons, os contadores proporcionais são detectores à gás, assim como as câmaras de ionização, mas trabalham em uma faixa de maior tensão. Eles operam no modo pulso e se baseiam no fenômeno da multiplicação das ionizações no gás para amplificar a carga gerada pela partícula incidente. Os detectores de nêutrons produzem um pulso de saída rápida para cada nêutron detectado. As medidas são obtidas indiretamente, mensurando as emissões decorrentes de reações nucleares pela interação de nêutrons com alguns materiais específicos. Desta maneira, pode-se deduzir informações quanto à distribuição dos nêutrons nos campos de radiação. Os pulsos gerados são milhares de vezes maiores que o das câmaras de ionização.

Nossas sondas de monitoração (câmara de ionização) são do modelo FHT 192 da Thermo Fisher [10] e são capazes de realizar leituras de 100 nSv/h até 1 Sv/h com incerteza de 10 na medida. Os contadores proporcionais são do modelo FHT 762 Wendi da Thermo Fisher [11],a faixa de dose vai de 0.01 mSv/h até 100 mSv/h. Todos os carrinhos estão ligados na rede do Sirius e seus dados são constantemente enviados ao LNLS-CON [12].

Na instalação Sirius, dispomos até o momento de 18 carrinhos de monitoração. São 16 unidades da Thermo Fisher [13]. Contamos com uma sonda de monitoração e contador proporcional da marca Berthold [14] e outro sistema de monitoração de área da marca Else Nuclear [15].


Já para a dosimetria passiva contamos com dois tipos de dosímetros, os termoluminescentes (TLDs) e os opticamente estimulados (OSLDs). Esses materiais possuem a capacidade de armazenar por longos períodos parte da energia da radiação incidente e liberá-la no momento da leitura por decorrência de estímulos térmicos ou luminosos, respectivamente. Os dosímetros do tipo TLD são fornecidos por empresa contratada e credenciada pela CNEN, o que faz com que as suas indicações de dose sejam extremamente confiáveis e checadas regularmente pelo órgão competente. A CNEN também tem acesso a esses históricos de doses da nossa instalação e auditam os resultados desta dosimetria.

Dosímetros do tipo TLDs fornecidos pela empresa Pro-Rad Consultores em Radioproteção.
Dosímetros do tipo OSLDs fornecidos pela empresa Sapra Landauer.

No Sirius, ambos os dosímetros são utilizados ao longo de toda a blindagem. Contamos ao todo com 226 TLDs e 200 OSLD distribuídos em todas as áreas ocupáveis da instalação. Abaixo na tabela consta relação da quantidade de dosímetros TLDs e OSLs dispostos no Sirius conforme descrição dos locais. Os dados estão sujeitos a alterações pelo Grupo RAD. Data de atualização:14/02/2020.

Local TLDs OSLs Descrição
Hall experimental 93 74 Dosímetros posicionados na blindagema cada eixo e teto
Corredor de serviço 113 61 Dentro de todas assalas de racks, chicanes e Linac


--Fernanda.moura (talk) 21:58, 22 April 2020 (-03)

Referências

  1. Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). Norma NN 3.01/2014 - Diretrizes Básicas de Proteção Radiológica
  2. Template:Cite web
  3. Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). http://www.cnen.gov.br/normas-tecnicas
  4. Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). NN Norma 3.01/2014 http://appasp.cnen.gov.br/seguranca/normas/pdf/Nrm301.pdf}{\textbf{Norma NN 3.01. "Diretrizes básicas de proteção radiológica"
  5. Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN). NN Norma 3.01/2014 http://appasp.cnen.gov.br/seguranca/normas/pdf/Nrm301.pdf}{\textbf{Norma NN 3.01. "Diretrizes básicas de proteção radiológica"
  6. Radiation Dosimeter. PODGORSAK. Disponível em: <http://www-naweb.iaea.org/nahu/DMRP/documents/Chapter3.pdf>
  7. Detectores de radiação. Cap 06. Radioproteção e dosimetria: Fundamentos. Tauhata. Disponível em: <https://inis.iaea.org/collection/NCLCollectionStore/_Public/45/073/45073471.pdf>
  8. https://ludlums.com/products/health-physics/product/model-9dp-1
  9. https://www.flukebiomedical.com/products/radiation-measurement/radiation-safety/451b-ion-chamber-survey-meter-beta-slide
  10. https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/4253540#/4253540
  11. https://www.thermofisher.com/order/catalog/product/FHT762WENDI2#/FHT762WENDI2
  12. https://10.0.38.42/retrieval/ui/archiver-viewer/index.html}{\textit{Archiver Viewer
  13. https://www.thermofisher.com/search/browse/results?customGroup=Environmental+Monitors
  14. https://www.berthold.com/en/radiation-protection/products/dose-and-dose-rate/neutron-and-gamma-dose-rate-monitor-lb-6419/
  15. \href{http://www.elsenuclear.com/en/saturn-5702