2018 aula dosimetria interna

A dosimetria interna é uma parte essencial de um programa
abrangente de controle radiológico em todas as instalações
onde o urânio é manuseado ou processado.
O objetivo de um programa de dosimetria interna é
monitorar as atividades no local de trabalho, avaliar a
incorporação acidental ou inadvertida de material radioativo
e realizar avaliações da dose interna a partir de dados de
medição de bioanálise.

Diferença entre Interna e Externa
INTERNA EXTERNA
DISTÂNCIA = 0 POSSÍVEL
BLINDAGEM = 0 POSSÍVEL
TEMPO 24 h/dia VARIÁVEL
DETERMINAÇÃO DA DOSE INDIRETA DOSÍMETRO
DISTRIBUIÇÃO DA DOSE NÃO HOMOGÊNEA VARIÁVEL
EFEITO NÃO HÁ DIFERENÇA

Os programas de vigilância devem ser estabelecidos para
detectar rapidamente uma liberação em caso de perda de
contenção de material radioativo.
Os programas de dosimetria interna devem ser adaptados às
necessidades de cada instalação de manuseio de urânio, de
forma que as incorporações inadvertidas sejam descobertas
e quantificadas, e as doses dos trabalhadores sejam
determinadas por métodos apropriados.

As doses internas não são medidas diretamente, mas são
estimadas ou calculadas com base no conhecimento do
material ao qual um trabalhador pode estar exposto e seu
comportamento bioquímico conhecido ou assumido.
A abordagem comum para a dosimetria interna é calcular
uma incorporação ocupacional com base em medições de
bioanálise do trabalhador ou dados de amostras de ar no
local de trabalho e taxas respiratórias assumidas.
PROGRAMA DE AVALIAÇÃO DA DOSE INTERNA

Uma vez que é calculada uma incorporação, as doses
apropriadas para órgãos e tecidos podem ser estimadas
usando princípios fundamentais de dosimetria, por meio de
vários fatores de conversão de incorporação para dose, que
incorporam modelos bioquímicos assumidos, ou por um
código de computador apropriado.
Os fatores de conversão incorporação-dose podem ser
encontrados nas normas ou nas Publicações da ICRP.
PROGRAMA DE AVALIAÇÃO DA DOSE INTERNA

Qualitativa
 Aerossóis radioativo entra via
Oral (Ingestão)
Respiratória (Inalação)
Pele (Injeção, Absorção)

Órgão Fonte
 Permanência no corpo
Estômago, pulmão, fígado, osso,…
 Órgão Fonte S
 Atividade fixada no órgão irradia os órgãos ao
redor!

Órgão Alvo
 Órgão irradiado denominado órgão alvo T
 O órgão fonte também é um órgão alvo!

Tempo de Residência
A atividade no órgão alvo desaparece através do
Decaimento radioativo (meia vida física)
Transporte (meia vida biológica)

Período de Integração
 Caso Especial:
 Meia vida longa e Permanência de longo prazo:
 Cálculo da dose para 50 anos (adulto)
até completar 70 anos (criança)

Dose Equivalente
Comprometida
Se toda a atividade desapareceu do corpo (após
50/70 anos) existirá uma dose total nos órgãos
do corpo: Dose Comprometida (Dose
Equivalente Comprometida)
Referida como HT(50) ou H(τ)
Por exemplo HFígado(50) em Sv.

Dose Efetiva Comprometida
Cada órgão tem seu próprio fator de ponderação
para o tecido wT
wT é a sensibilidade relativa do órgão T para a
indução de câncer e efeitos genéticos
Dose Efetiva Comprometida E é
E(50) = ΣT wT HT
onde ΣT wT = 1

Fato de Ponderação para o Tecido wT
ICRP 60 ICRP 103
Gônadas 0,20 0,08
Medula Óssea Vermelha 0,12 0,12
Pulmões 0,12 0,12
Cólon 0,12 0,12
Estômago 0,12 0,12
Tireóides 0,05 0,12
Bexiga 0,05 0,04
Mamas 0,05 0,04
Fígado 0,05 0,04
Esôfago 0,05 0,04
Superfície Óssea 0,01 0,01
Pele 0,01 0,01
Demais Órgãos 0,05 0,12
Corpo Inteiro 1,00 1,00

Coeficiende de Conversão de Dose
A dose efetiva comprometida para 1 Bq é
denominada
Coeficente de conversão de dose
e(50)
Unidade: Sv/Bq
e(50) é o resultado final de diversos parâmetros!
(meia vida, tipo de radiação, fator de ponderação, ….)

Utilização do e(50)
Para a incorporação de Ain a dose efetiva
comprometida é dada por:
E(50) = Ain e(50)
Ain em Bq;
e(50) em Sv/Bq;
E(50) em Sv.

Coeficiente de conversão de dose
Ordem de grandeza:
Para emissores beta, gama: 10-10 a 10-8 Sv/Bq
Para emissores alfa: 10-7 a 10-5 Sv/Bq
Para E(50) = 1 mSv
é necessária uma incorporação de:
1 MBq de emissores beta, gama; e
1 kBq de emissores alfa.

Onde pode ser encontrado o valor de e(50)?
Na Diretriz Básica de Proteção Radiológica, e(g)

O valor de e(50) também pode ser
encontrado?
Nos Manuais de Radionuclídeos

Como posso determinar a incorporação Ain
?
E(50) = Ain e(50)
Ain em Bq;
1) Suposição (considerando um valor…)
2) Concentração no ar
3) Medida (Corpo inteiro, tireóide, nariz)
4) Medida de excreta

Resumo dos Termos
• Órgão fonte (onde a atividade se deposita)
• Órgão alvo (onde a dose é recebida)
• Meia Vida (física/biológica)
• Período de integração (50/70 anos)
• Dose Equivalente Comprometida H(50) ou H(τ)
• Dose Efetiva Comprometida E(50) ou E(τ)
• Coefeciente de Conversão de Dose e(50) ou e(τ)
e onde encontrá-lo.

Cálculo de e(50)
A seguir é apresentado o método de cálculo
do coeficiente de conversão de dose e(50)
ou e(τ).

Diminuição no Órgão Fonte
Meia Vida Física T1/2,R
e Constante de desintegração λR (= ln 2/T1/2,R)
Vida média é Tm = 1/λR
A(t) = A(0) exp(-λRt) =
A(0) exp(-ln 2 t/T1/2,R) =
A(0) exp(-t/Tm )

Meia Vida Biológica
Meia Vida Biológica T1/2,B
Constante de Transporte λB (= ln 2/T1/2,B)
Tempo Médio de Permanência Tm,B = 1/λB
A(t) = A(0) exp(-λBt) =
A(0) exp(-ln 2 t/T1/2,B) =
A(0) exp(-t/Tm,B )

Meia Vida Efetiva
Eliminação efetiva (ra+biol)
A(t) = A(0) exp(- [λR+ λB ]t)
Portanto λef = λR+ λB
1/Tm,ef = 1/Tm,R + 1/Tm,B
1/T1/2,ef = 1/T1/2,R + 1/T1/2,B

Casos Extremos
1) T1/2,R << T1/2,B : T1/2,ef = T1/2,R
2) T1/2,B << T1/2,R : T1/2,ef = T1/2,B
A meia vida mais curta é determinante para a meia
vida efetiva!

Recapitulando
Para a meia vida física, biológica e efetiva:
Tm = 1/λ ou λ = 1/Tm
T1/2 = ln 2 /λ ou λ = ln 2/T1/2
Tm = T1/2 /ln2
Tm = 1,44 T1/2

Emissão β- e e-
Transferência de β’s e elétrons:
ρR ≤ ½ E
Aplica-se ao corpo humano ρ ≈ 1 g/cm3
Energia para β’s e e- : E ≤ 2 MeV
onde R ≤1 cm
Toda energia emitida é abosrvida localmente:
Eabs = Etransmitida

Fórmula da Taxa de Dose para
Radiação Beta
Taxa de dose no órgão fonte = órgão alvo =
Energia absorvida por segundo/massa
.
D = A Ē / m (Gy/s)
Ē = Emédia!

Dose comprometida no órgão alvo = energia/ massa
absorvida
DT = US E/ m (Gy)
50 j
US =∫A(t) dt
0
Fórmula da Taxa de Dose
para Radiação Beta

Dose Equivalente Comprometida HT = wR DT
Para todos
os elétrons:
WR =1
Fórmula da Taxa de Dose
para Radiação Beta
HT = wR US Ē/ mT (Sv)

HT = US Ē/ mT (Sv)
US taxa de desintegrações em Bq.s =
50 j
US =∫A(t) dt
0
Ē = energia média por desintegração em J/(Bq.s)
m em kg
Fórmula da Taxa de Dose para
Radiação Beta e e-

Fórmula da Dose para
Radiação Alfa
Alcance dos alfas ≤ 0,1 mm, portanto
Para todos
os alfas:
WR = 20 !
HT = wR US Eα / mT (Sv)

Para Radiação Gama
Da fuga de radiação gama, parte fica em AF:
HT = wR US E AF (S→T)/ mT
Fração
absorvida AF
(S→T)
WR =1

Fórmula Geral
Aplica-se a todos os tipos de radiação
HT = wR US E AF (S→T)/ mT
Para radiação alfa e beta
AF = 1 para T=S
AF= 0 para T≠S

Fórmula Geral
Soma de todas as partículas emitidas i
Soma para todos os órgãos fonte S
HT = Σs US Σi [Ei wRi AF
i(S→T)]/mT
HT = US Σi [Ei wRi AF i(S→T)]/mT

Fórmula Geral
Para o cálculo da dose efetiva comprometida E(50)
Soma de todos os órgãos alvo T com o fator de
ponderação para tecido wT
E(50) = ΣT wT HT (50)


i T
iii
iR
S
S
T
T
m
STAFEy
wUwe
)(
)50()50( ,
Fórmula
Dose efetiva
comprometida por Bq
Fator de
ponderação
para o tecido
Taxa de
desintegração no
órgão fonte S por
Bq incorporado
Órgão T
irradiado Energia
emitida por
desintegração
Fração
absorvida
Massa do órgão
T irradiado
Fator de
ponderação
para a radiação

Que dados são necessários para o cálculo da
dose?
• Energia da partícula emitida: Ei
• Número de partículas emitidas por desintegração: yi
• Número de desintegrações no órgão fonte: US
• Fator de ponderação para a radiação wR (1 para beta e
gama, 20 para alfa)
• Fração absorvida AF (S→T)
• Massa do órgão alvo mT

Energia Ei emitida por
desintegração yi

Fração Absorvida AF
AF(S→T) para alfa e elétron:
AF = 1 quando S = T e AF = 0 quando S ≠ T
Para fótons: cálculo utilizando o método de Monte
Carlo.
(com computador e modelo humano)

AF Encontrado a partir de
Tabela
Órgão fonte: corpo inteiro
Órgão alvo: corpo inteiro
Energia do Fóton
0,01 0,05 0,20 1,00 4,00 MeV
0,99 0,57 0,35 0,33 0,24
Por exemplo: para fótons de 1 MeV 33% são
absorvidos.

Massa do órgão mT
Massa do homem referência: 70 kg
Pessoa média para os dois sexos
Futuramente
Massa do homem e da mulher (Adão/Eva)
Modelo Voxel
HT = ½ [Hhomem + Hmulher]

Massa do órgão mT
para Homem Referência
Órgão/Tecido Massa (kg)
Pulmões 1,00
Rins (2) 0,31
Fígado 1,80
Músculo 28,0
Gordura 15,0
Medula Óssea Vermelha 1,5
Pele 2,6
++ ++
Soma 70

Que dados são novamente
necessários?
• Energia das partículas emitidas: Ei
• Número de particulas emitidas por desintegração: yi
• Fator de ponderação apra a radiação wR (1 para
beta, gama; e 20 para alfa α)
• Frações absorvidas AF (S→T)
• Número de desintegrações no órgão fonte: US

Número de desintegrações US
A B
E
C
D
in
B,E
B,D
E
D
c
A,B
Figura 10.5.1 Modelo de Compatimentos
B,C
 = 1/Tm ou  = ln 2/T1/2

Tempo 
Figura 10.5.2 Atividade em membros sucessivos (fora de escala)
Compartimento C
Compartimento B
Compartimento A
A(0
)
0

Constante efetiva de desintegração:
ef = R + A,B
m
ef
j
RBA
RBAS TA
AA
dtttAU )0(
)0()0(
)exp()0(
50
0 ,
, 

  

Número de desintegrações no primeiro membro:

Equação diferencial para AB nos órgãos próximos:
BREBDBCBABA
B
AA
dt
dA
)( ,,,,  
Número de desintegrações no órgão B:
A
uit
in
A
REBDBCB
BA
B UUU







,,,
,

Integral da equação diferencial
A
uit
in
A
REBDBCB
BA
B UUU







,,,
,
dtAdtAdt
dt
dA
j
BREBDBCB
j
ABA
j
B
 
50
0
,,,
50
0
,
50
0
)( 
0)()0()50( ,,,,  BREBDBCBABABB UUAjA 
Quando AB = 0
depois de 50 anos:

Evento especial! (mesmo assim ocorre muitas vezes)
Aplica-se aos radionuclídeos com meia vida longa (relação
biológica) aplica-se:
US = AS Tm
Com AS sendo a atividade do órgão S atingido
Tm tempo médio de residência no órgão S
(naturalmente biológico, pois T1/2,R é grande).

Corpo Inteiro
O corpo inteiro também é um órgão fonte/ alvo
com fator de ponderação para tecido wT = 1

Função Retenção
As vezes maior que uma meia vida biológica:
Função Retenção (naturalmente biológica)
R(t) = a1 exp(-ln2 t/T1 ) +a2 exp(-ln2 t/T2 )
Cs 20% T1/2 = 2 d; 80% T1/2 = 110 d
R(t) = 0,2 exp(-ln2 t/2 ) +0,8 exp(-ln2 t/110 )

Exemplo de cálculo de US
Exemplo: 1MBq 99mTc no estômago
Residência gástrica média: Tm = 1 hora
Meia vida física: T1/2 = 6 horas
Uestômago = Ain * Tm,ef (primeiro órgão)
1/Tm, ef = 1/1 + ln2/6 = 1,12 h-1
Tm,ef = 0,9 h = 3230 s = 3,23x103 s
Uestômago = 1x106 Bq x 3,23x103 s =
Uestômago = 3,23 X109 Bq.s

Exemplo: 36Cl (T1/2,R = 300.000 a)
Incorporação de 100 Bq
75% corpo inteiro, T1/2,B = 44 d
US = AS Tm = 75 Bq x 44 d/ln 2 =
= 75 x 44 x 24 x 3600/0,693= 4,1 x 108 Bq.s
Exemplo de cálculo de US

Parte Final Geral
• Energia da partícula emitida: Ei
• Número de partículas emitidas por desintegração: yi
• Fator de ponderação para a radiação wR (1 para beta e
gama, 20 para alfa)
• Fração absorvida AF (S→T)
• Número de desintegrações no órgão fonte: Us

Modelo do trato
gastrointestinal
Aplica-se à ingestão
(mas indiretamente após inalação)

Existem dois modelos:
Modelo atual: 4 compartimentos
Novo modelo:
Modelo trato alimentar humano (HATM)
com 7 compartimentos
Modelo do trato
gastrointestinal

Modelo Tratogastrointestinal
atual

Trato Gastrointestinal
Tempos de Residência (h)
Estômago 1
Intestino delgado 4(1-f1)
Cólon porção superior (ULI) 13
Cólon porção inferior (LLI) 24

US para nuclídeo de vida longa com f1
e Ain = 1 Bq
Us = AS Tm (em Bq.s)
Trato Gastrointestinal
Uestômago = 1 Bq.Tm = 3600 Bqs
( = 1 Bq  tempo de residência 1 h = 3600 s)
USI = (1-f1) Tm = (1-f1) 1,44104 Bqs
UULI = (1-f1) Tm = (1-f1) 4,67104 Bqs
ULLI = (1-f1) Tm = (1-f1) 8,64104 Bqs.

Boca
Esôfago
Estômago
Cólon Direito
Cólon Esquerdo
Retossigmóide
Intestino Delgado
fA
Trato Digestivo,
Modelo HATM

Órgãos Oco
Modelo Existente HATM
Conteúdo
Parede
Conteúdo
Células Sensíveis

Dose na Parede devido ao
Conteúdo
Modelo Existente HATM
Para elétrons (β, e)
Hparede = ½ Hconteúdo
Para elétrons (β, e)
Hparede = U/mgc ∫y(E)E AF (E) dE
Para alfa
Hparede = 1/200 Hconteúdo
Para alfa
Hparede = 0
Para fóton i
Hparede = Uina /mw Yi Ei AFi
Para fóton i
Hparede = Uina /mgc Yi Ei AFi

Modelo Gastrointestinal Final
Conceitos:
Compartimentos com tempo de residência
Inclusão no sangue de f1 ou fA
Método de cálculo especial para órgãos
ocos.

Modelo Pulmonar Classificação
Deposição
Depuração
vapores
Gases

Anatomia HRTM
Modelo do
Trato
Respiratório
Humano

Respiração
 ET (Extra-thoráxica = nariz/garganta/boca)
 BB (Brônquios = grande traquéia)
 bb (Bronquílos = pequena traquéia)
 AI (interstício alveolar = alvéolo pulmonar)

Aerossóis
 Pequenas partículas no ar
 Dimensão 0,01-100 µm
 Distribuição Lognormal: média de interesse
 AMAD = diâmetro aerodinâmico médio
87654321

Deposição
1010,1 1000,005
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0
Depósito
Total
BB
ET
bb
AI
AMAD (m)

Diâmetro Padrão
Trabalhador (5 m) Público (1 m)
Depósito Depósito
 ET1 0,34 0,14
 ET2 0,40 0,18
 BB 0,012 0,006
 bb 0,007 0,011
 AI 0,053 0,12
 Soma 0,81 0,46

Depuração no pulmão (mecanicamente, tempo
de residência)
ET1
LNET ETs ET2
BBs BB2
BB1
bb1 bb2
bb1
AI3 AI2 AI1
LNTH
1 d
700 d
10 min
20 d
100 min
70 d 20 d
8 h
7000 d
longo
35 d

Depuração no pulmão (química)
Sangue
Partícula Entrefase
Em qualquer parte do trato
respiratório, exceto ET1

Forma de eliminação:
Classe F (Rápida)
Classe M (Moderada)
Classe S (Lenta)

Classe Fração Tempo de Residência
Classe F 1 10 min
Classe M 0,1 10 min
0,9 140 d
Classe S 0,001 10 min
0,999 7000 d

Dissolvido no Sangue
Classe Introduzido no sangue de 1-7 d
Classe F 0,27+0,2 f1
Classe M 0,027+ 0,02f1
Classe S 0,00027+0,0002f1

Homem Referência
Volume inalado em função do tempo:
Trabalho leve 1,2 m3 /h
Lazer 1,2 m3 /h
Dormindo 0,54 m3 /h
Por dia 23 m3 /d

Incorporação por Inalação
Concentração de Atividade C (Bq/m3)
Incorporação= C (Bq/m3)xV(1,2 m3/h) x t (h)

Recapitulação - aerossóis
Compartimento (ET, BB, bb, AI)
Deposição - AMAD
Depuração nos pulmões – transporte e mistura
Classes de eliminação: F, M, S
Fração da inalação no sangue - FMS.

Vapores e Gases
Depósito dependente de
Solubilidade S
Reatividade R
Definição da Classe SR
SR-0: insolúvel, não reativo
SR-1: ligeiramente solúvel, reativo
SR-2: solúvel, fortemente reativo

Vapor SR-2
Solúvel: H2O,CO, CO2
Reativo: SO2, HF, UF6
Deposição apenas em ET2!

Vapor SR-1
Vapor de enxofre H2S
Carbonilo de níquel Ni(CO)4
Vapor de mercúrio Hg
Vapor de iodo I2, CH3I
RuO4, Tc2O7
Deposição: 30% ET, 30% BB/bb, 40% AI
Comportamento como classe F

SR-0-gás
Gás Nobre
Somente imersão!
Coeficiente de conversão de dose e em
Sv/h por Bq/m3 (dose efetiva)
Cálculo separado

Modelo do Osso
Algumas substâncias são afinidoras de
osso
Exemplos:
Metais alcalinos terrosos Ca, Ba, Sr, Ra
Compostos de fósforo P
Transurânico Np, Pu, Am, Cf

Modelo do Osso
Existem dois tipos
de osso:
Osso compacto
Osso esponjoso
Na medula óssea
vermelha, osso
esponjoso!

Homem Referência
Massa Superfície
Osso compacto 4 kg 6 m2
Osso esponjoso 1 kg 6 m2
Superfície óssea (12 m2) em 10 µm de
espessura
wT = 0,01
Medula óssea vermelha 1,5 kg wT = 0,12
Apenas em osso esponjoso!

Modelo do Osso
Dois tipos de afinidores de osso:
• Os afinidores de superfície
Repartidos na superfície, ½ em osso
compacto, ½ em osso esponjoso.
• Afinidores de volume
Distribuidos no volume, 1/5 em osso
compacto, 4/5 em osso esponjoso

Resumo
Coeficiente de conversão de dose
e(50) ou e(τ) determiando por:
• Homem referência (massa, dimensões)
• Fator de ponderação para radiação
• Fator de ponderação para tecido
• Energia emitida
• Energia absorvida
• Modelo (HATM, HRTM)
• Difusão no sangue
• Escolha do AMAD para inalação

Resumo
Cálculo básico da dose efetiva
comprometida
E = Ain e(50)
1) Onde posso encontrar o e(50)?
2) Quão grande é a incorporação Ain?

Pratica
 A contaminação interna é rara (como medi-la?)
Através das indicações em:
 Medidas de corpo inteiro, esfregaço nas narinas,
urina, tireóide, (fezes)
 Determinação da incorporação
 Cálculo da dose comprometida com o e(50)
 Notificação quando E(50) > 0,01 mSv

Como determinar a incorporação
Suposições (e se)
Esfregaço nasal
Concentração no ar
Contagem de corpo inteiro
Contagem de tireóide
Análise de urina
De outra forma

Esfregaço nasal
Depositado em ET1: 34% da
incorporação
O esfregaço contém está parte
Estimativa segura: 5%
Estimativa da incorporação: Aesfregaço x 20
Mais utilizado por exclusão

A partir da concentração no ar
Como C Bq/m3 proporciona
A = C [Bq/m3]1,2 [m3/h]  t[h]
Determinação da C no filtro de coleta.
E(50)[Sv] = e(50)[Sv/Bq]  A [Bq]

Contagem de corpo inteiro ou
de tireóide
 Medida da A(t)
 Aritmética de volta para t = 0 com a função de
retenção ou manuais de radionuclídeos
E(50) = e(50)  A(0)

A partir da Análise de Urina
Determinar a concentração na urina Cu(t)
Aritmética de volta de A(t) ou A(0) via
função excretora ou manuais
E(50) = e(50)  A(0)

De outro modo
Contador rápido = contagem do corpo em
10 s (!)
Análise de fezes
Contagem de pulmão
Validação da contaminação por U/Pu por
autópsia.

Recapitulando
Cálculo da dose efetiva
E = C e t
C concentração no ar em Bq/m
e coeficiente de conversão de taxa de
dose
t tempo de exposição em h

Todas as incorporações ocupacionais confirmadas de urânio,
independentemente da magnitude, devem ser avaliadas.
Os resultados de todas as bioanálises e outras medições
necessárias para demonstrar a qualidade das medições e a
avaliação da dose devem ser registrados e mantidos.

CARACTERIZAÇÃO DOS RISCOS INTERNOS
SUJEITOS À EXPOSIÇÃO AO URÂNIO
O monitoramento do urânio apresenta problemas especiais
pelos seguintes motivos.
O urânio apresenta riscos de toxicidade química e
radiológica, cuja importância relativa depende da sua
capacidade de transporte do pulmão.
O urânio geralmente existe em classes de transporte
misto.
Incorporações pequenas e recentes facilitam mascarar as
incorporações maiores e mais antigas, porque quase 50%
do urânio que vai para o sangue é eliminado
imediatamente pela urina.
Uma incorporação de material de classe Y, potencialmente
resultando em uma dose efetiva de 1 mSv, geralmente não
pode ser detectada pelo monitoramento de rotina de
bioanálise.

Monitorar o local de trabalho para documentar as
condições do ambiente de trabalho e fornecer indicação
imediata de uma incorporação é essencial.
A incorporação crônica de baixo nível é comum, portanto,
o programa de bioanálise deve monitorar o acúmulo a
longo prazo, bem como a incorporação aguda
potencialmente significativa.
Variabilidade individual e temporal no ambiente de
trabalho com urânio dificulta a interpretação dos
resultados da urinálise.

A solubilidade é de grande importância na toxicologia de
inalação de urânio.
Compostos de urânio solúvel são absorvidos e
rapidamente transportados para os rins e ossos, ou
excretados na urina.
Como o urânio danifica os tecidos renais pelos mesmos
mecanismos que outros metais pesados, o urânio
dissolvido é considerado um tóxico químico.
O urânio dissolvido também se deposita no osso e é retido por
longos períodos de tempo.

O tamanho das partículas é uma consideração importante para
as exposições por inalação.
A prática normal para um aerossol é identificar o diâmetro
aerodinâmico mediano da atividade (AMAD) e sua
distribuição de tamanho de partícula associada.
Tamanhos de partículas de 10 μm ou menos são
considerados respiráveis.
Para conformidade com a norma, a prática comum é assumir
um tamanho de partícula de 1 μm para fins de dosimetria, a
menos que a informação sobre o tamanho real de partícula
está disponível.

ESCOPO DO PROGRAMA DE BIOANÁLISE
Para as classes D dos compostos de urânio, os programas
de monitoramento precisam ser projetados para manter
as exposições, incluindo aquelas de incorporações
agudas únicas, abaixo dos níveis que causarão danos
renais transitórios devido à toxicidade do metal pesado
do urânio.
Normalmente, a amostragem de urina é o método
preferido de monitoramento para as classes D e W
urânio.

ESCOPO DO PROGRAMA DE BIOANÁLISE
Para o urânio natural de classe Y e todas as classes de
urânio altamente enriquecido, as considerações
radiológicas são mais limitantes.
Fatores locais relativos à diversidade de formas químicas
de urânio devem ser levados em conta ao se projetar um
programa de monitoramento de bioanálise.
Para esses materiais, uma combinação de monitoramento
direto e indireto pode ser necessária.

CLASSIFICAÇÃO DAS MEDIDAS DE BIOANÁLISE
As medições de bioanálise podem ser classificadas de
acordo com a razão principal do seu desempenho.
Esta é uma prática útil para documentar historicamente
por que um trabalhador participou de um programa de
bioanálise.

Inúmeras razões para medições de bioanálise podem ser
definidas para instalações específicas; algumas
classificações comuns sugeridas são as seguintes:
As medições de linha de base são usadas para
estabelecer uma condição de pré-exposição, seja para
um novo empregado ou como resultado de uma nova
atribuição de trabalho.
É uma boa prática realizar essas medições para
funcionários recém-contratados, funcionários
transferidos dentro da empresa ou trabalhadores
transferidos de instalações em que medições de
bioanálise podem não ter sido necessárias.
Para a bioanálise do urânio, é de se esperar que as
medições de linha de base feitas antes de qualquer
exposição ocupacional não produzam resultados
detectáveis usando a tecnologia atual.

Uma consideração especial é a avaliação de
incorporações que incluem materiais naturais como o
urânio.
A sensibilidade da amostragem de urina como uma
ferramenta de bioanálise do urânio é limitada pela
presença de níveis ambientais de urânio, que está
sujeito a alguma incerteza na interpretação.
O conhecimento do nível de base da excreção de urânio é
um fator importante na análise e interpretação de urina
ou fezes para fins de bioanálise do urânio.
Os valores do modelo para a excreção de urânio pelo
Homem Referência são dados como 0,05 a 0,5 μg /
dia na urina e 1,4 a 1,8 μg / dia nas fezes.

As medições de rotina, ou periódicas, são realizadas em
um período predeterminado (por exemplo, uma
frequência anual ou trimestral).

Medições especiais de bioanálise são realizadas como
acompanhamento de resultados rotineiros incomuns ou
suspeita de incorporação.

O término das medições de atribuição ou término é
realizado após a conclusão de um trabalho específico ou
no momento do término do contrato de trabalho.
O Supervisor de Proterção Radiológica recomenda que
os trabalhadores que participam de programas de
bioanálise tenham medições de terminação apropriadas.

A classificação da bioanálise é importante porque o
objetivo de uma amostra pode afetar o método de coleta
e análise ou monitoramento escolhido.
Amostras de urina com um único uso de vesícula não
são adequadas para o monitoramento rotineiro da
exposição potencial ao urânio, mas podem fornecer
informações importantes para a terapia de dosificação
após uma suspeita de incorporação;
Amostras representativas de excreção durante um
período de 24 horas devem ser coletadas para
avaliação quantitativa da incorporação e da dose.

A data da coleta da amostra (e possivelmente o momento
da coleta) pode ser muito importante para o
monitoramento especial realizado para avaliar a
incorporação.
No entanto, estas são muito menos importantes no
que diz respeito à monitoração periódica, para as
quais não se espera que as medições mostrem
atividade detectável e quando ocorrer qualquer
detecção é recomendável que inicie investigação e
bioanálise especial.

SELEÇÃO DE TÉCNICAS DE MONITORAMENTO
DE BIOANÁLISE
As técnicas de monitoramento de bioanálise se dividem
em duas grandes categorias:
medição direta de materiais radioativos no corpo
(contagem in vivo) e
análise de material removido do corpo para
laboratório (análise in vitro).
A contagem in vivo inclui medições do tórax, pulmão,
esqueleto, fígado e feridas.
Medições in vitro incluem análise de urina, análise fecal
e, ocasionalmente, análise de tecido, escarro ou amostras
de sangue.

DE BIOANÁLISE
Os métodos para análise in vitro incluem contagem de
cintilação líquida, medições de fluorescência,
espectrometria gama, separação química seguida por
eletrodeposição e contagem com detectores de radiação.
Para garantir que sejam improváveis a ocorrência de
efeitos adversos devido a toxicidade química, a
bioanálsie para urânio deve ser realizada
quando é provável que ocorra a incorporação de 1 mg
ou mais de urânio solúvel em qualquer dia de
trabalho.

DE BIOANÁLISE
Contagem In Vivo
A bioanálise direta (contagem in vivo) é a medida das
radiações emitidas pelo material radioativo captado e
depositado no corpo.
A bioanálise direta é apropriada para a detecção e
medição de fótons emitidos pelo urânio e seus produtos
de decaimento.
Contagem de pulmão, ferida e esqueleto são exemplos de
monitoramento in vivo mais comumente usado para o
urânio e seus produtos de decaimento.

DE BIOANÁLISE
Contagem In Vivo
Quando a bioanálise direta é utilizada, o sistema de
detecção deve ser calibrado para que os radionuclídeos
sejam medidos nos órgãos apropriados.
Todos os procedimentos de calibração, registros de
calibração e dados de controle de qualidade devem ser
mantidos.

DE BIOANÁLISE
Contagem In Vivo
Uma instalação de urânio deve ter a capacidade de
detectar e avaliar os depósitos de urânio nos pulmões dos
trabalhadores afetados.
O principal objetivo da contagem pulmonar é
fornecer medições de suspeita de incorporação
desencadeada pelos resultados do monitoramento do
local de trabalho.
As medidas pulmonares devem ser feitas para
fornecer uma estimativa precoce da magnitude da
incorporação e da deposição pulmonar resultante.

DE BIOANÁLISE
Contagem In Vivo
Os sistemas mais utilizados para contagem de pulmões
são detectores de germânio de alta pureza, detectores de
iodeto de sódio finos, detectores de “phoswich” e
contadores proporcionais.
Para urânio natural e enriquecido, a energia mais
comumente usada para monitoramento in vivo é a
radiação gama de 185 keV que é emitida com 54% de
abundância a partir do decaimento do 235U.
Deve-se estar ciente de que o monitoramento in vivo do
urânio é baseado na detecção e na medição de um
isótopo de urânio que contribui muito pouco para a dose.
Para calcular a dose, é necessário conhecer a
atividade total do urânio e a distribuição isotópica do
material.

DE BIOANÁLISE
Contagem In Vivo
Equipamentos de medição para detectar e medir a
contaminação de urânio em feridas devem estar
disponíveis em todas as instalações de urânio.
A instrumentação usada para esse fim pode incluir
detectores NaI (Tl) de cristal fino, germânio
intrínseco ou Si (Li).
A correção da profundidade devido à absorção de
fótons nos tecidos sobrejacentes deve ser
considerada.
Detectores colimados são úteis para determinar a
localização do urânio em feridas.

DE BIOANÁLISE
Análise In Vitro
As duas formas mais comuns de análise in vitro são
urinálise e análise fecal.
Urinálise.
A amostragem de urina fornece informações úteis sobre a
quantidade de urânio excretado após uma incorporação.
Após o isolamento químico, o urânio em amostras de
urina pode ser determinado por espectrometria alfa
(detecção de fluxo de gás proporcional ou de barreira
de superfície), contagem alfa (contagem de sulfeto de
zinco ou cintilação líquida) ou contagem de traços.

DE BIOANÁLISE
Análise In Vitro
As amostras de urina devem ser coletadas longe da
instalação de urânio para minimizar a contaminação
cruzada.
As amostras devem ser coletadas em recipientes livres de
contaminação;
medidas de controle devem ser consideradas para
minimizar a formação de placa nas paredes das
superfícies do recipiente (por exemplo, mediante a
adição de traços de ouro, oxalato ou ácido nítrico).

DE BIOANÁLISE
Análise In Vitro
Análise fecal.
A análise fecal é um procedimento útil para avaliar a
excreção de urânio e muitos outros materiais radioativos,
porque mais da metade do material depositado no trato
respiratório superior é eliminado rapidamente para o
estômago e trato gastrointestinal (GI).

DE BIOANÁLISE
Análise In Vitro
A eliminação fecal e urinária total nos primeiros dias
após a exposição, combinada com as contagens in vivo
que podem ser obtidas, pode fornecer a avaliação mais
precoce e precisa da incorporação.
Amostras fecais tiradas durante o segundo e terceiro dia
após um incidente por inalação provavelmente
fornecerão os dados mais úteis, porque o tempo de
espera gastrointestinal pode variar de algumas horas a
alguns dias.

DE BIOANÁLISE
Análise In Vitro
A amostragem fecal é um procedimento de
monitoramento para confirmar e avaliar as suspeitas de
incorporações, mas é usada em algumas instalações de
urânio para monitoramento periódico de rotina também.
Os trabalhadores podem achar a amostragem fecal
desagradável ou censurável, e os técnicos de
laboratório também podem ter aversão à análise de
amostras fecais.
Alguns desses problemas podem ser minimizados se
conjuntos de coleta de amostras fecais comerciais
forem usados para coleta e manipulação convenientes
de amostras.
Amostras fecais podem requerer preparação adicional
da amostra antes da análise.

ESTABELECIMENTO DA FREQUÊNCIA DA
BIOANÁLISE
A frequência de medição da bioanálise deve basear-se
em:
1) os riscos potenciais da ocorrência de uma
incorporação; e
2) a sensibilidade de um programa de bioanálise
para detectar potenciais incorporações.
A sensibilidade do programa de bioanálise pode ser
selecionada usando intervalos especificados entre
medições baseadas no dose mínima detectável
associada a um intervalo.

BIOANÁLISE
A justificativa para a frequência de medição da
bioanálise selecionada também deve ser documentada.
É apropriado avaliar a probabilidade de incorporação
e modificar a frequência de amostragem com base
nessa probabilidade.

BIOANÁLISE
A frequência das medições da bioanálise normalmente
não deve ser diminuída porque os resultados analíticos
estão abaixo do nível de detecção.
O programa de bioanálise deve ser mantido para
confirmar o funcionamento adequado do programa
de controle da exposição interna e documentar a
ausência de incorporações significativas de
radionuclídeos.

BIOANÁLISE
Frequência Baseada na Sensibilidade do Programa
O conceito de dose mínima detectável refere-se à dose
potencial associada a uma medição de bioanálise da
atividade mínima detectável num dado intervalo de
tempo após a incorporação.
O padrão de retenção de atividade no corpo, a MDA
para uma técnica de medição de bioanálise e a
frequência com que essa técnica é aplicada definem
uma quantidade de incorporação que pode passar
despercebida pelo programa de bioanálise.

BIOANÁLISE
Uma incorporação de tal magnitude não seria detectada
se ocorresse imediatamente após a medição da bioanálise
e se fosse eliminada do corpo a uma taxa tal que nada
fosse detectado durante a próxima medição programada.
A dose resultante dessa incorporação seria a dose
mínima detectável para essa técnica e frequência de
medição em particular.

BIOANÁLISE
Bioanálise Direta
CATEGORIA ÓRGÃO
ATIVIDADE MÍNIMA
DETECTÁVEL
ACEITÁVEL
Medida de Th-234 Pulmão 3 nCi (*)
Medida de U-235 Pulmão 0,2 nCi
Baseado em 10 mg de U-238
Bioanálise Indireta
CATEGORIA NUCLÍDEO
ATIVIDADE MÍNIMA
DETECTÁVEL
ACEITÁVEL
Alfa (urina) U-234; U-235; U-238 0,1 pCi/L
Medida de um isótopo
específico
Determinação de
massa
Urânio (natural) 5 g/L

BIOANÁLISE
Funções de retenção específicas para as várias formas
químicas e distribuições de tamanho de partícula
encontradas na instalação devem ser usadas.
A frequência mínima para programas de bioanálise de
rotina está inter-relacionada aos níveis de ação.
Bioanálses especiais são tomadas conforme necessário.

BIOANÁLISE
TIPO DE
ABSORÇÃO
SITUAÇÃO
FREQUÊNCIA
URINA FECAL IN VIVO
RADIOLÓGICA
F MENSAL
NÃO USADO
COMUM
NÃO USADO
COMUM
M TRIMESTRAL ANUAL
S
NÃO USADO
COMUM
ANUAL
TOXICIDADE
QUÍMICA
F e M MENSAL
ANUAL
PARA TIPO F

FREQUÊNCIA BASEADA NO RISCO POTENCIAL
DE INCORPORAÇÃO
Embora os trabalhadores em operações envolvendo o urânio
geralmente não sejam considerados incorrer em alto risco de
incorporações que possam resultar em dose efetiva de 1 mSv
ou mais, qualquer trabalhador com urânio pode ser
considerado como tendo potencial para tal incorporação.

DE INCORPORAÇÃO
Os trabalhadores que apresentam o maior risco potencial
para uma incorporação são aqueles que trabalham mais perto
com urânio ou material contaminado com urânio.
Esses trabalhadores devem estar contemplados em um
programa de rotina de bioanálsie de urânio, incluindo
urinálise e medições in vivo.
Esses programas são relativamente insensíveis em
comparação com o limite de monitoramento de 1 mSv de
dose efetiva e são uma rede de segurança destinada a
capturar a incorporação de significância em relação aos
limites regulatórios, em vez de reduzir substancialmente os
níveis administrativos.

DE INCORPORAÇÃO
A seleção da frequência da bioanálise depende da
experiência da instalação com a incorporação potencial, a
probabilidade percebida de incorporação e a dose mínima
detectável de um programa.
Urinálise anual e contagens de peito in vivo são bastante
típicas.
Medições mais frequentes (por exemplo, semestrais ou
trimestrais) podem permitir uma revisão mais atencipada
dos indicadores do local de trabalho no caso de um
resultado anormal da bioanálise ser obtido, mas não
significa necessariamente um programa mais sensível.

BIOANÁLISE ESPECIAL COMO COMPLEMENTO
AOS PROGRAMAS DE BIOANÁLISE DE ROTINA
Os programas especiais de bioanálise para trabalhadores
com ingestão aguda ou suspeita de inalação de urânio ou
outros radionuclídeos emissores alfa devem incluir amostras
de urina e de fezes.
Medições especiais de bioanálise devem ser iniciadas para
cada funcionário em uma área de trabalho contaminada
quando a contaminação da superfície é detectada pela
vigilância de rotina, se é possível que a contaminação tenha
resultado em uma dose efetiva de 1 mSv ou maior.

BIOANÁLISE ESPECIAL COMO COMPLEMENTO
AOS PROGRAMAS DE BIOANÁLISE DE ROTINA
As amostras de excreta não devem ser coletadas onde
possam ser contaminadas por fontes externas de urânio.
Idealmente, o total de urina e fezes deve ser coletado por
cerca de uma semana após a incorporação.
Isso permite uma avaliação sensível do consumo
potencial e da dose interna.
Amostras especiais de longo prazo coletadas em vários
momentos, de um mês a um ano após a incorporação, podem
ajudar a discriminar entre a ingestão, a inalação da classe W
e a inalação da classe Y.

PROGRAMAS DE BIOANÁLISE DE
ACOMPANHAMENTO DE LONGO PRAZO
Após uma incorporação, um programa de bioanálise de
acompanhamento a longo prazo pode ser necessário para um
trabalhador comparar os resultados de excreta ou in vivo
reais com aqueles projetados pela avaliação.
Isso é importante para verificar a precisão das avaliações
de incorporação e dose.
A frequência e duração de um programa especial depende
dos valores projetados; sugere-se que, enquanto o
trabalhador continuar a ter resultados detectáveis na
bioanálise, ele ou ela deve continuar a ser monitorado.
É particularmente importante ter bons dados de base e
projeções para indivíduos que retornam ao trabalho com
urânio.

PROGRAMAS DE BIOANÁLISE DE
ACOMPANHAMENTO DE LONGO PRAZO
Devido às flutuações estatísticas nas medições de baixo
nível de urânio, pode ser muito difícil identificar uma nova
incorporação por bioanálise de rotina se um trabalhador tiver
uma linha de base elevada.

ADMINISTRAÇÃO DE UM PROGRAMA DE
BIOANÁLISE
A administração de um programa de bioanálise requer que as
políticas, procedimentos, materiais, instalações de apoio e
equipe estejam disponíveis para permitir o início de um
programa de bioanálise.
Entre os itens administrativos a serem abordados estão os
seguintes:

BIOANÁLISE
Política de gestão que exija a participação no programa de
bionálise por trabalhadores apropriados (pode ser parte de
uma política geral de proteção contra radiação),
Procedimentos de implementação (por exemplo, critérios
para quem deve participar, agendamento, instruções do
conjunto de amostra, emissão / recebimento do conjunto de
amostra, acompanhamento de tentativas malsucedidas de
amostragem ou medição, tratamento de dados),
Acordos com laboratórios analíticos apropriados, incluindo
especificações de sensibilidade de análise, tempos de
processamento, requisitos de relatório e disposições de
garantia de qualidade,

BIOANÁLISE
Instalações de apoio no local (por exemplo, locais de
armazenamento dos conjuntos de amostra, estações de coleta
/ emissão do conjunto de amostra, instalações de laboratório
de medição, manutenção de equipamentos),
Seleção de pessoal, qualificação e treinamento,
Dose efetiva total de todas as incorporações durante um ano,
Dose equivalente comprometida para órgãos ou tecidos
preocupantes de todas as coletas durante um ano,
Magnitude da incorporação de cada radionuclídeo durante
um ano,
Dados necessários para permitir a verificação, correção ou
recálculo subsequente das doses, e
Dose de período de gestação equivalente ao embrião / feto a
partir da incorporação pela mãe durante todo o período de
gestação.

BIOANÁLISE
A escolha da técnica de medição, ou de uma combinação de
técnicas, depende dos radioisótopos, formas físico-químicas
e via de exposição.
Devido à ampla gama de formas químicas e físicas do
urânio, um programa de bioanálise apropriado é aquele que
não depende da suposta capacidade de transporte e fornecerá
dados a partir dos quais a dose de radiação pode ser
calculada e não dependerá da forma química.
Isso normalmente exigirá tanto a bioanálise in vivo
quanto a in vitro.
Se o urânio manuseado for de média a alta capacidade de
transporte, então o programa de bioanálise deve ser
projetado para demonstrar que 3 μg U / g para o rim não
foram excedidos.

BIOANÁLISE
Os materiais de urânio de classe Y não podem ser
efetivamente detectados nos níveis listados pela ICRP por
métodos comuns disponíveis para contagens in vivo de
pulmão ou urinálise.
Isso é mostrado pelo fato de que o DIL (baseado em 0,3
LIA) é de 0,06 pCi L-1,
Que está abaixo da MDA sugerida como razoável para
urinálise alfa de urânio de rotina (0,1 pCi L-1) como
padrão.

PROTEÇÃO RADIOLÓGICA
Módulo 1
Radioproteção
Programa Específico de Treinamento
Proteção Radiológica
Matias Puga Sanches
msanchesp@yahoo.com.br

2018 aula dosimetria interna

Recomendados

Recomendados

Mais conteúdo relacionado

Mais procurados

Mais procurados (20)

Semelhante a 2018 aula dosimetria interna

Semelhante a 2018 aula dosimetria interna (15)

Mais de IPEN - CNEN / SP

Mais de IPEN - CNEN / SP (15)

Último

Último (20)

2018 aula dosimetria interna