A-04 - Acidentes Radiologicos e Nucleares - 2009

7/29/2019 A-04 - Acidentes Radiologicos e Nucleares - 2009

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Acidentes Radiológicos eNucleares

Raul dos Santos

Denizart Silveira de Oliveira Filho

Divisão de Atendimento a EmergênciasRadiológicas 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 oupotenciais são relevantes sob o ponto de vistade proteção radiológica.

Acidente Nuclear Emergência Nuclear e Radiológica

Acidente Radiológico Emergência Radiológica



Acidentes Nucleares: ocorrem em reatores nucleares,instalações do ciclo do combustível nuclear e no

transporte de Combustíveis Nucleares.


Reatores Nucleares



Fissão Nuclear




Esquema de funcionamento do Reator PWR de Angra




Esquema de funcionamento do Reator BWR de Fukushima




Comparação do funcionamento do Reator PWR e BWR







Reator de Pesquisa do IPEN

Reator IEA-R1 tipo Piscina




Reator de Pesquisa do IENReator Argonalta – Tipo PWR

Reator de Pesquisa do CDTNReator Triga – Tipo Piscina




Instalações do Ciclo do Combustível Nuclear


(a)Pastilhas de Urânioenriquecido a 3,5%

em U-235Na natureza:

U-238 99,2 %U-235 0,7 %Outros 0,1%

(b)Elemento combustívelacabado (novo) fabricadona FCN/INB em Rezende.



Elementos Combustíveis para Reatores BWR




Instalações do Ciclo do Combustível Nuclear





Complexo Industrial de Caetité, BA

INB, Minas de Urânio



Fábrica de Combustível Nuclear, Resende, RJ

INB




Transporte de Hexafluoreto de Urânio – Rio/Resende

Acidentes Nucleares e RadiológicostTransporte de Combustível Nuclear




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.

RADIOTERAPIA

Teleterapia - Co 60 74 a 296TBq

= 5anos

e

Fontes de Radiação Ionizante

RadioterapiaTeleterapia

Fonte Selada

27Co60




Radioterapia - Teleterapia – Fonte Selada 55Cs137

A id N l R di ló i



Radioterapia – Braquiterapia – Fontes

55Cs137

; 77Ir192

; 88Ra226

; 53I125,131

; 79Au198

Betaterapia - 38Sr90; 15P32

Fontes


A id t N l R di ló i



Medicina Nuclear Diagnóstica – principaisRadiofármacos 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.





Radiografia Industrial

Radiografia com Raios X emchapas e componentes de

avião

Radiografia com raios (Gamagrafia) em tubulações





Radiografia Industrial – tipo de ensaio não destrutivoque 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 oudo interior de materiais poucodensos 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.





Radiografia Industrial – Gamagrafia - Equipamentos

Cobalto-60 Selênio-75

Irídio-192





Medidores Nucleares – equipamentos compostos de fonte deradiação e detectores de radiação usados para medição de nível,

densidade, espessura, gramatura e peso de produtos industriais.

Medidor de Nível emIndústria de Bebida (Am-241;

Cs-137; Co-60)

Medidor de Nível naIndústria Siderúrgica (Co-60)





Medidores Nucleares

Medidor de Peso em Mineradoras(Pm-147; Fe-55; Tl-204)

Medidor de Gramatura naIndústria de Papel (Kr-65;

Am-241)





Irradiadores de Grande Porte – Nestas instalações fontesde C0-60 com até 1 milhão de Curies são utilizadas para aesterilização de produtos hospitalares, domésticos,

eletrônicos e alimentos.

Fonte Radioativa de Co-60Instalação com Irradiador Gamade Grande Porte





Irradiadores de Grande Porte - Esterilização de:

Produtos cirúrgicos Produtos médicos

Produtosfarmacêuticos





Irradiadores de Grande Porte – esterilização de alimentos


Acidentes N cleares e Radiológicos



Irradiadores de Grande Porte – esquema da instalação

Irradiador de Co-60





FONTES NÃ O ENCAPSULADAS

TRAÇADORES RADIOATIVOS

• Medidas de vazão

• Ensaios de perdas detubulações

• Hidrologia

• Controle de poluiçãode águas





Radiodiagnóstico — Raios-X Odontológico

Geradores de Radiação Ionizante





Radiodiagnóstico — Raios-X Diagnóstico

Radiografia (chapa fotográfica); Fluoroscopia (tela fluoroscópica);Radioscopia (Tela de TV) – Contrastes - Cateterismo;

Pneumoencefalograma; Pneumopelvigrafia; TomografiaComputadorizada; Tomografia Cerebral.





Radioterapia - Teleterapia – Acelerador Linear

Raios-X





Fontes Órfãs de Radiação Ionizante

Indústrias Siderúrgicas: Fontes em Sucata

CST, junho 2003





Incêndio na Fábrica da Poesi

Rio de Janeiro, abril 2004

Fonte de Kr-85





Geradores Termo-Elétricos





… podendo ser facilmente

removidos pelo público! ...

…falta total de segurança ! …





Em alguns casos, parte da blindagempresente ... Mas, não a fonte !





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 errooperacional.

Aquecimento e fusão parcialdo núcleo do reator.

Vazamento de radioatividadeaté 16 Km da usina, comintensidade 8 vezes à letal,

140 mil pessoas evacuadas.

Acidentes Nucleares

Nenhum óbito. Caos de comando.

Informações conflitantes.

Acidente Nuclear: TMI

http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Three_Mile_Island_%28color%29.jpg



Acidente Nuclear: TMI

Lições Identificadas:

Necessidade de integração dos Planos deEmergência: Convencional + Nuclear.

Necessidade de uma Cadeia de Comandobem definida.

Importância da comunicação com a mídia.

No Brasil: criação do SIPRON (Sistema deProteção 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 ReinoUnido.

Extensas áreascontaminadas, evacuadas e

interditadas. Níveis de contaminação 400

vezes maior que a bombaatômica de Hiroshima.

Evacuação ereassentamento de 200 mil

pessoas. Efeitos tardios: câncer de

tireóide em 56 pessoas. 59 mortes.

+ 3940 estimadas.




Acidente Nuclear: ChernobylA Instalação:

Pripyat – Ucrânia.

4 reatores de 1 GW deenergia elétrica cada.

10% da energia elétricana Ucrânia.

O Acidente:

Explosão de vapor noreator 4 – incêndio –

explosões adicionais –

Fusão do Núcleo do reator.

Centro da cidade de Pripyat:a 3 km da Usina

Rompimento tampão núcleo – teto prédio – vazamentode material radioativo à grande altura e distância.




Acidente Nuclear: ChernobylCausas:

Erros dos operadoresmal treinados. defeitos no projeto do

reator – barras de controle.




Acidente Nuclear: ChernobylSeqüência de eventos: 26/04 – acidente no reator

4 decorrente de erros emtestes de turbinas.

26/04 a 04/05 – liberaçãode radioatividade.

27/04 a 05/05 – 1800

helicópteros jogaram 5 miltoneladas de materialextintor de incêndio.

27/04 – evacuação dosmoradores de pripyat.

28/04 – laboratório depesquisas nucleares daDinamarca anuncia o

acidente.




Seqüência de eventos:29/04 – acidente é

divulgado na Alemanha. 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 emissãoradioativa.

23/05 – distribuição de Iodeto de Potássio. Nov/1986 – Sarcófago que abriga o reator ficou pronto.

Sarcófago

do Reator

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 criticalidadeem fábrica de

reprocessamento decombustível nuclear.





Usina de

Reprocessamento:O Urânio queimado em

usinas nucleares éreprocessado antes de ser convertido novamente em

Combustível Nuclear edistribuído pelos 51

reatores do Japão, quegeram 35% de sua energiaelétrica.





Durante o processo,três funcionários

deveriam mergulhar 2,3 kg de UO2 noácido nítrico, que

remove as impurezas.

Desta forma, asreações nuclearesaconteceriam sob

controle, sem haver reação em cadeia.





O acidente aconteceu quando, por engano e pressa emconcluir suas tarefas, foram lançados 16 kg de urânio

enriquecido num tanque só, ou seja, quase oito vezesacima do limite de segurança.

A presença de tantos átomos juntos criou uma reaçãodescontrolada em microssegundos, voando nêutrons

para todo lado, reação esta que só foi controlada no diaseguinte.

A reação nuclear auto-sustentada passou a liberar grande quantidade de energia e radioatividade, como em

um reator nuclear em estado de criticalidade, sendo queem local totalmente impróprio, pois não havia asproteções biológicas normais a uma instalação nuclear.





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 apermanecer em casa por 18h.

Mais tarde, por precaução,

320.000 pessoas num raio de 10km tiveram que deixar suas

casas por 24 horas.




3 trabalhadores foram hospitalizados, com SAR, sendoque dois deles em estado grave, morreram mais tarde.

Os bombeiros foram contaminados porque entraramsem equipamentos de proteção contra radiação


Acidente Nuclear: Fukushima




Usina Nuclear de Fukushima Antes do Acidente




No dia 11 de março, às 14:46h, hora local, o nordeste do Japãofoi atingido por um terremoto de grau 9 na escala Richter.





No momento do terremoto havia três reatores nucleares da Central Nuclearde 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





Uma hora mais tarde uma onda gigante, com 14 metros dealtura (tsunami) atingiu a costa do Japão e entrou vários quilômetros

no território do país.





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 commotores 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 ozircônio do revestimento da vareta de combustível e o vapor d´água

A reação de oxidação do zircônio é exotérmicaZr + 2H2O = ZrO2 + 2 H2





O projeto das usinas foi feito para suportar uma onda máxima de 5,7metros. O tsunami tinha mais de 14 metros de altura.

Os geradores à diesel estavam localizados no subsolo do edifícioauxiliar das turbinas.

Quando o reator perdeu a fonte de energia para as bombas derefrigeração 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 CTemperatura após o acidente: 1200 º C


Sequência do Acidente Fukushima



q

Seqüência do Acidente Fukushima



12 de março Início das explosões.

q

Explosão do Reator 1




• Danos ao prédio do Reator 1, após explosão.

•

Perigo de comprometimento da estrutura do edifício.

q

Nuvem radioativa se espalha.




• Explosão no Reator 3

•

Nuvem radioativa se espalha.

Ações de Emergência



ç g

• Imediatamente após a perda das condições de refrigeração donúcleo 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/h23:20 – 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




• 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 (EscalaInternacional 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.

ç g




• Aplicação de agente químico em diferentes lugares da usinanuclear para evitar a dispersão de partículas radioativas no ar.

• Construção de dois tanques para tratamento de águacontaminada.

• O primeiro com capacidade para 6 milhões de litros e o segundocom capacidade de 4 milhões de litros.

• Com esses tanques deve ser evitado o lançamento de águacontaminada no mar.

• A Tokio Electric Power Corporation – TEPCO anunciou umplano 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.

ç g

Imagens do Acidente



Reatores 1, 2, 3 e 4

67

Imagens do Acidente



68

Reator 3

Imagens do Acidente



Sala de Controle do Reator 1

69

Imagens do Acidente



Sala de Controle do Reator 2

70

Acidentes Radiológicos



g

Publicações da Agência

Internacional de EnergiaAtômica (IAEA)

Publicadas a partir doacidente de Goiânia - 1987

Descrição do acidente

Lições identificadas

Acidente Radiológico de Goiânia, 1987



g ,

Fonte roubada edesmontada num

ferro-velho

4 Mortes

Césio-137: 1335 Ci(51 TBq)

Fonte muitoperigosa

(Categoria 2)

Acidente Radiológico de San Salvador, 1989



San Salvador, El Salvador,05 de fevereiro de 1989

Irradiador de grande porteFonte: Cobalto-60

Atividade: 18 kCi (0,66

PBq) 3 trabalhadores expostos

(SAR) Um trabalhador morto,

seis meses após oacidente

Acidente Radiológico de San Salvador



g

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



g

Acidente Radiológico de Soreq, 1990



Soreq, Israel, 1990

Irradiador de grandeporte Fonte: Cobalto-60 Atividade: 12,6 PBq

(340kCi) Um trabalhador morto, 36

dias após o acidente

Ausência de manual deprocedimentos na línguado país

g q,

Acidente Radiológico de Soreq



g q

Acidente Radiológico de Nesvizh, 1991



Nesvizh, Bielorrússia,

1991 Irradiador de grande

porte

Fonte: Cobalto-60 Atividade: 12,6 PBq

(340kCi)

Um trabalhador morto, 6meses após o acidente

g

Acidente Radiológico de Tammiku, 1994



Tammiku, Estônia, 1994

Roubo de fonte radioativade depósito de rejeitos

Fonte: Césio-137

Atividade: 7 TBq

1 morte, 12 dias após oacidente

g

Acidente Radiológico de Lilo, 1997



Lilo, Geórgia, 1997

Inúmeras fontes órfãsabandonadas em centro

de treinamento

14 Soldados expostos

Fontes: 1 Co-60, 12 Cs-137 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 paraa recuperação da fonte

Necessidade de auxílio

internacional

Acidentes Radiológicos

Nível normal daágua



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



12 horas

2 dias 17 dias

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 comexposições 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 comexposições elevadas

Falha em procedimentos

Acidente Radiológico de Cochabamba, 2003



Cochabamba, Bolívia,

2003 Fonte de gamagrafiaindustrial 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 emcentro de pesquisa nuclear

Experimento com urânioaltamente enriquecido.

Um físico morreu 3 dias apóso acidente, a despeito do

pronto atendimento médico.

Foi requisitada assistênciainternacional.

Acidente Radiológico de Concepción, 2005



Concepción, Chile,dezembro 2005

Trabalhador encontrafonte de Irídio-192 fora de

sua blindagem

Guarda no bolso traseiroesquerdo de sua calça

Foi requisitadaassistência internacional.

Paciente assistido naFrança.

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 naFrança.

Acidente Radiológico do IRD, 2007



Acidente Radiológico do IRD, 2007



Conclusões



Os acidentes nucleares são raros

Os acidentes radiológicos são maiscomuns.

Os AN podem afetar um número

considerável de pessoas, ao passo osAR afetam um número menor depessoas, porém com consequências

muito sérias para estas.

Temos que estar preparados!

Conclusões



EVENTO

Acidente Nuclear de ThreeMile Island (TMI) EUA1979

Acidente Nuclear deCHERNOBYL URSS 1986

Acidente Radiológico deGOIÂNIA, Brasil 1987

IMPLICAÇÃO

SIPRON – Sistema deProteção ao ProgramaNuclear – 1980 – PEL –

Marcílio Dias

PEE – Plano deEmergência Externo

RJ - 1986

Mudança na estratégia doSistema Brasileiro

Integrado de Atendimentoà Emergência



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