radioatividade rochas
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A radioatividade em Rochas
Resulta principalmente da presença de minerais acessórios como; monazita, alanita, zirconita, etc..
A exposição á radioatividade em rochas
� Principais vias de exposição: externa e interna (inalação de radônio)
� Radionuclídeos de interesse: Ra-226 (U-238), Th-232 (Ra-228) e K-40;
A radioatividade em rochas Brasileiras
� Compilação dos resultados de 180 amostras (Salas, 2005; Anjos 2005, 2011 e Conti 2013)
Ra-226: 5 a 600 Bq/kg Ra-228: 2 a 530 Bq/kg K-40: 190 a 2797 Bq/kg
Quadro comparativo de concentrações em rochas
País Número
de amostras
Concentração média de isótopos
radioativos (Bq kg-1)
Ra-226 Ra-228 K-40
Grécia 121 74±5 85±5 881±30
Grécia 16 64±13 81±20 1104±102
Turquia 42 88±7 95±10 1055±103
Italia 20 112±27 107±27 1063±121
China 238 90±11 94±14 1060±21
Japão 89 43±5 72±7 1004±36
Brasil 180 54±31 121±103 1557±439
Crosta
terrestre
40 40 400
A exposição á radioatividade em rochas
� Dose externa depende: do radionuclídeo, quantidadetotal do radionuclídeo no material, tempo deexposição, posição do indivíduo no local
Dext=Fo.Cv.DCF.Fg
Valores de parâmetros para granito
ParâmetrosValor
utilizadoVariação
Taxa de ventilação (h-1) 0,55 0,2 e 1,5 h-1
Taxa de emanação em granito 0,08 0,04 e 0,12
Densidade (g.cm-³) 2,65 2,6 e 2,7
Porosidade 0,01 0,005 e 0,015
Coeficiente de difusão de Rn (m².s-1) 5,3E-8 8 E-08 e 3 E-07
Dimensões do quarto cujo piso é recoberto com granito, de espessura: 3 cm:
4.0 × 5.0 × 2.8 m ;
Taxa de ocupação 80%, relative a 7000 horas/ano
Código computacional RESRAD build
Concentração de Rn-222 e dose devido a rochas brasileiras
Valor
médiomín-max Nível investigação
Dose Externa (mSv/ano) 0,2 0,01 e 0,61* 1
Concentração de Rn-222
(Bq m-3)0,08 0,07 e 8,6 300
Dose Rn-222
(mSv.ano-1)0,006 0,001 e 0,07 10
* 3 amostras apresentaram valor de dose > 0,3 mSv/ano.
ÍNDICES
� O uso de um valor normalizado que possa ser comparado;
� Baseado em equivalências de concentração & taxa de dose gama.
� Assim as taxas de dose gama são equivalentes para:
370 Bq/kg de Ra-226= 259 Bq/kg Th-232=4810 Bq/kg K-40
� ���� � ���226+1,43 CRa228+0.007CK40
� valor limite recomendado é 370 Bq.kg-1
ÍNDICES
� Índice de risco externo (Hex), utilizado para indicar se o material pode ser utilizado; Hex<1 (Krieger (1981)
� Considera dose limitada a 1,5 mSv.a-1
� Foi derivado para paredes com espessura ilimitada e cômodo sem janelas e portas;
� ��� ����
370��������
259������
4810
ÍNDICES
� Índice alfa proposto pelos países nórdicos (Nordic, 2000)
� Quando a concentração de Ra- 226 no material excedeo valor de 200 Bq kg-1, é possível que a exalação do material resulte numa concentração de Rn-222 no ar de 200 Bq m-3
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Mas, 200 Bq kg-1 corresponde a:Concentração de Rn-222 no ar= 2,8 Bq m-3
Dose Rn-222 por RESRAD build = 0,12 mSv/ano
Índice Comunidade Européia� Comunidade Européia (EC-112, 1999)
� O material de construção não deve contribuir para:� Concentração de Rn-222 > 200 Bq/m3
� Dose externa > 1 mSv/a controle entre 0,3 e 1 mSv/a; isento se a contribuição para a dose externa for <0,3 mSv/a
� Índice de concentração de atividade: para descriminação (screening)
) ������
3000+�/-.�
�� ����
300+�/-.�
�������
200+�/-.
Índice Comunidade Européia
� Considera-se para derivação deste índice o concreto: material usado em 4 paredes, piso e solo.
� Permanência de 7000 h/a num cômodo 4mx5mx2,8 m, backgound 50 nGy/h, espessura de parede 20 cm
� Para corrigir as considerações
Critério de dose 0,3 mSva-1 1,0 mSva-1
Materiais usados em grandes
quantidades, Ex. concretoI<0,5 I<1
Materiais superficiais e com uso restrito
ex.: telhas, placas divisórias
I<2 I<6,0
Distribuição de dados segundo Índice da Comunidade Européia
-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
Índice Concentração em Atividade
0
10
20
30
40
50
60
70N
úm
ero
de O
bse
rvaçõ
es
165 amostras (92%) com índices inferiores ao nível de isenção <2
Índices China� National standard GB6566-200X (2010)
� As construções são divididas em:� Construção civil
� Classe I:residências, escolas, hospitais, escritórios, hoteis
� Classe II:shoppings, livrarias,museus, academias, restaurantes, etc..
� Construção industrial
� O material de construção é subdividido em diferentes classes segundo o uso:� Material principal (material utilizado para estrutura:concreto, etc..)
� Material decorativo: classe A, B e C.
� São consideradas dois tipos de exposições: � interna (radônio): IRa e externa: IR.
Critérios Chineses
Uso IRa Ir
Material principal ≤1 ≤1
Materiais decorativos
Classe A ≤1 ≤1,3
Classe B
usada só para classe II
≤1,3 ≤1,9
Classe C
usada só para
superfícies externas
≤2,8
-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Índice Externo
0
20
40
60
80
100
120
Núm
ero
de O
bse
rvaçõ
es
1.3
144 amostras (80%) com índice ≤1,3 que podem ser utilizadas em qualquer tipo de construção
24 amostras (13%) com índice >1,3 e ≤1,9 que só podem ser utilizadas em shopping, museus,etc
10 amostras (5 %) com índice >1,9 e ≤2,8 que só podem ser utilizadas externamente
2 amostras (2 %) com índice >2,8 que não podem ser utilizadas?
1.9 2.8
-0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5
Índice Interno
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Núm
ero
de O
bse
rvaçõ
es
172 amostras com Ira ≤1 que podem ser utilizadas em qualquer tipo de construção
5 amostras com Ira >1 e ≤1,3 que podem ser utilizadas em shopping, museus, etc..
3 amostras com Ira >1,3
1,3
ParâmetroValores
Min-maxMédia
Valor de
referência
% de amostras que
suplantam valor de
referênciaC
on
cen
tra
ç
õe
s (B
q/k
g)
Ra-228 2- 530 121 1000 0
Ra-226 5 – 600 54 1000 0
K-40 190 – 2797 1557 10000 0
Iatv (CE) 0,1 - 4,0 1,3 2 8 (15 amostras)
Iatv (CE) 0,1 - 4,0 1,3 6 0
Ir (China) 0,1 - 3,2 1,0 1,3 20 (36 amostras)
Ir (China) 0,1 - 3,2 1,0 1,9 5 (10 amostras)
Ira (China) 0,02 - 3,0 0,3 1 4(8 amostras)
Dose externa (mSv) 0,01 - 0,61 0,2 1 0
Dose Rn-222
(mSv)0,001- 0,07 0,006 10 0
Concentração Rn-222
(Bq/m³)0,07 - 8,6 0,08 300 0
Conclusões
� Os valores das concentrações de Ra-226, Ra-228 e K-40 em rochas brasileiras são inferiores aos valores de referência preconizado pela IAEA e pela CNEN;
� Os valores estimados para concentração de Rn-222, doses externas e interna, utilizando parâmetros específicos para rocha, são também inferiores aos níveis recomendados;
� Valores de taxa de emanação (exalação) são escassos para as rochas. Como é um parâmetro muito importante para a estimativa da concentração e da dose, é importante obter valores para as rochas brasileiras;
� A comparação entre os valores de dose com os índices utilizados para descriminar a utilização do material evidenciou a supestimativa da dose e do risco por estes índices, que vem sendo amplamente utilizados. Este estudo evidencia a necessidade de um melhor entendimento e de revisão destes índices.