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Acidentes Radiológicos e
Nucleares
Raul dos Santos
Denizart Silveira de Oliveira Filho
Divisão de Atendimento a Emergências
Radiológicas e Nucleares
IRD/CNEN
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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 ou
potenciais são relevantes sob o ponto de vista
de proteção radiológica.
Acidente Nuclear Emergência Nuclear e Radiológica
Acidente Radiológico Emergência Radiológica
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Acidentes Nucleares: ocorrem em reatores nucleares,instalações do ciclo do combustível nuclear e notransporte de Combustíveis Nucleares.
Acidentes Nucleares e Radiológicos
Reatores Nucleares
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Fissão Nuclear
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Esquema de funcionamento do Reator PWR de Angra
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Esquema de funcionamento do Reator BWR de Fukushima
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Comparação do funcionamento do Reator PWR e BWR
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Reator de Pesquisa do IPEN
Reator IEA-R1 tipo Piscina
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Reator de Pesquisa do IEN
Reator Argonalta – Tipo PWR
Reator de Pesquisa do CDTN
Reator Triga – Tipo Piscina
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Instalações do Ciclo do Combustível Nuclear
Acidentes Nucleares e Radiológicos
(a)
Pastilhas de Urânio
enriquecido a 3,5%
em U-235
Na natureza:
U-238 99,2 %
U-235 0,7 %
Outros 0,1%
(b)
Elemento combustível
acabado (novo) fabricado
na FCN/INB em Rezende.
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Elementos Combustíveis para Reatores BWR
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Instalações do Ciclo do Combustível Nuclear
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Acidentes Nucleares e Radiológicos
Complexo Industrial de Caetité, BA
INB, Minas de Urânio
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Fábrica de Combustível Nuclear, Resende, RJ
INB
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Transporte de Hexafluoreto de Urânio – Rio/Resende
Acidentes Nucleares e RadiológicostTransporte de Combustível Nuclear
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Acidentes Nucleares e Radiológicos
Transporte de Elementos Combustíveis FCN-CNAAA
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Acidentes Nucleares e Radiológicos
Acidentes Radiológicos: envolvem fontes ou geradoresde radiação ionizante utilizadas em diversas práticas.
Podem ocorrem em qualquer lugar.
RADIOTERAPIA
Teleterapia - Co60 74 a 296
TBq
= 5
anos
e
Fontes de Radiação Ionizante
Radioterapia
Teleterapia
Fonte Selada
27Co60
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Acidentes Nucleares e Radiológicos
Radioterapia - Teleterapia – Fonte Selada 55Cs137
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Radioterapia – Braquiterapia – Fontes
55Cs137; 77Ir
192; 88Ra226; 53I
125,131; 79Au198
Betaterapia - 38Sr90; 15P
32
Fontes
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Medicina Nuclear Diagnóstica – principais Radiofármacos 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.
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Radiografia Industrial
Radiografia com Raios X em chapas e componentes de
avião
Radiografia com raios
(Gamagrafia) em tubulações
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Radiografia Industrial – tipo de ensaio não destrutivoque usa Raios-X ou para verificar descontinuidades ou defeitosem soldas de vasos, tubulações, chapas e outras estruturas.
Raios-X: radiografia usadapara obter imagens de soldas oudo interior de materiais poucodensos ou pouco espessos.
Raios (Gamagrafia):radiografia usada para obterimagens de soldas ou do interiorde materiais densos como aço,ferro e estruturas de concreto,uma vez que os raios são maispenetrantes que os raios-X.
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Radiografia Industrial – Gamagrafia - Equipamentos
Cobalto-60 Selênio-75
Irídio-192
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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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 em Indústria de Bebida (Am-241;
Cs-137; Co-60)
Medidor de Nível na
Indústria Siderúrgica (Co-60)
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Medidores Nucleares
Medidor de Peso em Mineradoras
(Pm-147; Fe-55; Tl-204)
Medidor de Gramatura na Indústria de Papel (Kr-65;
Am-241)
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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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 Gama de Grande Porte
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Irradiadores de Grande Porte - Esterilização de:
Produtos cirúrgicos Produtos médicos
Produtos farmacêuticos
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Irradiadores de Grande Porte – esterilização de alimentos
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Irradiadores de Grande Porte – esquema da instalação
Irradiador de Co-60
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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FONTES NÃO ENCAPSULADAS
TRAÇADORES RADIOATIVOS
• Medidas de vazão
• Ensaios de perdas de
tubulações
• Hidrologia
• Controle de poluição
de águas
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Radiodiagnóstico — Raios-X Odontológico
Geradores de Radiação Ionizante
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Radiodiagnóstico — Raios-X Diagnóstico
Radiografia (chapa fotográfica); Fluoroscopia (tela fluoroscópica); Radioscopia (Tela de TV) – Contrastes - Cateterismo;
Pneumoencefalograma; Pneumopelvigrafia; Tomografia Computadorizada; Tomografia Cerebral.
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Radioterapia - Teleterapia – Acelerador Linear
Raios-X
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Fontes Órfãs de Radiação Ionizante
Indústrias Siderúrgicas: Fontes em Sucata
CST, junho 2003
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Incêndio na Fábrica da Poesi
Rio de Janeiro, abril 2004
Fonte de Kr-85
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Geradores Termo-Elétricos
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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… podendo ser facilmente
removidos pelo público! ...
…falta total de segurança ! …
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Em alguns casos, parte da blindagem
presente ... Mas, não a fonte !
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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Bomba Suja (“RDD”)
Radioactive
Dispersal
Device
Acidentes Nucleares e Radiológicos
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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 erro
operacional.
Aquecimento e fusão parcial do núcleo do reator.
Vazamento de radioatividade até 16 Km da usina, com
intensidade 8 vezes à letal, 140 mil pessoas evacuadas.
Acidentes Nucleares
Nenhum óbito.
Caos de comando.
Informações conflitantes.
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Three_Mile_Island_%28color%29.jpg
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Acidente Nuclear: TMI
Lições Identificadas:
Necessidade de integração dos Planos de
Emergência: Convencional + Nuclear.
Necessidade de uma Cadeia de Comando
bem definida.
Importância da comunicação com a mídia.
No Brasil: criação do SIPRON (Sistema de
Proteção ao Programa Nuclear Brasileiro).
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Acidente Nuclear: Chernobyl
26/04/1986
Usina nuclear – Ucrânia –União Soviética (US).
Pior acidente nuclear.
Nuvem radioativa na US, Europa Ocidental,
Escandinávia e Reino Unido.
Extensas áreas contaminadas, evacuadas e
interditadas.
Níveis de contaminação 400 vezes maior que a bomba
atômica de Hiroshima.
Evacuação e reassentamento de 200 mil
pessoas.
Efeitos tardios: câncer de tireóide em 56 pessoas.
59 mortes.
+ 3940 estimadas.
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Acidente Nuclear: Chernobyl
A Instalação:
Pripyat – Ucrânia.
4 reatores de 1 GW de energia elétrica cada.
10% da energia elétrica na Ucrânia.
O Acidente:
Explosão de vapor no reator 4 – incêndio –
explosões adicionais –Fusão do Núcleo do reator.
Centro da cidade de Pripyat:
a 3 km da Usina
Rompimento tampão núcleo – teto prédio – vazamento
de material radioativo à grande altura e distância.
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Acidente Nuclear: Chernobyl
Causas:
Erros dos operadores mal treinados.
defeitos no projeto do reator – barras de controle.
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Acidente Nuclear: Chernobyl
Seqüência de eventos:
26/04 – acidente no reator 4 decorrente de erros em
testes de turbinas. 26/04 a 04/05 – liberação
de radioatividade. 27/04 a 05/05 – 1800
helicópteros jogaram 5 mil toneladas de material extintor de incêndio.
27/04 – evacuação dos moradores de pripyat. 28/04 – laboratório de pesquisas nucleares da
Dinamarca anuncia o acidente.
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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.
Acidente Nuclear: Chernobyl
15 e 16/05 – novos focos de incêndio e emissão radioativa.
23/05 – distribuição de Iodeto de Potássio.
Nov/1986 – Sarcófago que abriga o reator ficou pronto.
Sarcófago
do Reator
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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 criticalidade
em fábrica de
reprocessamento de
combustível nuclear.
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Acidente Nuclear: Tokaimura
Usina de
Reprocessamento:
O Urânio queimado em
usinas nucleares é
reprocessado antes de ser
convertido novamente em
Combustível Nuclear e
distribuído pelos 51
reatores do Japão, que
geram 35% de sua energia
elétrica.
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Acidente Nuclear: Tokaimura
Durante o processo,
três funcionários
deveriam mergulhar
2,3 kg de UO2 no
ácido nítrico, que
remove as impurezas.
Desta forma, as
reações nucleares
aconteceriam sob
controle, sem haver
reação em cadeia.
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Acidente Nuclear: Tokaimura
O acidente aconteceu quando, por engano e pressa em concluir suas tarefas, foram lançados 16 kg de urânio enriquecido num tanque só, ou seja, quase oito vezes
acima do limite de segurança.
A presença de tantos átomos juntos criou uma reação descontrolada em microssegundos, voando nêutrons
para todo lado, reação esta que só foi controlada no dia seguinte.
A reação nuclear auto-sustentada passou a liberar grande quantidade de energia e radioatividade, como em um reator nuclear em estado de criticalidade, sendo que
em local totalmente impróprio, pois não havia as proteções biológicas normais a uma instalação nuclear.
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Acidente Nuclear: Tokaimura
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 a
permanecer em casa por 18h.
Mais tarde, por precaução,
320.000 pessoas num raio de 10
km tiveram que deixar suas
casas por 24 horas.
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3 trabalhadores foram hospitalizados, com SAR, sendo
que dois deles em estado grave, morreram mais tarde.
Os bombeiros foram contaminados porque entraram
sem equipamentos de proteção contra radiação
Acidente Nuclear: Tokaimura
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Acidente Nuclear: Fukushima
Usina Nuclear de Fukushima Antes do Acidente
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No dia 11 de março, às 14:46h, hora local, o nordeste do Japão
foi atingido por um terremoto de grau 9 na escala Richter.
Acidente Nuclear: Fukushima
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No momento do terremoto havia três reatores nucleares da Central Nuclear de 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
Acidente Nuclear: Fukushima
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Uma hora mais tarde uma onda gigante, com 14 metros de
altura (tsunami) atingiu a costa do Japão e entrou vários quilômetros
no território do país.
Acidente Nuclear: Fukushima
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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 com
motores 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 o
zircônio do revestimento da vareta de combustível e o vapor d´água
A reação de oxidação do zircônio é exotérmica
Zr + 2H2O = ZrO2 + 2 H2
Acidente Nuclear: Fukushima
-
O projeto das usinas foi feito para suportar uma onda máxima de 5,7
metros. O tsunami tinha mais de 14 metros de altura.
Os geradores à diesel estavam localizados no subsolo do edifício
auxiliar das turbinas.
Quando o reator perdeu a fonte de energia para as bombas de
refrigeração 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 C
Temperatura após o acidente: 1200 º C
Acidente Nuclear: Fukushima
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Sequência do Acidente Fukushima
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12 de março Início das explosões.
Seqüência do Acidente Fukushima
Explosão do Reator 1
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• Danos ao prédio do Reator 1, após explosão.
• Perigo de comprometimento da estrutura do edifício.
Seqüência do Acidente Fukushima
Nuvem radioativa se espalha.
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• Explosão no Reator 3
• Nuvem radioativa se espalha.
Seqüência do Acidente Fukushima
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Ações de Emergência
• Imediatamente após a perda das condições de refrigeração do
núcleo 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/h
23:20 – 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
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• 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 (Escala
Internacional 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.
Ações de Emergência
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• Aplicação de agente químico em diferentes lugares da usina
nuclear para evitar a dispersão de partículas radioativas no ar.
• Construção de dois tanques para tratamento de água
contaminada.
• O primeiro com capacidade para 6 milhões de litros e o segundo
com capacidade de 4 milhões de litros.
• Com esses tanques deve ser evitado o lançamento de água
contaminada no mar.
• A Tokio Electric Power Corporation – TEPCO anunciou um
plano 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.
Ações de Emergência
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Imagens do Acidente
Reatores 1, 2, 3 e 4
67
-
Imagens do Acidente
68
Reator 3
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Sala de Controle do Reator 1
69
Imagens do Acidente
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Sala de Controle do Reator 2
70
Imagens do Acidente
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Acidentes Radiológicos
Publicações da Agência
Internacional de Energia
Atômica (IAEA)
Publicadas a partir do
acidente de Goiânia - 1987
Descrição do acidente
Lições identificadas
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Acidente Radiológico de Goiânia, 1987
Fonte roubada e
desmontada num
ferro-velho
4 Mortes
Césio-137: 1335 Ci
(51 TBq)
Fonte muito
perigosa
(Categoria 2)
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Acidente Radiológico de San Salvador, 1989
San Salvador, El Salvador, 05 de fevereiro de 1989
Irradiador de grande porte Fonte: Cobalto-60
Atividade: 18 kCi (0,66 PBq)
3 trabalhadores expostos (SAR)
Um trabalhador morto, seis meses após o
acidente
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Acidente Radiológico de San Salvador
Situação prévia:
Equipamento importado do Canadá
Ausência de controle regulatório (em 1975)
Operadores sem treinamento formal (idem)
Guerra civil
Degradação das barreiras de proteção
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Acidente Radiológico de San Salvador
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Soreq, Israel, 1990
Irradiador de grande porte
Fonte: Cobalto-60
Atividade: 12,6 PBq (340kCi)
Um trabalhador morto, 36 dias após o acidente
Ausência de manual de procedimentos na língua
do país
Acidente Radiológico de Soreq, 1990
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Acidente Radiológico de Soreq
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Nesvizh, Bielorrússia,
1991
Irradiador de grande
porte
Fonte: Cobalto-60
Atividade: 12,6 PBq
(340kCi)
Um trabalhador morto, 6
meses após o acidente
Acidente Radiológico de Nesvizh, 1991
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Tammiku, Estônia, 1994
Roubo de fonte radioativa de depósito de rejeitos
Fonte: Césio-137
Atividade: 7 TBq
1 morte, 12 dias após o acidente
Acidente Radiológico de Tammiku, 1994
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Lilo, Geórgia, 1997
Inúmeras fontes órfãs
abandonadas em centro
de treinamento
14 Soldados expostos
Fontes: 1 Co-60, 12 Cs-
137 e 200 Ra-226
Acidente Radiológico de Lilo, 1997
-
Acidente Radiológico de Lilo
-
Lia, Geórgia, 2002
Gerador Termonuclear
3 lenhadores expostos
Fonte: Sr-90
Operação complexa para
a recuperação da fonte
Necessidade de auxílio
internacional
Acidente Radiológico de Lia, 2002
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Acidentes RadiológicosNível normal da água
Rio Ingury, Geórgia
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Istambul, Turquia, 1998
Fontes órfãs encontradas
em ferro-velho
Fonte: Cobalto-60
18 membros do público
expostos
Acidente Radiológico de Istambul, 1998
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Yanango, Peru, 1999
Roubo de fonte radioativa
Gamagrafia industrial
Fonte: Irídio-192
Atividade: 1.37 TBq
Acidente Radiológico de Yanango, 1999
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Acidente Radiológico de Yanango
12 horas
2 dias17 dias
10 meses
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Samut Prakarn, Tailândia,
2000
Fonte órfã encontrada
Aberta em ferro-velho
Fonte: Cobalto-60
Atividade: 15.7 TBq
3 Mortes
Acidente Radiológico de Samut, 2000
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San José, Costa Rica, 1996.
Hospital San Juan de Dios.
Teleterapia: Co-60
115 pacientes com exposições elevadas.
Erro no cálculo das doses.
Acidente Radiológico de San José, 1996
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Cidade do Panamá,
Panamá, 2001
Exposição acidental de
pacientes
Falha em procedimentos
Acidente Radiológico da cidade do Panamá, 2001
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Bialystok, Polônia, 2001
Centro Tratamento de
Câncer
5 pacientes com
exposições elevadas
Falha em procedimentos
Acidente Radiológico de Bialystok, 2001
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Cochabamba, Bolívia,
2003
Fonte de gamagrafia
industrial transportada
em ônibus de viagem,
sem autorização
Fonte: Irídio-192
Atividade: 0,67 TBq
Acidente Radiológico de Cochabamba, 2003
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• Gilan, Irã, 2003
• Fonte órfã encontrada
• Fonte: Ir-192
• Atividade: 0,185 TBq
Acidente Radiológico de Gilan, 2003
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Acidentes Radiológicos: Gilan
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Sarov, Rússia, 1997
Excursão de criticalidade em
centro de pesquisa nuclear
Experimento com urânio
altamente enriquecido.
Um físico morreu 3 dias após
o acidente, a despeito do
pronto atendimento médico.
Foi requisitada assistência
internacional.
Acidente Radiológico de Sarov,1997
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Acidente Radiológico de Concepción, 2005
Concepción, Chile,
dezembro 2005
Trabalhador encontra
fonte de Irídio-192 fora de
sua blindagem
Guarda no bolso traseiro
esquerdo de sua calça
Foi requisitada
assistência internacional.
Paciente assistido na
França.
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Acidente Radiológico de Concepción
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Acidente Radiológico de Concepción
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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 na
França.
Acidente Radiológico de Quito, 2009
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Acidente Radiológico do IRD, 2007
-
Acidente Radiológico do IRD, 2007
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Conclusões
Os acidentes nucleares são raros
Os acidentes radiológicos são mais
comuns.
Os AN podem afetar um número
considerável de pessoas, ao passo os
AR afetam um número menor de
pessoas, porém com consequências
muito sérias para estas.
Temos que estar preparados!
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EVENTO
Acidente Nuclear de Three
Mile Island (TMI) EUA
1979
Acidente Nuclear de
CHERNOBYL URSS 1986
Acidente Radiológico de
GOIÂNIA, Brasil 1987
IMPLICAÇÃO
SIPRON – Sistema de
Proteção ao Programa
Nuclear – 1980 – PEL –
Marcílio Dias
PEE – Plano de
Emergência Externo
RJ - 1986
Mudança na estratégia do
Sistema Brasileiro Integrado de Atendimento
à Emergência
Conclusões
-
Obrigado!
(21) 2442 2539
(21) 9218 6602