Sexta-feira, fevereiro 25 2011 17: 12

Acidentes de Radiação

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Descrição, Fontes, Mecanismos

Além do transporte de materiais radioativos, existem três ambientes nos quais podem ocorrer acidentes de radiação:

  • uso de reações nucleares para produzir energia ou armas, ou para fins de pesquisa
  • aplicações industriais de radiação (radiografia gama, irradiação)
  • pesquisa e medicina nuclear (diagnóstico ou terapia).

 

Os acidentes radiológicos podem ser classificados em dois grupos com base na existência ou não de emissão ou dispersão ambiental de radionuclídeos; cada um desses tipos de acidentes afeta diferentes populações.

A magnitude e a duração do risco de exposição da população em geral dependem da quantidade e das características (meia-vida, propriedades físicas e químicas) dos radionuclídeos emitidos para o meio ambiente (tabela 1). Esse tipo de contaminação ocorre quando há rompimento das barreiras de contenção em usinas nucleares ou locais industriais ou médicos que separam materiais radioativos do meio ambiente. Na ausência de emissões ambientais, apenas os trabalhadores presentes no local ou manuseando equipamentos ou materiais radioativos estão expostos.

Tabela 1. Radionuclídeos típicos, com suas meias-vidas radioativas

radionuclídeo

Símbolo

Radiação emitida

meia-vida física*

Meia-vida biológica
depois da incorporação
*

Bário-133

Ba-133

γ

10.7 y

65 d

Cério-144

Ce 144

β,γ

284 d

263 d

Césio-137

Cs-137

β,γ

30 y

109 d

Cobalto-60

Co-60

β,γ

5.3 y

1.6 y

Iodo-131

I-131

β,γ

8 d

7.5 d

Plutônio-239

Pu-239

α,γ

24,065 y

50 y

Polônio-210

Po-210

α

138 d

27 d

Estrôncio-90

90 Sr

β

29.1 y

18 y

trítio

H-3

β

12.3 anos

10 d

* y = anos; d = dias.

A exposição à radiação ionizante pode ocorrer por três vias, independentemente de a população-alvo ser composta por trabalhadores ou público em geral: irradiação externa, irradiação interna e contaminação da pele e feridas.

A irradiação externa ocorre quando o indivíduo é exposto a uma fonte de radiação extracorpórea, seja pontual (radioterapia, irradiadores) ou difusa (nuvens radioativas e precipitação de acidentes, figura 1). A irradiação pode ser local, envolvendo apenas uma parte do corpo, ou todo o corpo.

Figura 1. Vias de exposição à radiação ionizante após liberação acidental de radioatividade no ambiente

DIS080F1

A radiação interna ocorre após a incorporação de substâncias radioativas no corpo (figura 1) através da inalação de partículas radioativas transportadas pelo ar (por exemplo, césio-137 e iodo-131, presentes na nuvem de Chernobyl) ou ingestão de materiais radioativos na cadeia alimentar (por exemplo , iodo-131 no leite). A irradiação interna pode afetar todo o corpo ou apenas alguns órgãos, dependendo das características dos radionuclídeos: o césio-137 se distribui de maneira homogênea pelo corpo, enquanto o iodo-131 e o estrôncio-90 concentram-se na tireoide e nos ossos, respectivamente.

Finalmente, a exposição também pode ocorrer por contato direto de materiais radioativos com a pele e feridas.

Acidentes envolvendo usinas nucleares

Os locais incluídos nesta categoria incluem estações geradoras de energia, reatores experimentais, instalações para produção e processamento ou reprocessamento de combustível nuclear e laboratórios de pesquisa. Locais militares incluem reatores geradores de plutônio e reatores localizados a bordo de navios e submarinos.

Central nuclear

A captura da energia térmica emitida pela fissão atômica é a base para a produção de eletricidade a partir da energia nuclear. Esquematicamente, as usinas nucleares podem ser pensadas como compreendendo: (1) um núcleo, contendo o material físsil (para reatores de água pressurizada, 80 a 120 toneladas de óxido de urânio); (2) equipamento de transferência de calor incorporando fluidos de transferência de calor; (3) equipamentos capazes de transformar energia térmica em eletricidade, semelhante ao encontrado em usinas não nucleares.

Surtos de energia fortes e súbitos, capazes de causar a fusão do núcleo com emissão de produtos radioativos, são os principais perigos nessas instalações. Três acidentes envolvendo o derretimento do núcleo do reator ocorreram: em Three Mile Island (1979, Pensilvânia, Estados Unidos), Chernobyl (1986, Ucrânia) e Fukushima (2011, Japão) [Editado, 2011].

O acidente de Chernobyl foi o que é conhecido como um acidente de criticidade— isto é, um aumento súbito (no espaço de alguns segundos) na fissão levando a uma perda de controle do processo. Neste caso, o núcleo do reator foi completamente destruído e grandes quantidades de materiais radioativos foram emitidas (tabela 2). As emissões atingiram uma altura de 2 km, favorecendo a sua dispersão por longas distâncias (para todos os efeitos, todo o hemisfério Norte). O comportamento da nuvem radioativa tem se mostrado difícil de analisar, devido às mudanças meteorológicas durante o período de emissão (figura 2) (IAEA 1991).

Tabela 2. Comparação de diferentes acidentes nucleares

Acidente

Tipo de instalação

Acidente
mecanismo

Total emitido
radioatividade (GBq)

de duração
de emissão

principal emitido
radionuclídeos

Collective
dose (hSv)

Khyshtym 1957

Armazenamento de alta
fissão de atividade
Produtos

Explosão química

740x106

Quase
instantâneo

Estrôncio-90

2,500

Escala de vento 1957

Plutônio-
produção
reator

Fogo

7.4x106

Aproximadamente
23 horas

Iodo-131, polônio-210,
césio-137

2,000

Three Mile Island
1979

PWR industrial
reator

Falha do refrigerante

555

?

Iodo-131

16-50

Chernobil 1986

RBMK industrial 
reator

criticamente

3,700x106

Mais de 10 dias

Iodo-131, iodo-132, 
césio-137, césio-134, 
estrôncio-89, estrôncio-90

600,000

Fukushima 2011

 

O relatório final da Força Tarefa de Avaliação de Fukushima será apresentado em 2013.

 

 

 

 

 

Fonte: UNSCEAR 1993.

Figura 2. Trajetória das emissões do acidente de Chernobyl, 26 de abril a 6 de maio de 1986

DIS080F2

Os mapas de contaminação foram elaborados com base nas medições ambientais do césio-137, um dos principais produtos de emissão radioativa (tabela 1 e tabela 2). Áreas da Ucrânia, Bielo-Rússia (Bielorrússia) e Rússia foram fortemente contaminadas, enquanto a precipitação no resto da Europa foi menos significativa (figura 3 e figura 4 (UNSCEAR 1988). A Tabela 3 apresenta dados sobre a área das zonas contaminadas, características do populações expostas e vias de exposição.

Figura 3. Deposição de césio-137 na Bielo-Rússia, Rússia e Ucrânia após o acidente de Chernobyl.

DIS080F3

Figura 4. Precipitação de Césio-137 (kBq/km2) na Europa após o acidente de Chernobyl

 DIS080F4

Tabela 3. Área de zonas contaminadas, tipos de populações expostas e modos de exposição na Ucrânia, Bielo-Rússia e Rússia após o acidente de Chernobyl

Tipo de população

Superfície (km2 )

Tamanho da população (000)

Principais modos de exposição

Populações ocupacionalmente expostas:

Funcionários no local em
o tempo do
acidente
Bombeiros
(primeiro socorro)





Limpeza e alívio
trabalhadores*


 

≈0.44


≈0.12






600-800



Irradiação externa,
inalação, pele
contaminação
do danificado
reator, fragmentos
do reator
dispersos por toda parte
o local, radioativo
vapores e poeiras

Irradiação externa,
inalação, pele
contaminação

Público geral:

Evacuado do
zona proibida em
os primeiros dias



moradores de 
contaminado**
zonas
(Mbq/m2 ) - ( Ci/km2 )
>1.5 (>40)
0.6–1.5 (15–40)
0.2–0.6 (5–15)
0.04–0.2 (1–5)
Residentes de outras zonas <0.04mbq/m2











3,100
7,200
17,600
103,000

115









33
216
584
3,100
280,000

Irradiação externa por
a nuvem, inalação
de radioativo
elementos presentes
na nuvem

Radiação externa de
precipitação, ingestão de
contaminado
Produtos




Irradiação externa
por precipitação, ingestão
de contaminado
Produtos

* Indivíduos participando da limpeza em um raio de 30 km do local. Entre eles estão bombeiros, militares, técnicos e engenheiros que intervieram nas primeiras semanas, assim como médicos e pesquisadores atuantes posteriormente.

** Contaminação por césio-137.

Fonte: UNSCEAR 1988; AIEA 1991.

 

O acidente de Three Mile Island é classificado como um acidente térmico sem fuga do reator e foi o resultado de uma falha no refrigerante do núcleo do reator que durou várias horas. A concha de contenção garantiu que apenas uma quantidade limitada de material radioativo fosse emitida para o meio ambiente, apesar da destruição parcial do núcleo do reator (tabela 2). Embora nenhuma ordem de evacuação tenha sido emitida, 200,000 residentes evacuaram voluntariamente a área.

Finalmente, um acidente envolvendo um reator de produção de plutônio ocorreu na costa oeste da Inglaterra em 1957 (Windscale, tabela 2). Este acidente foi causado por um incêndio no núcleo do reator e resultou em emissões ambientais de uma chaminé de 120 metros de altura.

Instalações de processamento de combustível

As instalações de produção de combustível estão localizadas “a montante” dos reatores nucleares e são o local de extração de minério e transformação física e química do urânio em material físsil adequado para uso em reatores (figura 5). Os principais riscos de acidentes presentes nessas instalações são de natureza química e relacionados à presença de hexafluoreto de urânio (UF6), um composto gasoso de urânio que pode se decompor em contato com o ar para produzir ácido fluorídrico (HF), um gás muito corrosivo.

Figura 5. Ciclo de processamento do combustível nuclear.

DIS080F5

Instalações “a jusante” incluem plantas de armazenamento e reprocessamento de combustível. Quatro acidentes de criticidade ocorreram durante o reprocessamento químico de urânio enriquecido ou plutônio (Rodrigues 1987). Em contraste com os acidentes ocorridos em usinas nucleares, esses acidentes envolveram pequenas quantidades de materiais radioativos – dezenas de quilos no máximo – e resultaram em efeitos mecânicos insignificantes e nenhuma emissão ambiental de radioatividade. A exposição foi limitada a doses muito altas, muito curto prazo (da ordem de minutos) raios gama externos e irradiação de nêutrons dos trabalhadores.

Em 1957, um tanque contendo lixo altamente radioativo explodiu na primeira instalação militar de produção de plutônio da Rússia, localizada em Khyshtym, no sul dos Montes Urais. Mais de 16,000 km2 foram contaminados e 740 PBq (20 MCi) foram emitidos para a atmosfera (tabela 2 e tabela 4).

Tabela 4. Superfície das zonas contaminadas e tamanho da população exposta após o acidente de Khyshtym (Urais 1957), por contaminação por estrôncio-90

Contaminação (kBq/m2 )

(Ci/km2 )

Área (km2 )

População

≥ 37,000

≥ 1,000

20

1,240

≥ 3,700

≥100

120

1,500

≥ 74

≥ 2

1,000

10,000

≥ 3.7

≥ 0.1

15,000

270,000

 

Reatores de pesquisa

Os riscos dessas instalações são semelhantes aos presentes nas usinas nucleares, mas menos graves, dada a menor geração de energia. Ocorreram vários acidentes de criticidade envolvendo irradiação significativa de pessoal (Rodrigues 1987).

Acidentes relacionados ao uso de fontes radioativas na indústria e na medicina (excluindo usinas nucleares) (Zerbib 1993)

O acidente mais comum desse tipo é a perda de fontes radioativas provenientes da radiografia gama industrial, utilizada, por exemplo, para inspeção radiográfica de juntas e soldas. No entanto, fontes radioativas também podem ser perdidas de fontes médicas (tabela 5). Em ambos os casos, dois cenários são possíveis: a fonte pode ser apanhada e mantida por uma pessoa por várias horas (por exemplo, no bolso), depois relatada e restaurada, ou pode ser coletada e levada para casa. Enquanto o primeiro cenário causa queimaduras locais, o segundo pode resultar em irradiação a longo prazo de vários membros do público em geral.

tabela 5. Acidentes envolvendo a perda de fontes radioativas e que resultaram na exposição do público em geral

País (ano)

número de
exposto
indivíduos

número de
exposto
indivíduos
recebendo alta
doses
*

Número de mortes**

Material radioativo envolvido

México (1962)

?

5

4

Cobalto-60

China (1963)

?

6

2

Cobalto 60

Argélia (1978)

22

5

1

Irídio-192

Marrocos (1984)

?

11

8

Irídio-192

México
(Juárez, 1984)

≈4,000

5

0

Cobalto-60

Brasil
(Goiânia, 1987)

249

50

4

Césio-137

China
(Xinhou, 1992)

≈90

12

3

Cobalto-60

Estados Unidos
(Indiana, 1992)

≈90

1

1

Irídio-192

* Indivíduos expostos a doses capazes de causar efeitos agudos ou de longo prazo ou morte.
** Entre os indivíduos que recebem altas doses.

Fonte: Nénot 1993.

 

A recuperação de fontes radioativas de equipamentos de radioterapia tem resultado em diversos acidentes envolvendo a exposição de trabalhadores da sucata. Em dois casos – os acidentes de Juarez e Goiânia – o público em geral também foi exposto (ver tabela 5 e quadro abaixo).


Acidente de Goiânia, 1987

Entre 21 e 28 de setembro de 1987, várias pessoas com vômitos, diarreia, vertigens e lesões de pele em várias partes do corpo foram internadas no hospital especializado em doenças tropicais de Goiânia, cidade de um milhão de habitantes no estado brasileiro de Goiás . Esses problemas foram atribuídos a uma doença parasitária comum no Brasil. No dia 28 de setembro, o médico responsável pela vigilância sanitária da cidade atendeu uma mulher que lhe apresentou uma sacola contendo restos de um aparelho recolhidos em uma clínica abandonada, e um pó que emitia, segundo a mulher, “uma luz azul”. Pensando que o aparelho provavelmente era um equipamento de raio-x, o médico entrou em contato com seus colegas do hospital de doenças tropicais. A Secretaria de Meio Ambiente de Goiás foi avisada e, no dia seguinte, um físico fez as medições no pátio da secretaria de higiene, onde a sacola foi guardada durante a noite. Níveis muito altos de radioatividade foram encontrados. Em investigações subsequentes, a fonte de radioatividade foi identificada como uma fonte de césio-137 (atividade total: aproximadamente 50 TBq (1,375 Ci)) que estava contida em um equipamento de radioterapia usado em uma clínica abandonada desde 1985. O invólucro protetor ao redor do césio havia sido desmontado em 10 de setembro de 1987 por dois trabalhadores de ferro-velho e a fonte de césio, em pó, removida. Tanto o césio quanto os fragmentos das habitações contaminadas foram gradualmente dispersos pela cidade. Várias pessoas que transportaram ou manusearam o material, ou que simplesmente vieram vê-lo (incluindo pais, amigos e vizinhos) foram contaminadas. Ao todo, foram examinadas mais de 100,000 pessoas, das quais 129 estavam gravemente contaminadas; 50 foram hospitalizados (14 por insuficiência medular) e 4, incluindo uma menina de 6 anos, morreram. O acidente teve consequências econômicas e sociais dramáticas para toda a cidade de Goiânia e para o estado de Goiás: 1/1000 da superfície da cidade foi contaminada e o preço dos produtos agrícolas, aluguéis, imóveis e terras caiu. Os habitantes de todo o estado sofreram uma verdadeira discriminação.

Fonte: AIEA 1989a


O acidente de Juarez foi descoberto por acaso (IAEA 1989b). Em 16 de janeiro de 1984, um caminhão que entrou no laboratório científico de Los Alamos (Novo México, Estados Unidos) carregado com barras de aço acionou um detector de radiação. A investigação revelou a presença de cobalto-60 nas barras e rastreou o cobalto-60 até uma fundição mexicana. Em 21 de janeiro, um ferro-velho altamente contaminado em Juarez foi identificado como a fonte do material radioativo. O monitoramento sistemático de estradas e rodovias por detectores resultou na identificação de um caminhão fortemente contaminado. A fonte de radiação final foi determinada como um dispositivo de radioterapia armazenado em um centro médico até dezembro de 1983, quando foi desmontado e transportado para o ferro-velho. No ferro-velho, o invólucro de proteção ao redor do cobalto-60 foi quebrado, liberando os pellets de cobalto. Parte das pelotas caiu no caminhão de transporte de sucata e outras se espalharam pelo ferro-velho durante as operações subsequentes, misturando-se com as demais sucatas.

Ocorreram acidentes envolvendo a entrada de trabalhadores em irradiadores industriais ativos (por exemplo, aqueles usados ​​para conservar alimentos, esterilizar produtos médicos ou polimerizar produtos químicos). Em todos os casos, isso ocorreu devido à falha em seguir os procedimentos de segurança ou a sistemas de segurança e alarmes desconectados ou defeituosos. Os níveis de dose de irradiação externa a que os trabalhadores desses acidentes foram expostos foram altos o suficiente para causar a morte. As doses foram recebidas em alguns segundos ou minutos (tabela 6).

Tabela 6. Principais acidentes envolvendo irradiadores industriais

local, data

Equipamento*

número de
vítimas

Nível de exposição
e duração

órgãos afetados
e tecidos

Dose recebida (Gy),
local

Efeitos médicos

Forbach, agosto de 1991

EA

2

várias deciGy/
segundo

Mãos, cabeça, tronco

40, pele

Queimaduras afetando 25-60% dos
área do corpo

Maryland, dezembro de 1991

EA

1

?

mãos

55, mãos

Amputação bilateral de dedos

Vietnã, novembro de 1992

EA

1

1,000 Gy/minuto

mãos

1.5, corpo inteiro

Amputação da mão direita e um dedo da mão esquerda

Itália, maio de 1975

CI

1

Muitos minutos

Cabeça, corpo inteiro

8, medula óssea

Morte

São Salvador, fevereiro de 1989

CI

3

?

Corpo inteiro, pernas,
pés

3–8, corpo inteiro

2 amputações de perna, 1 morte

Israel, junho de 1990

CI

1

minutos 1

Cabeça, corpo inteiro

10-20

Morte

Bielorrússia, outubro de 1991

CI

1

Muitos minutos

Todo o corpo

10

Morte

* EA: acelerador de elétrons CI: irradiador de cobalto-60.

Fonte: Zerbib 1993; Nenot 1993.

 

Finalmente, o pessoal médico e científico que prepara ou manuseia fontes radioativas pode ser exposto através da contaminação da pele e feridas ou inalação ou ingestão de materiais radioativos. Deve-se notar que este tipo de acidente também é possível em usinas nucleares.

Aspectos de saúde pública do problema

padrões temporais

O Registro de Acidentes de Radiação dos Estados Unidos (Oak Ridge, Estados Unidos) é um registro mundial de acidentes de radiação envolvendo seres humanos desde 1944. Para ser incluído no registro, um acidente deve ter sido objeto de um relatório publicado e resultar em danos corporais exposição superior a 0.25 Sievert (Sv), ou exposição da pele superior a 6 Sv ou exposição de outros tecidos e órgãos superior a 0.75 Sv (consulte "Estudo de caso: o que significa dose?" para uma definição de dose). Acidentes que são de interesse do ponto de vista da saúde pública, mas que resultaram em exposições mais baixas, são excluídos (veja abaixo uma discussão sobre as consequências da exposição).

A análise dos dados cadastrais de 1944 a 1988 revela um claro aumento tanto na freqüência de acidentes radioativos quanto no número de indivíduos expostos a partir de 1980 (tabela 7). O aumento no número de indivíduos expostos provavelmente é explicado pelo acidente de Chernobyl, particularmente os aproximadamente 135,000 indivíduos inicialmente residindo na área proibida dentro de 30 km do local do acidente. Os acidentes de Goiânia (Brasil) e Juarez (México) também ocorreram nesse período e envolveram significativa exposição de muitas pessoas (tabela 5).

Tabela 7. Acidentes de radiação listados no registro de acidentes de Oak Ridge (Estados Unidos) (mundial, 1944-88)

 

1944-79

1980-88

1944-88

Número total de acidentes

98

198

296

Número de indivíduos envolvidos

562

136,053

136,615

Número de indivíduos expostos a doses superiores a
critérios de exposição*

306

24,547

24,853

Número de mortes (efeitos agudos)

16

53

69

* 0.25 Sv para exposição de corpo inteiro, 6 Sv para exposição da pele, 0.75 Sv para outros tecidos e órgãos.

 

Populações potencialmente expostas

Do ponto de vista da exposição à radiação ionizante, existem duas populações de interesse: as populações expostas ocupacionalmente e o público em geral. O Comitê Científico das Nações Unidas sobre os Efeitos da Radiação Atômica (UNSCEAR 1993) estima que 4 milhões de trabalhadores em todo o mundo foram expostos ocupacionalmente à radiação ionizante no período de 1985-1989; destes, aproximadamente 20% foram empregados na produção, uso e processamento de combustível nuclear (tabela 8). Estima-se que os países membros da AIEA possuam 760 irradiadores em 1992, dos quais 600 eram aceleradores de elétrons e 160 irradiadores gama.

Tabela 8. Padrão temporal da exposição ocupacional à radiação ionizante no mundo (em milhares)

Atividade

1975-79

1980-84

1985-89

Processamento de combustível nuclear*

560

800

880

Aplicações militares**

310

350

380

Aplicações industriais

530

690

560

As aplicações médicas

1,280

1,890

2,220

Total

2,680

3,730

4,040

* Produção e reprocessamento de combustível: 40,000; operação do reator: 430,000.
** incluindo 190,000 funcionários a bordo.

Fonte: UNSCEAR 1993.

 

O número de instalações nucleares por país é um bom indicador do potencial de exposição do público em geral (figura 6).

Figura 6. Distribuição de reatores geradores de energia e usinas de reprocessamento de combustível no mundo, 1989-90

DIS080F6

Efeitos na saúde

Efeitos diretos na saúde da radiação ionizante

Em geral, os efeitos da radiação ionizante na saúde são bem conhecidos e dependem do nível de dose recebida e da taxa de dose (dose recebida por unidade de tempo (ver "Estudo de caso: o que significa dose?").

efeitos determinísticos

Estes ocorrem quando a dose excede um determinado limite e a taxa de dose é alta. A gravidade dos efeitos é proporcional à dose, embora o limiar da dose seja específico do órgão (tabela 9).

Tabela 9. Efeitos determinísticos: limites para órgãos selecionados

Tecido ou efeito

Dose única equivalente
recebido no órgão (Sv)

Testículos:

Esterilidade temporária

0.15

Esterilidade permanente

3.5-6.0

Ovários:

Esterilidade

2.5-6.0

Lentes cristalinas:

Opacidades detectáveis

0.5-2.0

Visão prejudicada (catarata)

5.0

Medula óssea:

Depressão da hematopoiese

0.5

Fonte: ICRP 1991.

Nos acidentes como os discutidos acima, os efeitos determinísticos podem ser causados ​​por irradiação local intensa, como aquela causada por irradiação externa, contato direto com uma fonte (por exemplo, uma fonte extraviada apanhada e embolsada) ou contaminação da pele. Tudo isso resulta em queimaduras radiológicas. Se a dose local for da ordem de 20 a 25 Gy (tabela 6, "Estudo de caso: o que significa dose?") pode ocorrer necrose tecidual. Uma síndrome conhecida como síndrome de irradiação aguda, caracterizada por distúrbios digestivos (náuseas, vômitos, diarreia) e aplasia da medula óssea de gravidade variável, pode ser induzida quando a dose média de irradiação de corpo inteiro excede 0.5 Gy. Deve ser lembrado que a irradiação de corpo inteiro e local pode ocorrer simultaneamente.

Nove dos 60 trabalhadores expostos durante acidentes críticos em usinas de processamento de combustível nuclear ou reatores de pesquisa morreram (Rodrigues 1987). Os falecidos receberam de 3 a 45 Gy, enquanto os sobreviventes receberam de 0.1 a 7 Gy. Os seguintes efeitos foram observados nos sobreviventes: síndrome de irradiação aguda (efeitos gastrointestinais e hematológicos), catarata bilateral e necrose de membros, exigindo amputação.

Em Chernobyl, o pessoal da usina, bem como o pessoal de emergência que não usava equipamento de proteção especial, sofreu alta exposição à radiação beta e gama nas primeiras horas ou dias após o acidente. Quinhentas pessoas precisaram de hospitalização; 237 indivíduos que receberam irradiação de corpo inteiro exibiram síndrome de irradiação aguda e 28 indivíduos morreram apesar do tratamento (tabela 10) (UNSCEAR 1988). Outros receberam irradiação local dos membros, em alguns casos afetando mais de 50% da superfície do corpo e continuam a sofrer, muitos anos depois, múltiplas doenças de pele (Peter, Braun-Falco e Birioukov 1994).

Tabela 10. Distribuição de pacientes com síndrome de irradiação aguda (AIS) após o acidente de Chernobyl, por gravidade do quadro

Gravidade da AIS

Dose equivalente
(Gi)

número de
assuntos

número de
mortes (%)

Sobrevivência média
período (dias)

I

1-2

140

-

-

II

2-4

55

1 (1.8)

96

III

4-6

21

7 (33.3)

29.7

IV

>6

21

20 (95.2)

26.6

Fonte: UNSCEAR 1988.

efeitos estocásticos

Estes são de natureza probabilística (ou seja, sua frequência aumenta com a dose recebida), mas sua gravidade é independente da dose. Os principais efeitos estocásticos são:

  • Mutação. Isso foi observado em experimentos com animais, mas tem sido difícil de documentar em humanos.
  • Câncer. O efeito da irradiação sobre o risco de desenvolver câncer foi estudado em pacientes recebendo radioterapia e em sobreviventes dos bombardeios de Hiroshima e Nagasaki. UNSCEAR (1988, 1994) resume regularmente os resultados desses estudos epidemiológicos. A duração do período de latência é tipicamente de 5 a 15 anos a partir da data de exposição, dependendo do órgão e tecido. A Tabela 11 lista os cânceres para os quais foi estabelecida uma associação com radiação ionizante. Excessos significativos de câncer foram demonstrados entre os sobreviventes dos bombardeios de Hiroshima e Nagasaki com exposições acima de 0.2 Sv.
  • Tumores benignos selecionados. Adenomas benignos da tireoide.

 

Tabela 11. Resultados de estudos epidemiológicos sobre o efeito da alta taxa de dose de irradiação externa no câncer

site de câncer

Hiroxima/Nagasaki

Outros estudos
Nº positivo/
nº total
1

 

Mortalidade

Incidência

 

Sistema hematopoiético

     

Leucemia

+*

+*

6/11

Linfoma (não especificado)

+

 

0/3

Linfoma não-Hodgkin

 

+*

1/1

Mieloma

+

+

1/4

Cavidade oral

+

+

0/1

Glândulas salivares

 

+*

1/3

Sistema digestivo

     

Esôfago

+*

+

2/3

Estômago

+*

+*

2/4

Intestino delgado

   

1/2

Cólon

+*

+*

0/4

Reto

+

+

3/4

Fígado

+*

+*

0/3

Vesícula biliar

   

0/2

Pâncreas

   

3/4

Sistema respiratório

     

Laringe

   

0/1

Traquéia, brônquios, pulmões

+*

+*

1/3

Pele

     

Não especificado

   

1/3

Melanoma

   

0/1

Outros cânceres

 

+*

0/1

Peito (mulheres)

+*

+*

9/14

Sistema reprodutivo

     

Útero (não específico)

+

+

2/3

corpo uterino

   

1/1

Ovários

+*

+*

2/3

Outras mulheres)

   

2/3

Próstata

+

+

2/2

Sistema urinário

     

Bexiga

+*

+*

3/4

Rins

   

0/3

Outros

   

0/1

Sistema nervoso central

+

+

2/4

Tiróide

 

+*

4/7

Osso

   

2/6

Tecido conjuntivo

   

0/4

Todos os cânceres, exceto leucemias

   

1/2

+ Locais de câncer estudados nos sobreviventes de Hiroshima e Nagasaki.
* Associação positiva com radiação ionizante.
1 Coorte (incidência ou mortalidade) ou estudos de caso-controle.

Fonte: UNSCEAR 1994.

 

Dois pontos importantes sobre os efeitos da radiação ionizante permanecem controversos.

Em primeiro lugar, quais são os efeitos da irradiação de baixa dose (abaixo de 0.2 Sv) e baixas taxas de dose? A maioria dos estudos epidemiológicos examinou sobreviventes dos bombardeios de Hiroshima e Nagasaki ou pacientes recebendo terapia de radiação – populações expostas por períodos muito curtos a doses relativamente altas – e as estimativas do risco de desenvolver câncer como resultado da exposição a doses baixas e as taxas de dose dependem essencialmente em extrapolações dessas populações. Vários estudos de trabalhadores de usinas nucleares, expostos a baixas doses ao longo de vários anos, relataram riscos de câncer para leucemia e outros cânceres que são compatíveis com extrapolações de grupos de alta exposição, mas esses resultados permanecem não confirmados (UNSCEAR 1994; Cardis, Gilbert e Carpenter 1995).

Em segundo lugar, existe uma dose limite (ou seja, uma dose abaixo da qual não há efeito)? Isso é atualmente desconhecido. Estudos experimentais demonstraram que danos ao material genético (DNA) causados ​​por erros espontâneos ou fatores ambientais são constantemente reparados. No entanto, esse reparo nem sempre é eficaz e pode resultar em transformação maligna das células (UNSCEAR 1994).

Outros efeitos

Finalmente, deve ser observada a possibilidade de efeitos teratogênicos devido à irradiação durante a gravidez. Microcefalia e retardo mental foram observados em crianças nascidas de mulheres sobreviventes dos bombardeios de Hiroshima e Nagasaki que receberam irradiação de pelo menos 0.1 Gy durante o primeiro trimestre (Otake, Schull e Yoshimura 1989; Otake e Schull 1992). Não se sabe se esses efeitos são determinísticos ou estocásticos, embora os dados sugiram a existência de um limiar.

Efeitos observados após o acidente de Chernobyl

O acidente de Chernobyl é o acidente nuclear mais grave ocorrido até hoje. No entanto, mesmo agora, dez anos após o fato, nem todos os efeitos na saúde das populações mais expostas foram avaliados com precisão. Há várias razões para isso:

  • Alguns efeitos aparecem apenas muitos anos após a data de exposição: por exemplo, cânceres de tecido sólido geralmente levam de 10 a 15 anos para aparecer.
  • Como decorreu algum tempo entre o acidente e o início dos estudos epidemiológicos, alguns efeitos ocorridos no período inicial após o acidente podem não ter sido detectados.
  • Dados úteis para a quantificação do risco de câncer nem sempre foram coletados em tempo hábil. Isto é particularmente verdadeiro para os dados necessários para estimar a exposição da glândula tireoide aos iodetos radioativos emitidos durante o incidente (telúrio-132, iodo-133) (Williams et al. 1993).
  • Finalmente, muitos indivíduos inicialmente expostos posteriormente deixaram as zonas contaminadas e provavelmente foram perdidos para acompanhamento.

 

Trabalhadores. Atualmente, informações completas não estão disponíveis para todos os trabalhadores que foram fortemente irradiados nos primeiros dias após o acidente. Estão em andamento estudos sobre o risco de os trabalhadores de limpeza e socorro desenvolverem leucemia e câncer de tecidos sólidos (ver tabela 3). Esses estudos enfrentam muitos obstáculos. O acompanhamento regular do estado de saúde dos trabalhadores de limpeza e socorro é muito dificultado pelo fato de que muitos deles vieram de diferentes partes da ex-URSS e foram reenviados depois de trabalhar no local de Chernobyl. Além disso, a dose recebida deve ser estimada retrospectivamente, pois não há dados confiáveis ​​para esse período.

População geral. Até o momento, o único efeito plausivelmente associado à radiação ionizante nessa população é o aumento, a partir de 1989, da incidência de câncer de tireoide em crianças menores de 15 anos. Isso foi detectado na Bielo-Rússia (Belarus) em 1989, apenas três anos após o incidente, e foi confirmado por vários grupos de especialistas (Williams et al. 1993). O aumento foi particularmente notável nas áreas mais contaminadas da Bielorrússia, especialmente na região de Gomel. Enquanto o câncer de tireoide era normalmente raro em crianças com menos de 15 anos (taxa de incidência anual de 1 a 3 por milhão), sua incidência aumentou dez vezes em nível nacional e vinte vezes na área de Gomel (tabela 12, figura 7) (Stsjazhko et al. 1995). Um aumento de dez vezes na incidência de câncer de tireoide foi subsequentemente relatado nas cinco áreas mais contaminadas da Ucrânia, e um aumento no câncer de tireoide também foi relatado na região de Bryansk (Rússia) (tabela 12). Suspeita-se de um aumento entre os adultos, mas não foi confirmado. Programas sistemáticos de triagem realizados nas regiões contaminadas permitiram a detecção de cânceres latentes presentes antes do acidente; programas ultrassonográficos capazes de detectar cânceres de tireoide tão pequenos quanto alguns milímetros foram particularmente úteis nesse sentido. A magnitude do aumento da incidência em crianças, somada à agressividade dos tumores e seu rápido desenvolvimento, sugere que os aumentos observados no câncer de tireoide se devem em parte ao acidente.

Tabela 12. Padrão temporal da incidência e número total de cânceres de tireoide em crianças na Bielorrússia, Ucrânia e Rússia, 1981-94

 

Incidência* (/100,000)

Número de casos

 

1981-85

1991-94

1981-85

1991-94

Bielorrússia

O país inteiro

0.3

3.06

3

333

área de gomel

0.5

9.64

1

164

Ucrânia

O país inteiro

0.05

0.34

25

209

Cinco mais pesadamente
áreas contaminadas

0.01

1.15

1

118

Rússia

O país inteiro

?

?

?

?

Bryansk e
áreas de Kaluga

0

1.00

0

20

* Incidência: razão entre o número de casos novos de uma doença em um determinado período e o tamanho da população estudada no mesmo período.

Fonte: Stsjazhko et al. 1995.

 

Figura 7. Incidência de câncer de tireoide em crianças menores de 15 anos na Bielorrússia

DIS080F7

Nas zonas mais fortemente contaminadas (por exemplo, a região de Gomel), as doses de tireóide foram altas, particularmente entre as crianças (Williams et al. 1993). Isso é consistente com as emissões significativas de iodo associadas ao acidente e com o fato de que o iodo radioativo, na ausência de medidas preventivas, se concentrará preferencialmente na glândula tireoide.

A exposição à radiação é um fator de risco bem documentado para câncer de tireoide. Aumentos claros na incidência de câncer de tireoide foram observados em uma dúzia de estudos de crianças recebendo radioterapia na cabeça e pescoço. Na maioria dos casos, o aumento foi claro dez a 15 anos após a exposição, mas foi detectado em alguns casos dentro de três a sete anos. Por outro lado, os efeitos em crianças da irradiação interna por iodo-131 e por isótopos de iodo de meia-vida curta não estão bem estabelecidos (Shore 1992).

A magnitude e o padrão precisos do aumento nos próximos anos da incidência de câncer de tireoide nas populações mais expostas devem ser estudados. Os estudos epidemiológicos em andamento devem ajudar a quantificar a associação entre a dose recebida pela glândula tireoide e o risco de desenvolver câncer de tireoide, além de identificar o papel de outros fatores de risco genéticos e ambientais. Deve-se notar que a deficiência de iodo é generalizada nas regiões afetadas.

Um aumento na incidência de leucemia, particularmente leucemia juvenil (uma vez que as crianças são mais sensíveis aos efeitos da radiação ionizante), é esperado entre os membros mais altamente expostos da população dentro de cinco a dez anos após o acidente. Embora esse aumento ainda não tenha sido observado, as fragilidades metodológicas dos estudos realizados até o momento impedem que conclusões definitivas sejam tiradas.

Efeitos psicossociais

A ocorrência de problemas psicológicos crônicos mais ou menos graves após traumas psicológicos está bem estabelecida e tem sido estudada principalmente em populações confrontadas com desastres ambientais como inundações, erupções vulcânicas e terremotos. O estresse pós-traumático é uma condição grave, duradoura e incapacitante (APA 1994).

A maior parte do nosso conhecimento sobre o efeito de acidentes de radiação em problemas psicológicos e estresse é extraído de estudos realizados na sequência do acidente de Three Mile Island. No ano seguinte ao acidente, efeitos psicológicos imediatos foram observados na população exposta, e as mães de crianças pequenas, em particular, exibiram maior sensibilidade, ansiedade e depressão (Bromet et al. 1982). Além disso, foi observado um aumento na depressão e nos problemas relacionados à ansiedade em trabalhadores de usinas elétricas, em comparação com trabalhadores de outras usinas elétricas (Bromet et al. 1982). Nos anos seguintes (ou seja, após a reabertura da usina), aproximadamente um quarto da população pesquisada apresentou problemas psicológicos relativamente significativos. Não houve diferença na frequência de problemas psicológicos no resto da população pesquisada, em comparação com as populações de controle (Dew e Bromet 1993). Os problemas psicológicos foram mais frequentes entre os indivíduos que viviam perto da usina, sem rede de apoio social, com histórico de problemas psiquiátricos ou que haviam evacuado sua casa no momento do acidente (Baum, Cohen e Hall 1993).

Estudos também estão em andamento entre as populações expostas durante o acidente de Chernobyl e para quem o estresse parece ser um importante problema de saúde pública (por exemplo, trabalhadores de limpeza e socorro e indivíduos que vivem em uma zona contaminada). No momento, porém, não há dados confiáveis ​​sobre a natureza, gravidade, frequência e distribuição dos problemas psicológicos nas populações-alvo. Os factores que devem ser tidos em conta na avaliação das consequências psicológicas e sociais do acidente nos residentes das zonas contaminadas incluem a dura situação social e económica, a diversidade dos sistemas de compensação disponíveis, os efeitos da evacuação e reassentamento (cerca de 100,000 adicionais pessoas foram reassentadas nos anos seguintes ao acidente) e os efeitos das limitações do estilo de vida (por exemplo, modificação da nutrição).

Princípios de Prevenção e Diretrizes

Princípios e diretrizes de segurança

Uso industrial e médico de fontes radioativas

Embora seja verdade que os principais acidentes de radiação relatados ocorreram todos em usinas nucleares, o uso de fontes radioativas em outros locais resultou em acidentes com sérias conseqüências para os trabalhadores ou para o público em geral. A prevenção de acidentes como esses é essencial, principalmente diante do prognóstico decepcionante em casos de exposição a altas doses. A prevenção depende do treinamento adequado dos trabalhadores e da manutenção de um inventário abrangente do ciclo de vida das fontes radioativas, que inclua informações sobre a natureza e a localização das fontes. A IAEA estabeleceu uma série de diretrizes e recomendações de segurança para o uso de fontes radioativas na indústria, medicina e pesquisa (Safety Series No. 102). Os princípios em questão são semelhantes aos apresentados a seguir para usinas nucleares.

Segurança em usinas nucleares (IAEA Safety Series No. 75, INSAG-3)

O objetivo aqui é proteger os seres humanos e o meio ambiente da emissão de materiais radioativos em qualquer circunstância. Para tanto, é necessário aplicar uma variedade de medidas ao longo do projeto, construção, operação e descomissionamento de usinas nucleares.

A segurança das usinas nucleares depende fundamentalmente do princípio da “defesa em profundidade”, ou seja, a redundância de sistemas e dispositivos projetados para compensar erros e deficiências técnicas ou humanas. Concretamente, os materiais radioativos são separados do meio ambiente por uma série de barreiras sucessivas. Em reatores de produção de energia nuclear, a última dessas barreiras é a estrutura de contenção (ausente no local de Chernobyl, mas presente em Three Mile Island). Para evitar a quebra dessas barreiras e limitar as consequências das quebras, três medidas de segurança devem ser praticadas ao longo da vida operacional da usina: controle da reação nuclear, resfriamento do combustível e contenção de material radioativo.

Outro princípio essencial de segurança é a “análise da experiência operacional” — ou seja, usar informações obtidas de eventos, mesmo os menores, ocorridos em outros locais para aumentar a segurança de um local existente. Assim, a análise dos acidentes de Three Mile Island e Chernobyl resultou na implementação de modificações destinadas a garantir que acidentes semelhantes não ocorram em outros lugares.

Por último, refira-se que têm sido desenvolvidos esforços significativos na promoção de uma cultura de segurança, ou seja, uma cultura continuamente sensível às preocupações de segurança relacionadas com a organização, atividades e práticas da fábrica, bem como com o comportamento individual. Para aumentar a visibilidade de incidentes e acidentes envolvendo usinas nucleares, foi desenvolvida uma escala internacional de eventos nucleares (INES), idêntica em princípio às escalas utilizadas para medir a gravidade de fenômenos naturais como terremotos e ventos (tabela 12). No entanto, esta escala não é adequada para a avaliação da segurança de um local ou para a realização de comparações internacionais.

Tabela 13. Escala internacional de incidentes nucleares

Nível

Fora do local

No local

Estrutura protetora

7—Acidente grave

Emissão principal,
saúde extensiva
e ambiental
efeitos

   

6-Acidente grave

Emissão significativa,
pode exigir a aplicação de todas as contra-medidas.

   

5—Acidente

Emissão limitada,
pode necessitar
a aplicação de
algum contra-
medidas.

Danos sérios a
reatores e estruturas de proteção

 

4—Acidente

Baixa emissão, público
exposição aproximando-se dos limites de exposição

Danos aos reatores
e protetor
estruturas, fatais
exposição dos trabalhadores

 

3-Incidente grave

Emissão muito baixa,
exposição pública
abaixo dos limites de exposição

Grave
nível de contaminação, efeitos graves sobre
saúde dos trabalhadores

Acidente mal evitado

2—Incidente

 

contaminação grave
nível, superexposição dos trabalhadores

Falhas graves das medidas de segurança

1—Anormalidade

   

Anormalidade além
limites funcionais normais

0—Disparidade

Sem significado de
ponto de vista da segurança

 

 

Princípios de proteção do público em geral contra a exposição à radiação

Em casos que envolvam a exposição potencial do público em geral, pode ser necessário aplicar medidas de proteção destinadas a prevenir ou limitar a exposição à radiação ionizante; isso é particularmente importante se os efeitos determinísticos devem ser evitados. As primeiras medidas que devem ser aplicadas em caso de emergência são evacuação, abrigo e administração de iodo estável. O iodo estável deve ser distribuído às populações expostas, pois isso saturará a tireoide e inibirá sua captação de iodo radioativo. Para ser eficaz, no entanto, a saturação da tireoide deve ocorrer antes ou logo após o início da exposição. Finalmente, reassentamento temporário ou permanente, descontaminação e controle da agricultura e alimentação podem eventualmente ser necessários.

Cada uma dessas contramedidas tem seu próprio “nível de ação” (tabela 14), que não deve ser confundido com os limites de dose ICRP para trabalhadores e público em geral, desenvolvidos para garantir proteção adequada em casos de exposição não acidental (ICRP 1991).

Tabela 14. Exemplos de níveis genéricos de intervenção para medidas de proteção para a população em geral

Medida de proteção

Nível de intervenção (dose evitada)

Urgência

Contenção

10 mSv

Evacuação

50 mSv

Distribuição de iodo estável

100 mGy

Atrasado

reassentamento temporário

30 mSv em 30 dias; 10 mSv nos próximos 30 dias

reassentamento permanente

1 Sv vida útil

Fonte: AIEA 1994.

Necessidades de pesquisa e tendências futuras

A pesquisa de segurança atual concentra-se em melhorar o projeto de reatores geradores de energia nuclear – mais especificamente, na redução do risco e dos efeitos do derretimento do núcleo.

A experiência adquirida com acidentes anteriores deve levar a melhorias no manejo terapêutico de indivíduos gravemente irradiados. Atualmente, o uso de fatores de crescimento de células da medula óssea (fatores de crescimento hematopoiéticos) no tratamento de aplasia medular induzida por radiação (falha no desenvolvimento) está sendo investigado (Thierry et al. 1995).

Os efeitos de baixas doses e taxas de dose de radiação ionizante permanecem obscuros e precisam ser esclarecidos, tanto do ponto de vista puramente científico quanto para fins de estabelecimento de limites de dose para o público em geral e para os trabalhadores. Pesquisas biológicas são necessárias para elucidar os mecanismos carcinogênicos envolvidos. Os resultados de estudos epidemiológicos em grande escala, especialmente aqueles atualmente em andamento em trabalhadores de usinas nucleares, devem ser úteis para melhorar a precisão das estimativas de risco de câncer para populações expostas a baixas doses ou taxas de dose. Estudos em populações que são ou foram expostas à radiação ionizante devido a acidentes devem ajudar a entender melhor os efeitos de doses mais altas, geralmente administradas em baixas taxas de dose.

A infra-estrutura (organização, equipamentos e ferramentas) necessária para a coleta oportuna de dados essenciais para a avaliação dos efeitos dos acidentes de radiação sobre a saúde deve estar pronta bem antes do acidente.

Finalmente, é necessária uma extensa pesquisa para esclarecer os efeitos psicológicos e sociais dos acidentes de radiação (por exemplo, a natureza e a frequência e os fatores de risco para reações psicológicas pós-traumáticas patológicas e não patológicas). Esta pesquisa é essencial para melhorar o manejo de populações expostas ocupacionalmente e não ocupacionalmente.

 

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