As doses resultantes da contaminação ambiental por radônio e seus filhos em residências geram discussões entre pesquisadores sobre os reais danos biológicos que elas possam causar. De um lado as agências de proteção radiológica adotam o modelo proposto por vários pesquisadores de que qualquer dose, por menor que seja, pode produzir dano. Por outro lado, outros cientistas acham desnecessárias medidas restritivas pois os danos biológicos só seriam prováveis para doses bem mais altas que aquelas ocasionadas em exposições residenciais. Independente da relação entre dose e efeito, a disponibilidade de dados sobre concentrações em residências serve de base para que estudos epidemiológicos possam ser realizados, e uma melhor análise dos efeitos biológicos de baixas doses se efetive. O objetivo deste trabalho é contribuir para a dosimetria de radônio e filhos através da determinação da concentração média de radônio e dos filhos alfa emissores em residências da cidade de São Paulo. Foram efetuadas medidas separadas da concentração de 222Rn e da concentração total de emissores alfa no ar, também foram realizadas estimativas da dose gama durante o estudo. Com as concentrações medidas foi possível a estimativa da concentração de filhos de radônio (218Po e 214Po), os elementos que mais contribuem para a dose no corpo humano. Para a realização deste trabalho foram utilizados monitores passivos de 222Rn com detectores plásticos LR115 e CR39, e detectores termoluminescentes. Três métodos diferentes de medida da concentração em separado de 222Rn foram testados, sendo dois com LR115 e um com CR39. Os detectores plásticos foram analisados em um sistema semi-automático de análise de imagens. Foram realizadas duas exposições de aproximadamente seis meses (em 2003 e 2004) em residências da cidade São Paulo e um total de 170 residências foi monitorado. A média geométrica da concentração de 222Rn obtida na cidade foi 25 Bq.m-3. Valores entre 11 e 109 Bq.m-3 foram encontrados. O resultado verificado na cidade de São Paulo é menor que a média mundial, é aproximadamente 1/3 da concentração média encontrada na Europa e, é comparável a outros valores na América do Sul. Foi feita uma análise das concentrações obtidas de acordo com as características das residências e posição geográfica na cidade. Os resultados apontam que locais com maior ventilação, mais afastadas do solo e com piso de carpete ou madeira apresentam menores níveis de contaminação ambiental. Por outro lado, menor taxa de ventilação, localização em andares térreos e pisos de cimento ou cerâmica contribuem para o aumento das concentrações. Houve pequena variação das concentrações com relação à posição geográfica na cidade, sendo que as maiores concentrações foram encontradas no extremo sul da cidade nos distritos de Parelheiros e Grajaú. Não foi encontrada correlação entre a concentração total de emissores alfa e a taxa de dose gama. A média geométrica da concentração de filhos de radônio no ar resultou em 77 Bq.m-3. O valor encontrado para a contribuição dos filhos de radônio na concentração total de emissores alfa é muito significativo, aproximadamente 70% do total, maior que o verificado em estudo similar. Também não foi encontrada forte correlação entre a concentração de 222Rn e a de filhos no ar, o que indica a necessidade da determinação das duas componentes para uma dosimetria mais adequada. / There are several discussions among scientists about the actual biological effects that doses due to radon and progeny contamination in residences can cause. Radiation rotection agencies adopted the model proposed by various scientists, that any dose, with no threshold, might produce biological damage. On the other hand, other scientists believe that very restrict laws are excessive, because damages would be possible only for doses higher than those received in dwellings. Regardless of the dose-effect relation, data about radon concentration in residences are important and are a base for epidemiological studies that improve the knowledge about biological effects of low doses. The aim of this work is to contribute to radon and daughters dosimetry by the assessment of radon and progeny (alpha emitters) concentration in dwellings of the city of São Paulo. Radon concentration was measured separately from total alpha emission concentration in air. Also, gamma doses were evaluated during this study. With the measured concentrations it was possible to estimate the concentration of radon progeny (218Po and 214Po), the radionuclides which most contribute to the human dose. Monitoring was carried out using time-integrated passive 222Rn monitors with LR115 and CR39 plastic detectors, and thermoluminescent detectors. Three methods of radon concentration measurements were tested, two based on LR115 and the third with CR39. Plastic detectors were analyzed with a semi-automatic image analysis system. Two exposures were made during approximately six months (in 2003 and 2004) in dwellings in the city of São Paulo. 170 residences were monitored. Results show a geometric mean of 25 Bq.m-3 for 222Rn concentration. Values ranged from 11 to 109 Bq.m-3. The result is lower than the world average, it is approximately 1/3 of the average concentration in the Europe, and it is comparable to other results in South America. An analysis of radon and progeny concentrations in relation to residence characteristics and geographic position was made. Results point that places with good ventilation, second floor constructions and carpet or wood floor covering present lower concentrations. On the other hand, low ventilation rate, ground floor construction, and cement or ceramics covering contribute to higher radon and progeny concentration. There was low variation of levels with the geographic position in the city, and the higher concentrations were found in the south of the city, in Parelheiros and Grajaú districts. No correlation was found between total alpha emission concentration and gamma dose rate. Results of progeny concentration in the air show geometric mean of 77 Bq.m-3. The contribution of radon daughters to the total alpha emission oncentration is very significant, approximately 70%, higher than the value found in a similar work. No strong correlation was found between 222Rn concentration and progeny concentration in the air, indicating that the determination of both the concentrations is necessary for a more adequate dosimetry.

Os radionuclídeos naturais de origem primordial, ou terrestres, são encontrados em quantidades variadas em todo meio ambiente. Nas residências, um importante incremento de dose (INDOOR), é devido aos materiais de construção, que contribuem tanto com a dose externa gama, proveniente das séries do 238U, 235U e 232Th e do radionuclídeo isolado 40K, quanto com a dose interna que é devida principalmente à inalação do 222Rn. Uma vez que rochas graníticas são amplamente utilizadas como materiais de construção, tanto estruturais como de revestimento, estas podem tornar-se uma importante fonte de dose, dependendo das concentrações de radioatividade que apresentem, e da forma e quantidade que são aplicadas nas construções. Neste trabalho foi gerado um banco de dados para rochas graníticas do escudo cristalino paranaense (principalmente da Região Metropolitana de Curitiba, RMC), que são utilizadas na construção civil avaliando em termos de proteção radiológica o incremento da dose, externa e interna, causada pela utilização destes materiais. Também foram estudadas as possíveis correlações entre a concentração de atividade de 226Ra, taxa de exalação de 222Rn, densidade, porosidade e composição química (teor de óxidos constituintes) nestas amostras. A dose externa foi avaliada por meio da técnica de espectrometria gama com detector de germânio hiperpuro, onde as concentrações de atividade dos radionuclídeos 226Ra, 232Th e 40K são os parâmetros utilizados em modelos dosimétricos (Índices Dosimétricos), os quais estabelecem limites máximos permitidos de acordo com forma, quantidade e aplicação do material de construção. Para o cálculo da dose efetiva anual externa foi adotado o modelo de sala com dimensões 4 m x 5 m x 2,8 m e todas as paredes são revestidas internamente com granitos de espessura de 2 cm e considerando o tempo de exposição anual de 7000 h, conforme sugerido pela Comissão Européia de Proteção Radiológica para materiais de revestimento interno supercial. A exposição interna foi avaliada a partir da concentração de radônio no ar da sala modelo, simulada a partir do valor da taxa de exalação supercial de 222Rn. A taxa de exalação foi determinada pela técnica de detecção passiva utilizando detectores sólidos de traços nucleares (CR-39) por meio da técnica do recipiente selado, considerando taxa de ventilação de 0,5 h-1 e tempo de exposição anual de 7000 h . Os resultados destes estudos mostram que o incremento da dose efetiva anual externa variou de (62 ± 3) μSv.a-1 a (138 ± 1) μSv.a-1 e o incremento da dose efetiva anual interna variou de (0,39 ± 0,04) μSv.a-1 a (70 ± 4) μSv.a-1. Estes valores estão abaixo do limite máximo de 1 mSv.a-1 sugerido pela Comissão Européia de Proteção Radiológica, portanto os granitos avaliados neste trabalho podem ser utilizados sem implicações radiológicas desde que obedecido o cenário descrito. Os valores obtidos para a contribuição devida à dose interna variaram de 1 % a 78 % dos valores obtidos para a respectiva dose externa, mostrando que a contribuição do radônio varia fortemente com o tipo da rocha. Os resultados das correlações entre taxa de exalação supercial de 222Rn, concentração de atividade de 226Ra, densidade, porosidade e principais óxidos componentes das amostras, mostraram que, em termos de inuência na fração de emanação do radônio, o parâmetro mais importante é a densidade, devido a baixa porosidade e a semelhança em termos de composição química entre as amostras. / Primordial, or terrestrial natural radionuclides, are found in dierent amounts in the environment. In dwellings, an important dose increment is due to building materials, which contribute for both the external gamma dose from the radionuclides of the 238U, 235U and 232Th series and the natural 40K and the internal dose, due mainly to 222Rn inhalation. Once granitic rocks are widely used both as construction materials or structural flooring, those rocks can become an important dose source, depending on the content of concentrations of radioactivity, and the construction application. In this work, a database for granitic rocks of the crystalline shield of Paraná (mainly in the Metropolitan Region of Curitiba, RMC), used in civil construction, was generated, evaluating in terms of radiological protection the external and internal dose increments, caused by the use of these materials. Also, possible correlations between the 226Ra activity concentration, the 222Rn exhalation rate, density, porosity and chemical composition (oxide content) in these samples had been studied. The external dose was assessed by gamma-ray spectrometry with High-Purity Germanium detectors, where the activity concentration of the radionuclides 232Th, 226Ra and 40K are the parameters used in dosimetric models (Dosimetric Indexes), which established limits in accordance with the form, amount and application of material of construction. For the calculation of the annual eective external dose it was assumed a room model with dimensions of 4 m x 5 m x 2.8 m and all walls internally covered with 2 cm thickness of granite and an annual exposure time of 7000 h as suggested by the European Commission of Radiological Protection for internal supercial coating materials. The internal exposure was assessed from the radon concentration in the air of the room model, simulated from the supercial exhalation rate of 222Rn. The exhalation rate was determined by the passive detection technique with the Solid State Nuclear Track Detectors (CR-39) and the sealed can technique, assuming a ventilation rate of 0.5 h-1 and an annual exposure time of 7000 h. The results for this studies show that the annual eective dose ranged from (62 ± 3) μSv.y1 to (138 ± 1) μSv.y-1 and the internal annual eective dose ranged from (0,39 ± 0,04) μSv.y-1 to (70 ± 4) μSv.y-1. These values are below the maximum limit of 1 mSv.y-1 suggested by the European Commission of Radiological Protection, meaning that the granitic rocks evaluated can be used without radiological implications since the considered scenario is obeyed. The values obtained for the contribution due to the internal dose ranged from 1 % to 78 % of the values obtained for the respective external dose showing the radon contribution varies strongly with the rock type. The results of the correlations between 222Rn supercial exhalation rate, 226Ra activity concentration, density, porosity and major oxides of the samples, showed that, in terms of inuence in the emanation fraction of radon, the most important parameter is the density, due to low porosity and similarity in terms of chemical composition amid the studied samples.

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Agradecemos a compreensão. on 2016-05-18T14:27:24Z (GMT) / Submitted by JULIANA APARECIDA GALHARDI null (julianagalhardi@yahoo.com.br) on 2016-05-18T14:31:46Z No. of bitstreams: 1 Tese_Doutorado_JulianaAparecidaGalhardi_GMA2.pdf: 7291998 bytes, checksum: e20e8ae35419de9453e2aac0d008f1fe (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-05-18T16:45:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 galhardi_ja_dr_rcla.pdf: 7291998 bytes, checksum: e20e8ae35419de9453e2aac0d008f1fe (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-18T16:45:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 galhardi_ja_dr_rcla.pdf: 7291998 bytes, checksum: e20e8ae35419de9453e2aac0d008f1fe (MD5) Previous issue date: 2016-04-06 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / O carvão mineral representa a maior fonte de combustível não renovável no Brasil para geração de energia elétrica. Em Figueira, Paraná, o carvão extraído pela Companhia Carbonífera do Cambuí abastece a termelétrica do município e faz parte da maior reserva ainda em exploração no estado, tendo sido lá registrada a ocorrência anômala de urânio. Para a avaliação de impactos radiológicos associados às atividades de extração, beneficiamento e queima do carvão mineral na área, foi realizada uma avaliação da composição das águas e solos amostrados na área em termos químicos e radiométricos, além do uso de organismos como biomonitores para a verificação dos níveis de contaminação atmosférica e dos solos. Por meio das análises, realizadas no Laboratório de Isótopos e Hidroquímica - Unesp, Rio Claro, Brasil, e no Laboratório de Física Nuclear Aplicada - Universidade de Sevilha, Sevilha, Espanha, foi observado que efluentes ácidos são originados a partir da oxidação de minerais de sulfeto e resultam em um acréscimo da taxa de solubilização de radionuclídeos nas águas subterrâneas e superficiais da região. À jusante da área da mineração, o pH nas águas dos rios foi mais ácido e o teor de algumas espécies químicas mais elevado, o que pode ser devido à descarga de efluentes ácidos provenientes da mineração. O mesmo comportamento foi verificado para os solos. Nas águas subterrâneas, as concentrações de atividade dos radionuclídeos foram notavelmente mais elevadas nas áreas de processamento do carvão, de disposição dos rejeitos e à jusante da planta da mina. Por meio do biomonitoramento, a eficácia de algumas espécies de líquens e musgos como bioindicadores da qualidade do ar em áreas afetadas por mina de carvão e termelétrica foi testada e comprovada, sendo que o 210Po foi o radionuclídeo que apresentou as maiores concentrações de atividade nas espécies investigadas. Por meio das razões 234U/238U foi possível verificar a infiltração de efluentes ácidos nas águas subterrâneas, assim como uma contribuição das cinzas lançadas pela termelétrica para o conteúdo dos radionuclídeos nos solos, sedimentos e também para os líquens, musgos, soja e trigo. O transporte dos radionuclídeos reflete a importância do monitoramento da concentração de suas atividades nas águas naturais, solos e na biota, devido aos riscos que a radioatividade pode representar para a saúde humana. / Coal represents the largest source of non-renewable fuels in Brazil for electric power generation. In the city of Figueira, Paraná State, the coal extracted by Cambuí Company supplies the thermal power plant in the city and is part of the largest reserve that is nowadays being exploited in the area, where it was registered anomalous occurrence of uranium. For the evaluation of radiological impacts associated with the extraction, processing and burning of coal in the area, it was carried out an investigation of the water and soil chemical and radiological composition and some organisms were evaluated as biomonitors for the investigation of the air and soil pollution. Through the analysis, carried out in the Laboratório de Isótopos e Hidroquímica - Unesp, Rio Claro, Brazil, and Laboratorio de Física Nuclear Aplicada - Universidad de Sevilla, Spain, it was observed that acid effluents are generated from the oxidation of sulfide minerals and can result in an increase in the solubilization rate of radionuclides, enhancing the possibility of groundwater and soil contamination at levels of difficult treatment and recovery. Downstream of the mining area, the pH in the rivers waters was more acidic and the content of some chemical species was higher, probably due to the discharge of acid effluent from the mine. The same behavior was observed for the soils. In groundwater, the radionuclides activity concentrations were significantly higher in the areas of the coal industrial processing and in the tailings pile and downstream of the mine. Through the biomonitoring, the efficiency of some species of lichens and mosses as bioindicators of the air quality in areas affected by coal mine and thermal power plant has been tested and proven. 210Po was the radionuclide that showed the highest activity concentration in the investigated species. Through the 234U/ 238U rates it was observed the infiltration of acidic effluents into the groundwater, as well as a contribution of the fly ashes from the thermal plant for the radionuclides content in soils, sediments and also in lichens, mosses, soybeans and wheat. The radionuclides transport reflects the importance of monitoring the concentration of its activities in natural waters, soil and also in the biota due to the risks that radioactivity can represents to human health.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:28:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:56:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

La miniaturisation croissante des transistors MOS a rendu les mémoires RAM de plus en plus sensibles aux particules alpha émises par les éléments radioactifs naturellement présents dans les matériaux utilisés dans la fabrication de ces mémoires. En effet, au niveau du sol, le taux d'erreurs logiques déclenchées par ces particules est comparable à celui déclenché par les neutrons issus du rayonnement cosmique. L'objectif principal de ce travail de thèse est la mise au point de méthodes d'évaluation de ce taux et permettre par la suite de proposer des solutions technologiques. Ainsi, dans le cadre d'une approche théorique, nous avons développé des modèles permettant d'évaluer le taux des erreurs logiques déclenchées par les chaines de l'uranium et du thorium dans un état d'équilibre séculaire mais aussi de déséquilibre. Ceci passe par une identification des radioéléments critiques, c'est-à-dire ceux qui sont capables d'augmenter l'émissivité (et ainsi le taux d'erreurs d'aléas logiques) à des niveaux inacceptables pendant la durée de vie du composant. La prise en compte de l'état de déséquilibre des chaines de désintégration radioactive dans ce volet théorique permet une approche réaliste de la contamination. Nous avons également proposé une méthode expérimentale pour analyser l'évolution de l'état radioactif dans les matériaux utilisés dans la fabrication des mémoires. Dans cette approche expérimentale, nous avons combiné trois techniques de mesure complémentaires: la spectroscopie alpha, la spectroscopie gamma et l'ICPMS. / The increasing miniaturisation of MOS transistors has made RAM memories more and more sensitive to alpha particles emitted by radioactive elements naturally present in the materials used for memory fabrication. Indeed, at ground level, the soft error rate triggered by these particles is comparable to that triggered by neutrons from cosmic rays. The main purpose of this work aims to develop methods to evaluate this rate allowing thereafter suggesting technologies mitigations. Thus, in the context of a theoretical approach, we have developed models to estimate soft errors rate triggered by uranium and thorium chains in secular equilibrium but also disequilibrium state. This requires identification of critical radionuclides those are able to increase the emissivity (and thus the soft error rate) to unacceptable levels during device lifetime. Taking into account disequilibrium state of decay chains in theoretical study provides a realistic approach to the contamination. We have also proposed an experimental method to analyze the radioactive state evolution in materials used for memory fabrication. In this experimental approach, we have combined three complementary measurement techniques: alpha spectroscopy, gamma spectroscopy and ICPMS.

A Oceanografia, recentemente, vem fazendo uso dos mais diferentes radionuclídeos os quais funcionam como traçadores e auxiliam em uma maior compreensão dos processos de dinâmica oceânica, movimentação e deposição do fundo marinho. No Brasil, porém, há pouca informação a respeito dos teores de radionuclídeos naturais para a região costeira e oceânica e poucos são os estudos que utilizam esses radionuclídeos como ferramentas de compreensão de processos oceânicos. Neste contexto, este trabalho determinou atividades de 238U, 232Th e 40K por espectrometria gama e realizou análises granulométricas em amostras de sedimentos marinhos da Margem Continental Sudeste do Brasil. Os níveis variaram de 1,48 a 52,76 Bq kg-1 para o 238U, 10,63 a 49,45 Bq kg-1 para o 232Th e 65,45 a 873,28 Bq kg-1 para o 40K. Os resultados mostraram afinidade entre as frações finas do sedimento com 40K e 232Th. A razão 238U/232Th mostrou ser bom indicador de condições redox dos sedimentos. Verificou-se uma diferença nos níveis dos três radionuclídeos entre os setores ao norte e ao sul da Ilha de São Sebastião, com valores mais elevados ao sul. Estas diferenças foram relacionadas aos processos sedimentares dominantes em cada setor e aos agentes hidrodinâmicos responsáveis por tais processos. / Recently, Oceanography has been using a variety of radionuclides as tracers to understand ocean dynamic processes, handling and disposal of sediments in seabed. In Brazil, there is little information about the contents of natural radionuclides on the coast and deep ocean and few studies using radionuclides as tools to comprehend oceanic processes. In this context, this work determined grain size and activities of 238U, 232Th and 40K using gamma spectrometry in marine sediments from shelf and upper slope off Southeast Brazil. The levels ranged from 1,48 to 52,76 Bq kg-1 for 238U, from 10,63 to 49,45 Bq kg-1 for 232Th and, from 65,45 to 873,28 Bq kg-1 for 40K. 40K and 232Th showed good correlation with grain size (mud and clay content) and 238U/232Th ratios appeared to be good indicators of sediment redox conditions. There was a difference in levels of radionuclides between sectors northward and southward of São Sebastião Island, with higher values in south sector. These differences were related to differences in sedimentary processes in each sector and to the hydrodynamic agents responsible for these processes.

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