A segurança alimentar é uma necessidade fundamental e de grande preocupação pública em todo o mundo. A Organização Mundial de Saúde (WHO) recomenda o Estudo de Dieta Total (EDT) como sendo o método mais adequado de estimativa para as ingestões de contaminantes e nutrientes para um país ou grandes grupos populacionais. A implantação de um estudo relacionando a ingestão de alimentos em uma Região de Elevada Radioatividade Natural (HBRA) motivou o presente estudo, uma vez que no planalto de Poços de Caldas há ocorrência de anomalias radiativas com concentrações naturais significativas de urânio e tório. O presente estudo teve por objetivo avaliar e comparar as ingestões de elementos essenciais, tóxicos e radionuclídeos, a partir dos alimentos que compõem as dietas das populações urbana e rural, da cidade de Poços de Caldas. As determinações das concentrações dos elementos essenciais e tóxicos foram realizadas aplicando-se a técnica de análise por ativação neutrônica (As, Ca, Cl, Co, Cr, Fe, K, Mg, Mn, Na e Zn), espectrometria de absorção atômica com forno de grafite (Cd, Cu e Pb) e por geração de vapor frio (Hg). As determinações dos radionuclídeos foram realizadas aplicando-se as técnicas de análise por espectrometria gama (40K), separação radioquímica seguida de contagem alfa e beta total (210Pb, 226Ra e 228Ra) e espectrometria alfa (210Po, 228Th, 230Th, 232Th, 234U, 235U e 238U). Os grupos de alimentos foram estabelecidos de acordo com os dados de consumo da região sudeste do país, obtidos pela Pesquisa Orçamentária Familiar (POF) 2008-2009 do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE). A lista final totalizou 82 alimentos distribuídos em 20 grupos, incluindo a água, e com massa total de 3,6180 Kg. Com o EDT aplicado para a região do Planalto de Poços de Caldas, foi possível observar que as ingestões diárias média para todos os elementos essenciais na dieta da população urbana apresentaram valores mais elevados quando comparados à dieta da população rural, porém não apresentaram diferenças estatisticamente significativas. As dietas estudadas foram deficientes nos elementos essenciais Ca, K, Mg e Se quando comparadas aos valores de ingestão diária recomendados. Os teores dos elementos tóxicos Cd e Pb no presente estudo estiveram dentro do intervalo relatado pela WHO a partir de EDT realizados em diversos países e/ou diferentes regiões no mundo. A ingestão total do elemento tóxico Hg foi encontrada muito abaixo do limite estabelecido pela WHO. Em relação aos radionuclídeos naturais, o cálculo de dose efetiva comprometida por ingestão da região rural (0,89 mSv/ano) apresentou-se 61% mais elevado quando comparado à região urbana (0,56 mSv/ano). Isto pode ser explicado pelo fato dos maiores pontos de anomalias radioativas estarem localizados na zona rural. Porém, a partir dos valores encontrados no presente estudo não apresentaram níveis que representassem ameaça à saúde da população deste planalto. / Food security is a fundamental need and a great public concern throughout the world. The World Health Organization (WHO) recommends the Total Diet Study (TDS) as the most appropriate method of estimating the intake of contaminants and nutrients for a country or large population groups. The implementation of a study relating food intake in a High Background Radiation Area (HBRA) motivated the present study, since in the Poços de Caldas plateau there are occurrences of radiative anomalies with significant natural concentrations of uranium and thorium. Therefore, the objective is to evaluate and to compare the intakes of essential, toxic elements, and radionuclides from the foods that composed the diets of the urban and rural populations of the city. The concentration determination of the essential and toxic elements was performed using the neutron activation analysis (As, Ca, Cl, Co, Cr, Fe, K, Mg, Mn, Na and Zn) and atomic absorption spectrometry with graphite furnace (Cd, Cu and Pb) and cold vapor atomic (Hg). The determination of radionuclides was performed by gamma spectrometry (40K), radiochemical separation followed by total alpha and beta counting (210Pb, 226Ra and 228Ra) and alpha spectrometry (210Po, 228Th, 230Th, 232Th, 234U, 235U and 238U). The food groups were established according to consumption data from the southeast region of the country obtained by the Household food budget survey POF 2008-2009 by the Brazilian Institute for Geography and Statistics (IBGE). The final list contained 82 foods distributed in 20 groups, including drinking water, and with a total mass of 3.6180 kg. The TDS applied to the region of the Poços de Caldas Plateau allowed to observe that the average daily intakes for all the essential elements in the urban population diet presented higher values compared to the diet of the rural population but did not present statistical differences. The essential elements Ca, K, Mg and Se were deficient in the diets studied compared to the recommended daily intake values. The toxic element level of Cd and Pb in the present study were within the range reported by the WHO from TDS conducted in several countries and/or different regions in the world. The total intake of the toxic element Hg was found well below the established limit by WHO. Intake effective dose compromised calculation of the rural region (0.89 mSv/year) was 61% higher compared to the urban region (0.56 mSv/year). This can be explained by the fact that the highest points of radioactive anomalies in the plateau are located in the rural zone, but the values found in the present study do not present levels that represent a threat to the health of the population in this plateau.

A quantificação da atividade de radionuclídeos emissores de raios gama em amostras medidas por espectrometria gama com detectores HPGe depende da análise dos fotopicos presentes no espectro, especialmente da determinação exata das suas áreas líquidas. Tal análise é geralmente realizada com o auxílio de ferramentas de software proprietário. Este trabalho apresenta uma metodologia, descrição de algoritmos e um aplicativo de código aberto, denominado OpenGamma, para a busca e análise de fotopicos a fim de se obter seus parâmetros relevantes e as atividades dos radionuclídeos na amostra. A implementação computacional é distribuída sob licença aberta para o código principal e com o uso de pacotes de software aberto para o projeto da interface e para bibliotecas matemáticas. O procedimento para a busca de picos é realizado em três etapas. Primeiramente, executa-se uma pesquisa preliminar com o método da segunda diferença, que consiste na geração de um espectro derivado para a busca de picos candidatos. Na segunda etapa, calculam-se as larguras experimentais dos picos, dos quais escolhem-se aqueles bem formados e isolados para a obtenção da função de ajuste da largura vs. canal, por meio do método de Levenberg-Marquardt para ajustes não-lineares. Por fim, regiões do espectro com picos agrupados são delimitadas e novo ajuste não-linear é aplicado a cada região para a obtenção dos termos da linha de base e dos fotopicos. A partir destes termos, são calculadas as áreas líquidas dos picos. Para a determinação da atividade, curvas de calibração de eficiência previamente obtidas, bem como dados de transições gama dos radionuclídeos, são incorporadas ao código e aplicadas. O código foi escrito em linguagem C++ e a interface foi desenvolvida com a ferramenta Qt. Para as funções matemáticas e procedimentos de ajuste, foi usada a biblioteca científica GNU (GSL). A validação de código foi feita por meio da análise de: 1) espectros sintéticos de teste da AIEA, especialmente desenhados para a avaliação de desempenho de software; 2) espectros obtidos com amostras de exercícios de intercomparação e 3) espectros da rotina de trabalho do Laboratório de Radiometria Ambiental (LRA) do IPEN e analisados com o aplicativo comercial InterWinner. Os resultados obtidos são consistentes com os valores de referência e com aqueles obtidos pelo aplicativo citado, sugerindo que o código OpenGamma pode ser utilizado com segurança na espectrometria de raios gama de uso geral. / Radioactivity quantification of gamma-ray emitter radionuclides in samples measured by HPGe gamma-ray spectrometry relies on the analysis of the photopeaks present in the spectra, especially on the accurate determination of their net areas. Such a task is usually performed with the aid of proprietary software tools. This work presents a methodology, algorithm descriptions and an open source application, called OpenGamma, for the peak search and analysis in order to obtain the relevant peaks parameters and radionuclides activities. The computational implementation is released entirely in open-source license for the main code and with the use of open software packages for interface design and mathematical libraries. The procedure for the peak search is performed on a three step approach. Firstly a preliminary search is done by using the second-difference method, consisting in the generation of a derived spectrum in order to find candidate peaks. In the second step, the experimental peaks widths are assessed and well formed and isolated ones are chosen to obtain a FWHM vs. channel relationship, by application of the Levenberg-Marquardt minimization method for non-linear fitting. Lastly, regions of the spectrum with grouped peaks are marked and a non-linear fit is again applied to each region to obtain baseline and photopeaks terms; from these terms, peaks net areas are then assessed. For the activity determination, previously obtained efficiency calibration curves, as well as nuclides gamma-ray data, are incorporated in the code and applied. The code was developed in C++ language and the interface was developed with Qt GUI software toolkit. GNU scientific library, GSL, was employed to perform fitting procedures as needed. Validation of code was done by analyzing: 1) synthetic test spectra from IAEA, especially designed for software performance evaluation; 2) spectra obtained from samples of intercomparison exercises and 3) spectra from routine activities of the Environmental Radiometric Laboratory (LRA) at IPEN and analyzed with the commercial software package InterWinner. Results obtained are consistent with the reference values and with those obtained by the aforementioned package. The results suggest that the OpenGamma code could be safely used in general-purpose gamma-ray spectrometry.

Os radionuclídeos naturais das séries radioativas do 238U, 235U e 232Th são frequentemente utilizados como traçadores em estudos ambientais para a compreensão da dinâmica que ocorre no ambiente marinho e terrestre, como por exemplo, em pesquisas de processos oceânicos e gerenciamento da região costeira. No ambiente marinho, estes radionuclídeos podem ser empregados para estimar fluxos biogeoquímicos de partículas e de nutrientes que ocorrem tanto na coluna dágua, quanto nos sedimentos. Várias pesquisas aplicam a distribuição e o respectivo desequilíbrio dos radionuclídeos naturais no meio ambiente, inclusive em modelos geocronológicos para se obter informações históricas em testemunhos sedimentares. Nesse estudo, realizou-se a caracterização radioquímica das distribuições de 226Ra, 228Ra e 210Pb de uma coluna sedimentar denominada 1B (248 cm de comprimento), coletada na Baía do Almirantado, Antártica. A metodologia utilizada incluiu a lixiviação ácida de amostras de sedimentos, seguida de separação radioquímica sequencial de 226Ra e de 228Ra pela co-precipitação com Ba(Ra)SO4 e de 210Pb pela co-precipitação com PbCrO4. Todas as medidas foram realizadas pela contagem alfa e beta total dos precipitados obtidos, em um detector proporcional de fluxo gasoso de baixa radiação de fundo. As concentrações de atividade de 226Ra e 210Pb foram empregadas para se estimar a atividade de 210Pbnão-suportado presentes no perfil sedimentar 1B. Considerando-se as concentrações de atividade de 210Pbnão-suportado obtidas e a aplicação do modelo CIC(Constant Initial Concentration), foi possível determinar a taxa de sedimentação de 0,59±0,05 cm/ ano. / The natural radionuclides from radioactive series of 238U, 235U and 232Th have been applied as tracers in environmental studies for understanding the dynamics that occur in both marine and terrestrial environment, as for example, in research of oceanic processes and management of the coastal region. In the marine environment, these radionuclides can be used to estimate biogeochemical fluxes of marine particles and nutrients that occur in the water column as well as in the sediment. Several research works applied the distribution and the respective disequilibrium degree of natural radionuclides in the environment, including geochronological models for obtaining historical information on samples of certain sediment profile. In this study we performed a radiochemical characterization of the distribution of 226Ra, 228Ra and 210Pb from a sedimentary column called 1B (248 cm long) collected in the Admiralty Bay, Antarctic Peninsula region. The methodology used included the acid leaching of sediment samples followed by the radiochemical sequential separation of 226Ra and 228Ra by co-precipitation with Ba(Ra)SO4 and 210Pb by co-precipitation with PbCrO4. All measurements were carried out by counting of gross alpha and gross beta measures in a low background gas flow proportional detector. The activity concentrations of 226Ra and 210Pb were used to estimate the unsupported 210Pb activities present in sediment profile 1 B. Based on unsupported 210Pb data and the application of the CIC model (Constant Initial Concentration), it was possible to determine the sedimentation rate of 0.59 ± 0.05 cm /year.

Fontes radioativas possuem radionuclídeos. Um radionuclídeo é um átomo com um núcleo instável, ou seja, um núcleo caracterizado pelo excesso de energia que está disponível para ser emitida. Neste processo, o radionuclídeo sofre o decaimento radioativo e emite raios gama e partículas subatômicas, constituindo-se na radiação ionizante. Então, a radioatividade é a emissão espontânea de energia a partir de átomos instáveis. A identificação correta de radionuclídeos pode ser crucial para o planejamento de medidas de proteção, especialmente em situações de emergência, definindo o tipo de fonte de radiação e seu perigo radiológico. Esta dissertação apresenta a aplicação do método de agrupamento subtrativo, implementada em hardware, para um sistema de identificação de elementos radioativos com uma resposta rápida e eficiente. Quando implementados em software, os algoritmos de agrupamento consumem muito tempo de processamento. Assim, uma implementação dedicada para hardware reconfigurável é uma boa opção em sistemas embarcados, que requerem execução em tempo real, bem como baixo consumo de energia. A arquitetura proposta para o hardware de cálculo do agrupamento subtrativo é escalável, permitindo a inclusão de mais unidades de agrupamento subtrativo para operarem em paralelo. Isso proporciona maior flexibilidade para acelerar o processo de acordo com as restrições de tempo e de área. Os resultados mostram que o centro do agrupamento pode ser identificado com uma boa eficiência. A identificação desses pontos pode classificar os elementos radioativos presentes em uma amostra. Utilizando este hardware foi possível identificar mais do que um centro de agrupamento, o que permite reconhecer mais de um radionuclídeo em fontes radioativas. Estes resultados revelam que o hardware proposto pode ser usado para desenvolver um sistema portátil para identificação radionuclídeos. / Radioactive sources include radionuclides. A radionuclide is an atom with an unstable nucleus, i.e. a nucleus characterized by excess of energy, which is available to be imparted. In this process, the radionuclide undergoes radioactive decay and emits gamma rays and subatomic particles, constituting the ionizing radiation. So, radioactivity is the spontaneous emission of energy from unstable atoms. Correct radionuclide identification can be crucial to planning protective measures, especially in emergency situations, by defining the type of radiation source and its radiological hazard. This project introduces the application of subtractive clustering method, in a hardware implemnetation, for an identification system of radioactive elements that allows a rapid and efficient identification. In software implementations, clustering algorithms, usually, are demanding in terms of processing time. Thus, a custom implementation on reconfigurable hardware is a viable choice in embedded systems, so as to achieve real-time execution as well as low power consumption. The proposed architecture for the hardware of subtractive clustering is scalable, allowing for the inclusion of more of subtractive clustering unit that operate in parallel. This provides greater flexibility to accelerate the hardware with respect to the time and area requirements. The results show that the expected cluster center can be identified with efficiently. The identification of these points can classify the radioactive elements present in a sample. Using the designed hardware, it is possible to identify more than one cluster center, which would lead to the recognition of more than one radionuclide in radioactive sources. These results reveal that the proposed hardware to subtractive cluster can be used to design a portable system for radionuclides identification.

Fontes radioativas possuem radionuclídeos. Um radionuclídeo é um átomo com um núcleo instável, ou seja, um núcleo caracterizado pelo excesso de energia que está disponível para ser emitida. Neste processo, o radionuclídeo sofre o decaimento radioativo e emite raios gama e partículas subatômicas, constituindo-se na radiação ionizante. Então, a radioatividade é a emissão espontânea de energia a partir de átomos instáveis. A identificação correta de radionuclídeos pode ser crucial para o planejamento de medidas de proteção, especialmente em situações de emergência, definindo o tipo de fonte de radiação e seu perigo radiológico. Esta dissertação apresenta a aplicação do método de agrupamento subtrativo, implementada em hardware, para um sistema de identificação de elementos radioativos com uma resposta rápida e eficiente. Quando implementados em software, os algoritmos de agrupamento consumem muito tempo de processamento. Assim, uma implementação dedicada para hardware reconfigurável é uma boa opção em sistemas embarcados, que requerem execução em tempo real, bem como baixo consumo de energia. A arquitetura proposta para o hardware de cálculo do agrupamento subtrativo é escalável, permitindo a inclusão de mais unidades de agrupamento subtrativo para operarem em paralelo. Isso proporciona maior flexibilidade para acelerar o processo de acordo com as restrições de tempo e de área. Os resultados mostram que o centro do agrupamento pode ser identificado com uma boa eficiência. A identificação desses pontos pode classificar os elementos radioativos presentes em uma amostra. Utilizando este hardware foi possível identificar mais do que um centro de agrupamento, o que permite reconhecer mais de um radionuclídeo em fontes radioativas. Estes resultados revelam que o hardware proposto pode ser usado para desenvolver um sistema portátil para identificação radionuclídeos. / Radioactive sources include radionuclides. A radionuclide is an atom with an unstable nucleus, i.e. a nucleus characterized by excess of energy, which is available to be imparted. In this process, the radionuclide undergoes radioactive decay and emits gamma rays and subatomic particles, constituting the ionizing radiation. So, radioactivity is the spontaneous emission of energy from unstable atoms. Correct radionuclide identification can be crucial to planning protective measures, especially in emergency situations, by defining the type of radiation source and its radiological hazard. This project introduces the application of subtractive clustering method, in a hardware implemnetation, for an identification system of radioactive elements that allows a rapid and efficient identification. In software implementations, clustering algorithms, usually, are demanding in terms of processing time. Thus, a custom implementation on reconfigurable hardware is a viable choice in embedded systems, so as to achieve real-time execution as well as low power consumption. The proposed architecture for the hardware of subtractive clustering is scalable, allowing for the inclusion of more of subtractive clustering unit that operate in parallel. This provides greater flexibility to accelerate the hardware with respect to the time and area requirements. The results show that the expected cluster center can be identified with efficiently. The identification of these points can classify the radioactive elements present in a sample. Using the designed hardware, it is possible to identify more than one cluster center, which would lead to the recognition of more than one radionuclide in radioactive sources. These results reveal that the proposed hardware to subtractive cluster can be used to design a portable system for radionuclides identification.

INTRODUÇÃO: O câncer infantil é a primeira causa de morte em crianças, nos países desenvolvidos. Nos últimos 40 anos, graças ao desenvolvimento da Oncopediatria e de drogas como as antraciclinas (ATC), a taxa de cura tem atingido até 80%. Isto repercutiu em significativo aumento da sobrevida e, consequentemente, nos efeitos deletérios da quimioterapia com ATC, como a cardiotoxicidade. A fim de estudar os efeitos tardios da quimioterapia com ATC sobre o sistema nervoso cardíaco simpático (SNS), foi realizado estudo de cintilografia com 123I-mIBG (meta-iodobenzilguanedina ligado ao iodo123) e comparado com dose dos ATCs e fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE), através da ventriculografia radioisotópica (VR). As variáveis analisadas pela cintilografia com 123I-mIBG foram a relação coração/mediastino (C/M) e a taxa de clareamento (TC) que sinalizam o funcionamento neuronal cardíaco. MÉTODOS: realizado estudo transversal de pacientes assintomáticos submetidos à quimioterapia com ATC na infância e adolescência, com período de 2 a 21 anos, após o término do tratamento, e com ecocardiograma (ECO) normal. Dos 118 pacientes participantes recrutados, 27 foram excluídos (motivos: radioterapia torácica, desistência e uso de cardioprotetores). Os dados clínicos e patológicos dos 91 pacientes participantes foram coletados dos prontuários ou através de anamnese. Simultaneamente foi estudado um grupo controle (40 voluntários), e, com as avaliações de imagens com 123I-mIBG e VR, foi preenchida uma ficha de coleta padronizada previamente elaborada e digitada em banco de dados no Software IBM® SPSS® Statistics 20.0.1 for Windows, para posterior análise. Os achados dos pacientes foram analisados e comparados aos do grupo controle. RESULTADOS: Neste grupo, a média de acúmulo da 123I-mIBG - 3,5h, avaliada pela relação C/M, foi de 2,23 com IC [95%] (2,17-2,29). A média da TC foi de 10,27% com IC [95%] (7,52-13,03). Para ambas as informações, os valores apresentaram-se dentro da normalidade. Ao se comparar com o grupo controle (40 voluntários, 28 homens e 14 mulheres, idade: 3 a 36 anos), onde a relação C/M foi de 2,26 com IC [95%] (2,18-2,34) e a média da TC foi de 9,64% com IC [95%] (5,76-13,52), não houve diferença significativa. Ressalte-se que 6,6% do total de pacientes, apesar de não alterarem significativamente a média do grupo na análise estatística, apresentaram relação C/M <1,9 (valor considerado cut off). Em relação à variável FEVE da VR, houve uma diferença de -3,68, onde o p valor foi < 0,01 e o IC (-5,99; -1,37), sendo a FEVE do grupo de pacientes menor que a FEVE do grupo controle. CONCLUSÃO: Os valores da relação C/M e TC, encontrados com a cintilografia cardíaca com 123I-mIBG no grupo de pacientes, não mostraram diferença significativa com o grupo controle. No entanto, 6,6% dos pacientes submetidos ao tratamento com ATC apresentaram alterações neuronais cardíacas (relação C/M), abaixo do valor mínimo. Além disso, a média da FEVE foi menor, apesar de ainda encontrar-se com valores absolutos dentro da normalidade. Tais achados podem ser um indício de alterações clínicas relevantes no futuro / INTRODUCTION: Child cancer is the first cause of children\'s death in developed countries. In the last 40 years, thanks to the development of the pediatric oncology and drugs like the Anthracyclines (ATC), cure rate has reached up to 80%. This reflected a significant improvement in survival and as a consequence the deleterious effects from chemotherapy, like cardiotoxicity, has emerged. In order to study the later effects of the chemotherapy with ATC on the sympathetic nervous system (SNS) cardiac 123I-mIBG (123Imetaiodobenzylguanidine) scintigraphy was performed and compared to the left ventricle ejection fraction (LVEF), through radionuclide ventriculography (RV). The variables analized by the 123I-mIBG scintigraphy were the heart/mediastinum ratio (H/M) and the washout rate (WR). METHODS: This is a transversal study of asymptomatic patients undergoing ATC chemotherapy in childhood and adolescence, ages varying from 2 to 21 years after the end of the treatment and normal echocardiogram (ECO). From the 118 recruted participant subjects, 27 were excluded ( thoracic radiotherapy, abandonment and use of cardioprotectors). The clinical and pathological data from the 91 patients were collected from medical records or clinical history. A control group of 40 healthy volunteers(28 male, 14 females; ages varying from 3 to 36) was studied simultaneously and evaluated as well with 123I-mIBG and RV. All data collected were stored in a databank for later analysis, patients findings versus control group. RESULTS: In the patient group the average H/M ratio from the late 123I-mIBG image was 2,23 with CI [95%] (2,17-2,29), and average WR was 10,27% with CI [95%] (7,52-13,03). The control group had the H/M ratio of 2,26 with CI [95%] (2,18-2,34) and the WR rate of 9,64% with CI [95%] (5,76-13,52). The comparison between groups was not significant. However, it has to be highlighted that 6,6% of all the patients had abnormal H/M values which were below the cutoff considered of <1,9. On the other hand, when comparing the mean LVEF, there was a difference of -3,68 with p < 0,01 and CI (-5,99; -1,37), being the LVEF in the patient group lower than the control. CONCLUSION: Although there was no significance in the intergroup comparison for H/M and WR, there was a small proportion of patients who presented neuronal cardiac alterations (H/M ratio) below the minimum value. Besides that, the LVEF average was lower, despite still having absolute values within the normality. Such findings can be an indication of the clinical alterations as relevant in the future

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-04-27T13:49:02Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) ISABEL CRISTINA GUERRA SPACOV -TESE DE DOUTORADO - PROTEN.pdf: 6093450 bytes, checksum: ace1719e245c067e138dff5b29870857 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-27T13:49:02Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) ISABEL CRISTINA GUERRA SPACOV -TESE DE DOUTORADO - PROTEN.pdf: 6093450 bytes, checksum: ace1719e245c067e138dff5b29870857 (MD5) Previous issue date: 2016-09-09 / A Província Pegmatítica da Borborema no Nordeste é uma das mais importantes áreas geoeconômicas do Brasil. A atividade de mineração, entretanto, pode elevar a exposição de trabalhadores do setor, às radiações ionizantes. A exposição às radiações no setor mineral depende de uma série de fatores, incluindo o tipo de mina e geologia local, com elevadas concentrações de radionuclídeos que compoem as séries do 238U e do 232Th. Este trabalho teve como objetivo realizar a dosimetria radiométrica ambiental externa, estimando a taxa de dose efetiva em doze minas de extração de caulim, granito, feldspato e scheelita, localizadas nos municípios de Junco do Seridó-PB, Salgadinho-PB, Santa Luzia-PB, São José do Sabugi-PB, Equador-RN e Santana do Seridó-RN. O monitoramento foi executado utilizando um espectrômetro gama portátil NaI(Tl) e BGO, com medições realizadas no ar e os resultados obtidos foram comparados a dose efetiva média mundial da exposição à fontes naturais de radiação, de 2,40 mSv/a, baseada no relatório da UNSCEAR. O valor obtido da média aritmética das taxas de doses efetivas foi de 3,34 mSv/a e desvio padrão de 2,47 mSv/a para as minas em conjunto, estando acima do valor de referência mundial, bem como as taxas de doses efetivas das minas de granito (5,80 mSv/a), feldspato (3,28 mSv/a) e scheelita (2,80 mSv/a). Com base nesse estudo, foi evidenciada uma maior radioatividade ambiental na mina de granito (E), em Santa Luzia-PB (11,60 mSv/a), estando superior, cerca de cinco vezes, ao valor de referência mundial. É, portanto, considerada uma área de elevado backgound natural, com taxa de dose variando de 5 a 20 mSv/a, assim como a zona rural de São José de Espinharas-PB, onde se encontra a jazida de urânio com média de 10,83 mSv/a, ambos na região do Seridó. Por sua vez, apesar do valor médio da taxa de dose efetiva das minas de caulim (1,78 mSv/a) estarem abaixo do valor de referência mundial, a caracterização radiométrica da mina de caulim (D) em Salgadinho-PB, se faz necessária, tendo em vista o valor de 2,94 mSv/a. Desta forma, recomenda-se também, estudos epidemiológicos de casocontrole, coorte e correlação geográfica, que tratem de padrões, causas e quantificação dos valores obtidos na dosimetria ambiental deste estudo, bem como da relação da incidência e prevalência das doenças causadas pela exposição em áreas de elevado background natural. / The Pegmatitic Borborema Province located in the Northeast of Brazil, is one of the most important geo-economic areas in the country. The mining activity, however, can increase the exposure of workers to ionizing radiation. Exposure to radiation in the mineral industry depends on a number of factors, including the type of mine and local geology, with high concentrations of radionuclides which compose the series of 238U and 232Th. This study aimed to carry out the external environmental radiometric dosimetry, estimating the effective dose rate in twelve mines of kaolin, granite, feldspar and scheelite extraction, located in Junco do Seridó-PB, Salgadinho-PB, Santa Luzia-PB, São José do Sabugi-PB, Equador-RN and Santana do Seridó-RN. The monitoring was performed using a spectrometer portable gamma NaI(Tl) and BGO, with measurements in the air and the results were compared to the global average effective dose of exposure to natural sources of radiation of 2.40 mSv/y, based on the UNSCEAR report. The obtained value of the arithmetic mean of the effective dose rate was 3.34 mSv/y from the twelve mines, being above the global reference value, as well as the rates of effective doses of granite mine (5.80 mSv/y), feldspar (3.28 mSv/y) and scheelite (2.80 mSv/y). Based on this study, greater environmental radioactivity in granite mine (E) was observed in Santa Luzia-PB (11.60 mSv/y), being higher, about five times to the global reference value. It is therefore considered an area of high natural background with dose rate ranging from 5 to 20 mSv/y, as well as the São José de Espinharas-PB, where the uranium deposit is located, with an average of 10.83 mSv/y, both in the Seridó region. Meanwhile, although the average value of the effective dose rate of kaolin mine (1.78 mSv/y) is below the world reference value, the radiometric characteristics of the kaolin mine (D) Salgadinho-PB are necessary, in view of the value of 2.94 mSv/y. Thus, also recommended are studies, epidemiological case-control, cohort and geographical correlation, to address patterns, causes and quantization of values obtained in the environmental dosimetry of this study, as well as the relationship of the incidence and prevalence of diseases caused by exposure in areas of high natural background.

A exposição a fontes naturais de radiação contribui com mais de 98% da dose de radiação normalmente recebida da população; esta dose é principalmente atribuída à incorporação de radionuclídeos naturais das séries de decaimento do 238U e 232Th que possuem meia-vidas relativamente longas. A qualidade da água para consumo humano deve ser constantemente analisada e, um parâmetro muito importante analisado é a radioatividade natural presente. Quando os radionuclídeos naturais estão presentes em águas minerais há uma maior preocupação, pois estas águas podem conter concentrações moderadamente elevadas de 226Ra, 228Ra e 222Rn originalmente dissolvidas e dos radionuclídeos 210Pb e 210Po, que embora apresentem menores concentrações, contribuem para um aumento da irradiação interna e externa dos indivíduos. As áreas de estudo do presente trabalho foram os Parques das Águas de Cambuquira e Marimbeiro e de uma fonte particular de uma fazenda localizados na cidade de Cambuquira, Minas Gerais, onde as águas minerais são frequentemente utilizadas para consumo humano e uso médico. Assim, o objetivo deste trabalho foi determinar as concentrações de atividade dos radionuclídeos 226Ra, 228Ra e 210Pb e 210Po, avaliar as doses efetivas comprometidas devido ao consumo e fazer a caracterização química inorgânica destas águas minerais. Os radionuclídeos foram determinados por medida alfa e beta total e espectrometria alfa, após separação radioquímica em coletas realizadas sazonalmente. Para a caracterização química inorgânica foram determinadas as concentrações dos elementos As, Ag, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu Fe, K, Mn, Ni, Se, Ti e V por fluorescência de raios X. As concentrações de atividades dos radionuclídeos variaram de 4 &plusmn; 1 mBq/l a 509 &plusmn; 32 mBq/l para 226Ra, de 3,7 &plusmn; 0,1 mBq/l a 631 &plusmn; 27 mBq/l para 228Ra, de 5 &plusmn; 1 mBq/l a 60 &plusmn; 5 mBq/l para 210Pb e de abaixo do limite de detecção da metodologia a 36 &plusmn; 2 mBq/l para o 210Po. A dose efetiva comprometida máxima em adultos foi de 0,12 mSv/a para 226Ra, 0,32 mSv/a para 228Ra, 0,03 mSv/a para 210Pb e para 210Po 0,031 mSv/a. Dentre os elementos analisados por fluorescência de raios X, os elementos Ag, As, Cd, Cr, Cu, Ni, Se e Ti apresentaram valores abaixo do limite mínimo de detecção da metodologia. Os elementos Ba e Co, considerados contaminantes nas águas minerais, apresentaram valores maiores do que estabelecido pela ANVISA e CONAMA para águas minerais, respectivamente. No entanto, trabalhos da literatura brasileira realizados com água mineral de em outros locais apresentaram valores próximos ao do presente estudo, mostrando que concentrações acima do limite podem representar uma anomalia natural do aquífero. / Exposure to natural sources of radiation contributes more than 98% of the radiation dose normally received from the population; this dose is mainly attributed to the incorporation of natural radionuclides from the 238U and 232Th decay series which have relatively long half-lives. The quality of the water for human consumption must be constantly analyzed and, a very important parameter analyzed is the presence of the natural radioactivity. When the natural radionuclides are present in mineral waters there is a greater concern because these waters may contain somewhat high concentrations of 226Ra, 228Ra and 222Rn originally dissolved and the radionuclides 210Pb and 210Po, which, although presenting lower concentrations, contribute to an increase in irradiation both internal and external. The study areas of the present work were the Water Parks of Cambuquira and Marimbeiro and a private spring of a farm located in the city of Cambuquira, Minas Gerais, where the mineral waters are frequently used for human consumption and medical use. Thus, the objective of this work was to determine the activity concentrations of the radionuclides 226Ra, 228Ra and 210Pb and 210Po, to evaluate the committed effective doses and to perform the inorganic chemical characterization of these mineral waters due to their consumption. The natural radionuclides were determined by gross alpha and beta measurement and alpha spectrometry, after radiochemical separation in samplings carried out seasonally; for the inorganic chemical characterization the elements As, Ag, Ba, Ca, Cd, Co, Cr, Cu Fe, K, Mn, Ni, Se, Ti and V concentrations were determined by X-ray fluorescence. The activity concentrations of the radionuclides varied from 4 &plusmn; 1 mBq/l to 509 &plusmn; 32 mBq/l for 226Ra, from 3.7 &plusmn; 0.1 mBq/l to 631 &plusmn; 27 mBq/l for 228Ra, 5 &plusmn; 1 mBq/(LID) to 36 &plusmn; 2 mBq/l for the 210Pb and below the detection limit to 60 &plusmn; 5 mBq/l for 210Pb. The maximum committed effective doses in adults for 226Ra was 0,12 mSv/y, 0,32 mSv/y for 228Ra, 0,03 mSv/y for 210Pb and 0,031 mSv/y for 210Po. Among the elements analyzed by X-ray fluorescence, the elements Ag, As, Cd, Cr, Cu, Ni, Se and Ti presented values below the minimum limit of detection. The elements, such as Ba and Co, considered contaminants in mineral waters, presented higher values than established by ANVISA and CONAMA for mineral waters, respectively. However, Brazilian literature studies with mineral water from other sites presented values similar to the present study, showing that concentrations above the limit may represent a natural anomaly of the aquifer.

Em cumprimento às normas que regulam a transferência e deposição final de rejeitos radioativos, o inventário de radionuclídeos de cada embalado contendo tais rejeitos deve ser estimado e declarado. Os limites autorizados são definidos em função das doses de radiação que indivíduos do público podem vir a receber anualmente a partir do repositório. Tais limites se referem principalmente às concentrações de atividade, dadas em Bq/g, dos radionuclídeos presentes nos embalados com rejeitos. A grande maioria dos radionuclídeos emissores de raios-gama pode ter a respectiva concentração de atividade determinada diretamente por medidas externas aos embalados. Entretanto, determinação análoga para os radionuclídeos emissores exclusivos de partículas alfa ou beta, bem como de alguns emissores de raios-gama e/ou raios-X cuja energia, intensidade absoluta de emissão e/ou atividade são muito baixas denominados genericamente Radionuclídeos de Difícil Medição (RDMs) requer procedimentos radioquímicos complexos para isolar a espécie química de interesse dos interferentes presentes nas matrizes de rejeitos. Ademais, nesse caso é necessário coletar amostras de cada embalado, acarretando elevadas doses de radiação para os operadores e altos custos logísticos, decorrentes do grande número de embalados com rejeitos radioativos que necessitam de caracterização em uma instalação nuclear. Uma metodologia alternativa para abordar esse problema consiste em obter correlações empíricas entre alguns radionuclídeos possíveis de serem medidos diretamente, como 60Co e 137Cs denominados Radionuclídeos Chave (RCs) e os RDMs. Essa metodologia, denominada Fator de Escala, foi aplicada no presente trabalho com a finalidade de determinar tais correlações, na forma de Fatores de Escala ou Funções de Correlação, para os principais rejeitos de baixa e média atividades do reator nuclear de pesquisa IEA-R1. / Regulations regarding transfer and final disposal of radioactive waste require that the inventory of radionuclides for each container enclosing such waste must be estimated and declared. The regulatory limits are established as a function of the annual radiation doses that members of the public could be exposed to from the radioactive waste repository, which mainly depend on the activity concentration of radionuclides, given in Bq/g, found in each waste container. Most of the radionuclides that emit gamma-rays can have their activity concentrations determined straightforwardly by measurements carried out externally to the containers. However, radionuclides that emit exclusively alpha or beta particles, as well as gamma-rays or X-rays with low energy and low absolute emission intensity, or whose activity is very low among the radioactive waste, are generically designated as Difficult to Measure Nuclides (DTMs). The activity concentrations of these DTMs are determined by means of complex radiochemical procedures that involve isolating the chemical species being studied from the interference in the waste matrix. Moreover, samples must be collected from each container in order to perform the analyses inherent to the radiochemical procedures, which exposes operators to high levels of radiation and is very costly because of the large number of radioactive waste containers that need to be characterized at a nuclear facility. An alternative methodology to approach this problem consists in obtaining empirical correlations between some radionuclides that can be measured directly such as 60Co and 137Cs, therefore designated as Key Nuclides (KNs) and the DTMs. This methodology, denominated Scaling Factor, was applied in the scope of the present work in order to obtain Scaling Factors or Correlation Functions for the most important radioactive wastes with low and intermediate-activity level from the IEA-R1 nuclear research reactor.

Os nanotubos naturais da paligorsquita, por apresentarem propriedades físicas e químicas específicas, têm potencial uso como nano sorventes e matrizes para imobilização, retenção, e solidificação de radionuclídeos presentes em efluentes nucleares. No processo de desenvolvimento de materiais com propriedades de sorção visando a incorporação e imobilização de radionuclídeos, as etapas mais importantes são a geração de sítios ativos simultaneamente com o aumento da área superficial específica e tratamento térmico adequado para conduzir ao colapso estrutural. Neste estudo foram avaliados parâmetros e condições determinantes no processo de ativação dos nanotubos naturais da paligorsquita visando a sorção de radionuclídeos de interesse na estrutura dos nanotubos e a avaliação posterior dos parâmetros que afeitam ao colapso estrutural por tratamento térmico. Por este estudo constatou-se que a otimização do processo de ativação ácida é fundamental para o aumento da capacidade de sorção de níquel usando estruturas de nanotubos naturais ativados. A condição otimizada de ativação superficial, mantendo a integridade estrutural foi removido cerca de 33,3% dos cátions de magnésio, equivalente a 6,30·10-4 mol·g-1 de magnésio em massa, aumentando a área superficial específica em 42,8%. Este aspecto permitiu a incorporação de mesma concentração molar de níquel presente nos rejeitos radioativos líquidos em um tempo de processo de 80min. / Natural palygorskite nanotubes show suitable physical and chemical properties and characteristics to be use as potential nanosorbent and immobilization matrix for the concentration and solidification of radionuclides present in nuclear wastes. In the development process of materials with sorption properties for the incorporation and subsequent immobilization of radionuclides, the most important steps are related with the generation of active sites simultaneously to the increase of the specific surface area and suitable heat treatment to producing the structural folding. This study evaluated the determining parameters and conditions for the activation process of the natural palygorskite nanotubes aiming at the sorption of radionuclides in the nanotubes structure and subsequent evaluation of the parameters involve in the structural folding by heat treatments. The optimized results about the maximum sorption capacity of nickel in activated natural nanotubes show that these structures are apt and suitable for incorporation of radionuclides similar to nickel. By this study is verified that the optimization of the acid activation process is fundamental to improve the sorptions capacities for specifics radionuclides by activated natural nanotubes. Acid activation condition optimized maintaining structural integrity was able to remove around 33.3 wt.% of magnesium cations, equivalent to 6.30·10-4 g·mol-1, increasing in 42.8% the specific surface area and incorporating the same molar concentration of nickel present in the liquid radioactive waste at 80 min.