Modelagem de fantomas e fontes naturais terrestres para dosimetria ambiental

Abstract

Uma relevante parcela da irradiação externa ao corpo humano em ambientes externos é proveniente de fontes naturais de origem terrestres, essa exposição ocorre essencialmente por emissões gama oriundas dos radionuclídeos da séries do 238U e do 232Th, acrescida da contribuição do 40K, todos provenientes do solo e das rochas. São muitos os estudos experimentais que abordam o monitoramento ambiental e radiométrico, entretanto, poucos envolvem simulações computacionais. Este estudo objetivou o desenvolvimento de quatro modelos computacionais de exposição (MCEs) a partir da adaptação do MCE MSTAFV17 a um cenário de exposição de um indivíduo à radiação gama ambiental, ajustando algoritmos simuladores de fontes radioativas a estudo de caso e construindo fantomas específicos de vestimentas. O modelo da fonte emissora de raios gama no solo em um circulo de raio Rmax, existente no MCE base, foi adaptado para as contribuições dos principais radionuclídeos primordiais, energias dos fótons emitidos e abundâncias. Os valores de atividade específica em solo, usualmente publicados, foram convertidos em contribuição percentual do total de fótons simulados. Um dos MCEs desenvolvido nesse trabalho estabeleceu, com margem de segurança, 108 como o número de fótons a ser usado nas simulações dosimétricas subquentes. Outro MCE serviu para avaliar os principais parâmetros que contribuem na concordância dos códigos desenvolvidos com os padrões da fonte planar. O terceiro MCE desse trabalho simulou e analisou gráfica e numericamente a deposição na primeira interação do fóton com o tecido humano, podendo descrever situações de interesse, como por exemplo, a superdosagem na pele. Por fim, foram realizadas avaliações dosimétricas utilizando proporções distintas de origem dos fótons, produzindo os coeficientes de conversão D/INAK e E/INAK. O valor médio de E/INAK estabelecidos em dois MCEs desenvolvidos nesse estudo, considerando as médias mundiais em atividade específica, foi de 0,7006 Sv/Gy, muito próximo dos valores de referência da literatura científica. Foram adicionadas estruturas de vestimentas ao fantoma original MARTIN (ANDRADE, 2017), resultando no novo fantoma, MARTIN_AMB. Os MCEs desenvolvidos nesse trabalho poderão ser utilizados em estudos de caso onde, conhecida a distribuição dos radioisótopos naturais, a inserção destes dados permitirá a obtenção de novos resultados dosimétricos. Os resultados dosimétricos e as imagens produzidas nesse estudo serão integradas a um sistema de informações dosimétricas.