A radiation shielding study for radiotherapy rooms: an application for barium concrete
| Autor: | Maikon Moreira De Pires, Chiara das Dores Do Nascimento, Everton Granemann Souza, Gabriela Hoff, Marlova Piva Kulakowski |
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| Jazyk: | portugalština |
| Rok vydání: | 2022 |
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| Zdroj: | Matéria (Rio de Janeiro) v.27 n.2 2022 Matéria (Rio de Janeiro. Online) instacron:RLAM Matéria (Rio de Janeiro), Volume: 27, Issue: 2, Article number: e202248962, Published: 03 JUN 2022 |
| Popis: | RESUMO Para garantir a proteção dos indivíduos, diversos materiais são utilizados para blindagem de radiação ionizante, dentre eles o sulfato de bário (barita), que se destaca por apresentar boa atenuação de feixes de fótons em diferentes energias, incluindo aqueles utilizados em radioterapia. Nesse contexto, este trabalho propõe três traços de concretos baritados: T.REF (referência), T.10%SA (com substituição de 10% de cimento Portland por sílica ativa) e T.10%CV (com substituição de 10% de cimento Portland por cinza volante) para investigar os efeitos da blindagem da radiação ionizante gerada por um equipamento de radioterapia. As amostras de concreto foram caracterizadas em relação as suas densidades aparentes e resistência à compressão axial. Para avaliar eficácia da blindagem, foram realizadas medidas de atenuação da radiação do feixe primário gerado por um acelerador linear, para tensões máximas de aceleração de 6 MV e 10 MV, em função da espessura dos corpos de prova. Quanto à densidade, todos os concretos baritados foram classificados como “normais” conforme a NBR 8953 e, em relação aos ensaios de resistência à compressão, todos atenderam aos critérios estruturais e de severidade do meio, segundo a NBR 6118. No tocante a blindagem da radiação ionizante, o concreto baritado T.10%CV apresentou maior eficiência reduzindo as espessas paredes das salas de radioterapia em 80,91% e atenuando 95% da radiação incidente. Este traço é composto por cinza volante, um resíduo proveniente da queima do carvão mineral em usinas termelétricas. Portanto, além de propor um método de reaproveitamento e uma destinação adequada ao resíduo sólido, foi possível reduzir o consumo de clínquer; material responsável pela maioria das emissões de gases poluentes no processo de fabricação de cimento. Ademais, os concretos baritados T.REF e T.10%SA também se mostraram adequados para serem aplicados em barreiras de proteções de salas de radioterapia, embora tenham apresentados atenuações menores que o T.10%CV. ABSTRACT To ensure the protection of individuals, different materials have been used as shielding from ionizing radiation, among them the barium sulfate (barite) stands out for presenting good attenuation of photon beams for distinct energies, including those used in radiotherapy. In this context, this work provides three compositions of barium concretes: T.REF (reference), T.10% SA (with 10% replacement of Portland cement with silica fume) and T.10% CV (with 10% replacement of Portland cement with fly ash) to investigate shielding effects against ionizing radiation generated by radiotherapy equipment. Concrete samples were characterized with respect to bulk density and axial compression strength. Regarding the effectiveness of the shielding, measurements of attenuation of the primary beam generated by a linear accelerator were carried out, for maximum acceleration voltages of 6 MV and 10 MV, as a function of the thickness of the samples. The density measurements show that the concretes were classified as “normal” as stated in NBR 8953. In the compressive strength tests, the concretes were in line with structural and severity criteria, according to NBR 6118. Concerning the shielding of ionizing radiation, the barium concrete T.10%CV showed the greater efficiency among all the proposed compositions, reducing the thickness of the wall of radiotherapy rooms by 80.91% with an attenuation of 95% of incident radiation. This trace is composed of fly ash, a residue from the burning of coal in thermoelectric plants. Therefore, in addition to proposing a reuse method and an adequate destination for solid waste, it was possible to reduce the consumption of clinker; the material responsible for most gaseous emissions in the cement manufacturing process. Furthermore, other barium concretes as T.REF and T.10%SA also proved to be suitable for application in protective barriers in radiotherapy rooms, although they presented lower attenuations than T.10%CV. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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