Conceptos Básicos de Radiactividad

Autoridad Regulatoria NuclearDEPENDIENTE DE LA PRESIDENCIA DE LA NACION

Conceptos Básicos de Conceptos Básicos de RadiactividadRadiactividad

Subgerencia Control Ambiental Gerencia Apoyo Científico Técnico

AUTORIDAD REGULATORIA NUCLEAR


AMBIENTE Y RADIACIONAMBIENTE Y RADIACION

La radiación está presente a nuestro alrededor todo el tiempo.

En el ambiente, la radiación tiene dos orígenes:

• Natural

• Artificial

Ambas coexisten dando lugar a la llamada "radiactividad ambiental",

variable en el tiempo dada la interacción del hombre con el

ambiente que lo rodea.

Vivimos en un mundo naturalmente radiactivoVivimos en un mundo naturalmente radiactivo. .


El hombre es irradiado en dos formas:

• Las sustancias radiactivas pueden permanecer en el

exterior del cuerpo humano, irradiándolo desde afuera o

"externamente“

• Las sustancias radiactivas pueden ser inhaladas con

el aire o ingeridas con los alimentos y el agua,

irradiándolo así desde adentro o "internamente".

AMBIENTE Y RADIACIONAMBIENTE Y RADIACION


DEPÓSITO

AGUAS

EMISIÓN ATMOSFÉRICA

DESCARGA LÍQUIDA

IRRADIACIÓN EXTERNA DEPOSICIÓN

RESUSPENSIÓN

IRRADIACIÓN EXTERNA

AIRE CONTAMINADO

INHALACIÓN


DEPOSICIÓN

DEPOSICIÓN DEPOSICIÓN

PLANTAS

INCORPORACIÓNINGESTIÓN

ALIMENTOS

INCORPORACIÓN

SUBSUELO


ESCURRIMIENTO

SEDIMENTACIÓN

SEDIMENTOS

PLANTAS ACUÁTICAS

INCORPORACIÓN

INCORPORACIÓN

AGUA POTABLE

PECES

INCORPORACIÓN

COMIDA Y BEBIDA

ALIMENTOSALIMENTOS ANIMALES

VÍAS DE IRRADIACIÓNVÍAS DE IRRADIACIÓN


SUELO


• Tipos de radiación

– Emisión de partículas (, - , + )– Emisión de fotones ( , rayos X)


Partículas Alfa

• Carga: + 2• Distancia recorrida en aire: < 5 cm• Blindaje mínimo: hoja de papel

• Riesgos: contaminación interna


Decaimiento Alfa


*Rangos típicos para emisores beta común: 32P (energía alta, 7 m) 14C (energía media, 30 cm) 3H (energía baja, 6 mm)

Partículas Beta• Carga: - 1• Distancia recorrida en aire: dependiente de la energía• Riesgo: irradiación interna y externa• Blindaje: bajo Z (Ej:plástico)


Decaimiento Beta


Fotones

• Carga: ninguna• Peso: ninguno• Distancia recorrida en aire: varias millas• Blindaje: alto Z (plomo)• Riesgo: contaminación interna

y externa


Distancias de Penetración


Actividad

• Actividad: cantidad de material radiactivo presente en un momento dado

• Unidad: becquerel (una desintegración por segundo)

• Símbolo: Bq– Antigua unidad: curie

101 3.7 10Ci Bq


Radiactividad y Vida Media

Vida media es el tiempo necesario para que una actividad dada decaiga a la mitad

Nucleido: Vida Media 3H 12.3 yr.

14C 5,730 yr. 32P 14.4 d. 125I 60.1d.


Radiación Ionizante …

• Radiación directamente ionizante

– Decaimiento alfa ()– Decaimiento beta / positrón ( - / +)

• Radiación indirectamente ionizante

– Radiación gamma ()– Radiación rayos X– Radiación neutrón (n)


Interacción con la Materia

• Ionización

• Excitación

Partículas cargadas

Interacciones Eléctricas

Ocurre Ionización

Cambios químicos

Efectos biológicos


Dosis

Dosis absorbidaEnergía impartida por unidad de

masa de tejido

Dosis equivalenteDosis absorbida ponderada para nocividad de

diferentes radiaciones(factores de ponderación de la radiación)

Dosis efectivaDosis equivalente ponderada para la susceptibilidad

de daño de diferentes tejidos(factores de ponderación para tejido)

gray (Gy)Unidad

sievert (Sv)

sievert (Sv)


La mayor parte de la

radiación recibida por la

población del mundo proviene de

fuentes naturales. La exposición a

la mayoría de ellas es inevitable.

A lo largo de toda la historia de la

Tierra, la radiación procedente del

espacio exterior y de los

materiales de la corteza terrestre

ha afectado a la superficie de la

Tierra.

RADIACTIVIDAD NATURALRADIACTIVIDAD NATURAL


Aunque todos los habitantes del planeta están

expuestos a la radiaciones naturales, algunos son

mucho más irradiados que otros, dependiendo del lugar

donde vivan.

En zonas con rocas o suelos particularmente

radiactivos, la exposición puede ser muy superiores a la

media mundial.



Áreas de Alta Radiación de Fondo


Radiación de Fondo


También depende de su forma de vida.

La utilización de determinados materiales de

construcción en sus viviendas, el cocinar con gas, el

uso de hogares con carbón, la aislación térmica de los

ambientes e, inclusive, los viajes en avión aumentan la

exposición a la radiación natural.



Las fuentes terrestres son especialmente

responsables por la mayor parte de la exposición del

hombre a la radiación natural.

En circunstancias normales, producen cerca del 87% de

la exposición individual, la mayoría de ellas por

irradiación interna.

Los rayos cósmicos aportan el resto, fundamentalmente

por irradiación externa.



Exposición promedio del hombre a fuentes naturales y artificiales

Radón47%

Torón4%

Alimentos12%

Gamma terrestre

14%

Artificial13%

Rayos cósmicos10%

Radiactividad natural 87%, artificial 13%


Fuentes de Radiación artificialesContribuye en media de 0.6 mSv/año

Aplicaciones industriales

Plantas nucleares y precipitación radiactiva

Aplicaciones médicas


RADIACION COSMICARADIACION COSMICA


Técnicas Básicas de Protección Radiológica

• Irradiación externa– Tiempo– Distancia– Blindaje

• Irradiación interna– Control de contaminación


Reducir Tiempo


Aumentar Distancia

1 mSv/hr a 1 m0.25 mSv/hr a 2 m


Usar Blindaje


Protección contra Exposición Interna

• No comer, beber ni fumar en áreas potencialmente contaminadas.

• Usar equipo protector apropiado: protección respiratoria, ropa de protección.

• Al salir de áreas potencialmente contaminadas lavar manos y cara antes de comer, beber o fumar.

• Cubrir heridas abiertas • Realizar mediciones frecuentes


Radón: el radón y su progenie


Rn-222

3,82 d

5,5 Mev

Po-218

3,05 min

6,0 Mev

Pb-214

26,8 min 0,7- 1,0 Mev

Bi-214

19,7 min

0,4 – 3,3 Mev

Po-214

1,6 10-4 s

7,7 Mev

Pb-210

22 a <0,1 Mev

Radón: el radón y su progenie


Factor de Equilibrio

La concentración de 222Rn y la de su progenie se relacionan a través del factor de equilibrio (F).

Este factor es el cociente entre la concentración equivalente en equilibrio (EEC) de 222Rn con sus descendientes (ce) y la

concentración del gas (c).

c

cF e


Vías de entrada de radón en una vivienda


MATERIAL DE CONSTRUCCION Bq DE RADIO Y TORIO POR KILOGRAMO

Madera ( Finlandia ) 1,1 Yeso Natural ( Reino Unido ) 29 Arena y Grava ( RFA ) < 34 Cemento Portland ( RFA ) < 45 Ladrillos ( RFA ) 126 Granito ( Reino Unido ) 170 Cenizas Volátiles ( RFA ) 341 Pizarras de Alumbre ( Suecia ) 1974 - 1979 496 Pizarras de Alumbre ( Suecia ) 1929 - 1975 367 Fosfoyeso ( RFA ) < 574 Escoria de Silicato de Calcio ( EEUU ) 2140 Desechos de la explotación de Uranio 4625


ASPECTOS DOSIMETRICOS Y DE

PROTECCION RADIOLOGICA Gas radón

- gas inerte:escasa reactividad.

-no reacciona con los tejidos

RADIOTOXICIDAD DESPRECIABLE

Progenie del radón

- forman aerosoles radiactivos.

- se inhalan y se depositan en epitelio bronquial.

RESPONSABLES DE DOSIS EN TEJIDO BRONQUIAL


MEDIDAS PARA CONTROLAR LA

EXPOSICION

• VENTILACION MECANICA • AISLAMIENTO DE LA FUENTE • LIMPIEZA DEL AIRE • PROTECCION RESPIRATORIA • TRABAJO ROTACIONAL

• MONITORAJE DEL AIRE


Métodos para la determinación de la [Rn-222]

• Instantáneos valor instantáneo de la [Rn-222].

Ej: Método de Lucas

• Contínuos se hace circular aire por el monitor y se mide la [Rn-222] en forma contínua o a intervalos seleccionados. Ej: Monitor Sun Nuclear.

• Integrados en el tiempo muestreo en un determinado período de tiempo, mide la [Rn-222] promedio y no las variaciones. Ej: adsorción en carbón activado: screening (1 a 7 días)

electrets: screening (1 a 7 dias) o largo plazo (2 a 3 meses)detectores de trazas nucleares: largo plazo (2 a 3 meses)


DETECTORES DE TRAZAS NUCLEARES

Cuando una partícula cargada pasa a través de un material dieléctrico, la transferencia de energía a los electrones resulta en un daño molecular a lo largo del recorrido de la partícula ionizante.

En la mayoría de los materiales, como acrílicos o policarbonatos las partículas alfa pueden producir trazas visibles a partir de distintos procesos de revelado.


Detector tipo Makrofol, expuesto

sin filtro

20 mm

Filtro tipo banda negra

Ingreso de aire

Detector tipo Makrofol,

expuesto con filtro

Ingreso de aire

50 mm

50 mm


Parámetros que deben ser tenidos en cuenta en la formación de una traza

Superficieoriginal

SuperficieNueva

0

y =L/2

T

h =VB t

Le =VTt-VBt

Le =VTt ½ VTt

d/2

P

VBtSuperficie

original

SuperficieNueva

0

y =L/2

T

h =VB t

Le =VTt-VBt

Le =VTt ½ VTt

d/2

P

VBt


Se puede obtener para el factor de equilibrio F la siguiente expresión:

)(ln1

2

1

D

D

a

d

bF

Donde D1 es trazas/cm2 expuesto sin filtro y D2 es trazas/cm2 expuesto con filtro. Donde las constantes toman los siguientes valores:a = 0,0057 ± 0,0003 trazas cm-2 Bq-1 m3 días-1

b = 3,25 ± 0,05 adimensionald = 0,02380 ± 0,00009 trazas cm-2 Bq-1 m3 días-1


Estimación de dosis

)( 10 FddCH Rng

• A partir del factor de equilibrio, la dosis puede estimarse a través de la siguiente ecuación:

Donde d0= 0.33 uSv/a / Bq/m3

d1= 80 uSv/a / Bq/m3

son los factores de conversión de dosis efectiva correspondientes al gas 222Rn y a sus descendientes respectivamente.

• Si no se conoce el factor de equilibrio:

H = C rn x 25 uSv/año / Bq/m3


Ciudad o ProvinciaPromedio

(Bq/m3)

Número de

viviendas

Sistema de medición

utilizado **Malargüe 56,3 416 1,2,3,4 Mendoza 49,6 139 1,2

Gral. Alvear 44,6 119 1,4San Rafael 33,3 493 1,4Corrientes 48,0 109 1

Buenos Aires 30,0 448 1,2,3Resistencia 49,0 35 1

Rosario 31,0 61 1San Luis 30,7 204 1

Provincia de Chubut * 70,3 349 1,3,4Santiago del Estero 28,0 62 1

Bariloche 30,7 68 1,4Cosquín 48,2 70 1 Córdoba 41,7 231 1,4

Argentina 43,5 2804

Mediciones realizadas de la concentración de radón en el interior de viviendas de la República Argentina

* Ciudades de Trelew, Comodoro Rivadavia, Puerto Madryn, Rawson, Playa Unión, Gastre, Esquel, Gaiman, Dolavon, Gdor. Costa y Gualjaina** Sistemas de medición: 1 Makrofol, 2 Electrets, 3 Carbón activado, 4 CR-39


Histograma: concentración de 222Rn en viviendas

Histograma

0

100

200

300

400

500

600

700

800

90020 40 60 80 100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

y m

ayor

...

Cn Rn-222

Fre

cuen

cia


Recomendaciones internacionales Concentraciones máximas de radón en aire

Podemos dos casos de exposición al radón:

A – Exposición en viviendas: Considerados siempre como casos de Intervención. El rango para la selección de niveles de acción para radón en viviendas recomendado por el ICRP en su Publicación 65, y adoptado por la BSS-115, es de 200-600 Bq/m3.

B – Exposición en lugares de trabajo: Pueden ser considerados casos de Intervención o Prácticas.Para radón en lugares de trabajo el rango recomendado por el ICRP en su Publicación 65, dentro del cual se debe seleccionar el nivel de acción, es de 500-1500 Bq/m3, dependiendo del valor del factor de equilibrio. La BSS-115 recomienda un único valor de 1000 Bq/m3.


Norma Básica de Seguridad Radiológica AR.10.1.1 - ARN

Respecto a la exposición a radón en viviendas, en la sección D8. Intervenciones, párrafo 142, se define el valor del nivel de acción para tomar medidas remediativas:

“Cuando la concentración promedio anual de radon en el interior de viviendas exceda 400 Bq/m3 se deben adoptar soluciones de ingeniería para ventilar los ambientes y reducir la emanación del gas”.


Radon en aguas Agua termal yacimiento “Los Colorados” (La Rioja)

Muestra año Uranio (g/l) Ra-226 (mBq/l) 2000 0.430.04 51.66.0 2001 0.350.01 65.54.3 2002 <LD; LD= 0.2 68.03.0 2003 <LD; LD= 0.4 52.43.4 2004 <LD; LD= 0.1 58.53.4 2005 <LD; LD= 0.4 704.0

Agua termal Copahue (Neuquén) – Rn-222 (Bq/m3) De 29 muestras de agua analizadas en sucesivas campañas de muestro

Agua utilizada para bebida o Valor máximo 7.000 1700 o Valor mínimo 1.100 800

Agua utilizada para baños o Valor máximo 29.800 6100

Otra aguas termales medidas en el país Muestra Radón (Bq/m3) Ra-226 (mBq/l) Uranio (g/l) Agua de San Clemente (Bs. As) 5.3001.300 115.26.0 <LD; LD= 0.7 Agua de Federación (Entre Ríos) - 18.21.8 3.20.2 Aguas potables de Ezeiza (Bs. As) - Rn-222 (Bq/m3) De 50 muestras de agua analizadas en sucesivas campañas de muestro

Valor máximo 16.000 2.000 Valor mínimo 1.100 900 Valor medio 3.300


Recomendaciones internacionales para aguas potables

•Rn-222OMS 100.000 Bq/m3 (100 Bq/l) - Adoptado por CEEPA 11.000 Bq/m3 (11 Bq/l) - Valores conservativos

•Ra- 226OMS 180 mBq/lEPA 100 mBq/lSe estudia llevarlo a 500 mBq/l

•Pb-210

OMS 0.1 Bq/l

•UranioToxicológico (U natural) 15 ug/lRadiológico (U-238) 10 Bq/l

Radon en aguas

Conceptos Básicos de Radiactividad

Documents

Transcript of Conceptos Básicos de Radiactividad