Tomografia bases fisicas, teorema de radon y reconstruccion 3D
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CIMQ’17: MENTES QUE CAMBIAN EL MUNDOSantiago de Compostela, 13-15 Marzo, 2017
El radon, EL ENEMIGO INVISIBLE
Luis Santiago Quindos Poncela
GRUPO RADON UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
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UNIVERSIDAD DE CANTABRIA
Grupo Radon
40 AÑOS CON LA RADIACION NATURAL
.- 12000 MEDIDAS DE RADON
.-10000 ANALISIS DE MUESTRAS DE SUELOS
.- 9000 MEDIDAS DE RADIACION GAMMA EXTERNA
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RESOURCES OF THE RADON GROUP
.- STEEL FACTORIES-ORPHAN SOURCES (40%)
.- RESTORATION OF URANIUM MINING: DESIGN OF LAYERS FOR RADON AND RADIOLOGICAL CONTROL (20%)
.- CONTROL OF URBAN WASTE ( 10%)
.- RADON-SPANISH NUCLEAR SAFETY COUNCIL (10%)
.- OTHERS (20%)
ANNUAL BUDGET: 250.000 EUROS21% : Universidad de Cantabria
2 doctores, 3 pre-doctorales, 4 tecnicos de laboratorio
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Estándar ISO 21482, 2007
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10.0 %: COMIDA E INTERNA
POTASIO
93.94% POTASIO 39
0.0117 % POTASIO 40
6.73% POTASIO 41
PERIODO: 1.22 MILLONES DE AÑOS
11.2% Ar-40 estableCaptura electronicay emision de positron
88.8% Ca-40DesintegracionBeta-gamma
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RADON
Exposición promedio del hombre a fuentes
naturales y artificiales
Radón
47%
Torón
4%
Alimentos
12%
Gamma
terrestre
14%
Artificial
13%
Rayos cósmicos
10%
FUENTE: UC,CSN
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ARTIFICAL vs NATURAL
AÑO 2009
Nº DE TRABAJADO
RESFondo
< 5 mSv > 5 mSv
< 20 mSv
> 20 mSv
< 50 mSv > 50mSv
89004 52325 35362 1255 53 9
Fuente: Consejo de Seguridad Nuclear
Radon: 3000 Bq/m3; 1700 h; F=0.4 15 mSv/año
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1. The Earth is a Heat Engine
• Primordial heat left over from the time of accretion and theseparation of iron into the core.
• Radioactive heat from the decay of one element into another.
The main heat producing elements in Earth are Uranium, Thorium,and Potassium.
The two primary SOURCES of Earth's heat are:
Isotope H (W kg-1) H (cal g-1 s-1 ) ½ (yr) Concentration (kg kg-1)
238U 9.37 x 10-5 2.24 x 10-8 4.47 x 109 25.5 x 10-9
235U 5.69 x 10-4 1.36 x 10-7 7.04 x 108 0.185 x 10-9
U 9.71 x 10-5 2.32 x 10-8 25.7 x 10-9
232Th 2.69 x 10-5 6.44 x 10-9 1.04 x 1010 203 x 10-9
40K 2.79 x 10-5 6.68 x 10-9 1.25 x 109 32.9 x 10-9
K 3.58 x 10-9 8.55 x 10-13 25.7 x 10-5
13.5% : RADIACION GAMMA TERRESTRE
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Fuente: Jose Carlos Saez Vergara. CIEMAT
12.0%: RADIACION COSMICA
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Radiación cósmica en la superficie terrestre
Radiación Cósmica vs Altitud & Latitud (CARI-6)
0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Altitud sobre el nivel del mar, m
Tas
a do
sis
efec
tiva,
nSv·
h-1
Lat. 0 N Lat. 40 N Lat. 90 N
Se debe a muones, fotones y neutrones muy energéticos.
Aumenta exponencialmente con la altitud y varía algo con la latitud.
Afecta a toda la población mundial (6.500 millones de personas).
Valores sopesados considerando la distribución de la población en latitudes y altitudes:
Muones y Fotones: 31 nSv/h 340 µSv/año
Neutrones: 13 nSv/h 120 µSv/año
Inevitable e incontrolable : No se aplica el sistema de protección radiológica.
Fuente: Jose Carlos Saez Vergara. CIEMAT
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Dosis recibidas en vuelos orbitales y estaciones espaciales (MIR, ISS)
Las dosis se deben a los protones y electrones atrapados en los cinturones de Van Allen.
La tasa de dosis se incrementa notablemente en la Anomalía Sudatlántica del campo geomagnético (aproximadamente sobre el SE de Brasil).
También influye la inclinación de la nave respecto a la Tierra.
La tasa de dosis varía entre 5 y 40 µSv/h, y las dosis por misión oscila entre 3 y 11 mSv.
Fuente: Jose Carlos Saez Vergara. CIEMAT
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(heavy ions, protons, neutrons, pions, muons, electrons)
Secondary cosmic rays
Primary cosmic rays
Astronauts are also exposed to secondary particles
about 1 mSv/day
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Estimación de la dosis recibida en la misión a Marte
Riesgo de cancer fatal: de 2.4% para hombres de 55-64 años hasta 16.7% para mujeres de -34 años.
Riesgo de herencia de defectos genéticos: 0.7-1.1%.
Riesgo elevado de aparición de cataratas.
Disminución temporal de la fertilidad.
Existen otros factores con efectos más graves sobre la salud.
456 d, 0.80 Sv TOTAL: 885 d, 2.26 Sv
439 d, 0.41 Sv
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GAS NOBLE RADIACTIVO
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Procedencia gas radón
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Órdenes de magnitud para la concentración de radón
¿CUÁNTO RADÓN PODEMOS ENCONTRAR?
(UC, CSN)
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RADON: A GOOD TRACER
.- ATMOSPHERIC PROCESS: TRANSPORT AND DIFUSSION
.- SISMIC ACTIVITY AND ACTIVE FAULTS
.- CONTAMINATION OF SOILS: L-DNAPLs
.- AQUIFERS
.- SEQUESTRATION OF CO2
.- VENTILATION OF CAVES
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LAS CALDAS DE BESAYA
SPA
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Stanley Watras at the Limerick Nuclear Power Plant, Christmas 1984
"I just thank God that if it wasgoing to be anybody living in that house, it would be me, somebody who could, through their work activities, discover the situation,”
Philadelphia Inquirer March 20, 1985
!!!!!PAISES NORDICOS, AÑOS 70 ¡¡¡¡¡
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Estudios en mineros del uranio (años 70)
RADON INCREMENTA EL CANCER DE PULMON : Dr. SAMET, UNIVERSITY OF NEW MEXICO, USA
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Fuentes de radón y transporte
SuelosMaterialesde construcción
Agua
Transporte
Difusión(<5%)
Convección(95%)
Por diferencias de concentraciónMovimiento relativo del gas en el seno del material que lo contiene
Por diferencias de presión/temperaturaEl fluido que contiene al gas actúa como vehículode tranporte
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Vías de entrada en viviendas
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Materiales de construcción
Pueden ser una fuente importante de radon en edificios elevados
Baja permeabilidad Difusión principal mecanismo
Ejemplo granito
Elevado contenido en 226RaExhalación dependiente de fisuras, grietas, etc...
Presión atmosféricaHumedad
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GRANITOS
Mas de 200 tipos….
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Granito Ra (Bq Kg-1) Ceq (Bq m-3) E (Bq m-2
ROSAVEL 150-187 900 ± 80 5,0±0.7
BLANCO CRISTAL 260 600 ± 70 3,3±0.5
GRIS MONDARIZ 211 3500 ± 300 19,4±2.0
MADURA GOLD 243 1100 ± 90 6,1± 0.7
NEGRO TEZAL 61 1800 ± 150 10,0± 1.0
ROSA PORRIÑO Y 133 3000 ± 250 16,6±1.5
ROSA PORRIÑO X 158 1900 ± 150 10,5±1.0
PEDRAS SALGADAS 145 1000 ± 90 5,5±0.6
KASHMIR WHITE 419 500 ± 100 2,8±0.8
GRIS PERLA 132 1200 ± 90 6,6±0.5
BLANCO PERLA 135 --- ---
ALBERO 105 6000 ± 500 33,2±3.5
ARUBA GOLD 43 500 ± 100 2,8±0.8
CREMA JULIA 167 1200 ± 90 6,6±0.5
GIALLO VENECIANO 31 500 ± 100 2,8±0.8
GRIS ALBA 199 600 ± 90 3,3±1.0
GRIS MORRAZO 117 500 ± 100 2,8±
MULTICOLOR SALMON 257 2700 ± 300 15,0±1.6
SILVESTRE MORENO I 133 21000 ± 1100 116,3±10.4
SILVESTRE MORENO II 121 3000± 250 16,6±1.5
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Tamaño de granoPorosidad
Factor de emanacion
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Encimeras: Ningún problema radiologico
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Descendientes del radón
Muro,Suelo
Exhalación de Radón
Depósito
Depósito
Des
inte
grac
ión
Ad
her
enci
a
Ret
roce
so
Partícula de Aerosol
Descendiente libre
RADÓN
+ 88 %Neutro 12 %
Descendiente adherido
Solo 218Po
Tamaño (nm)
10 - 1000
0.5 - 1
Vargas 2004Porstendorfer 1994
”Plate out”
Deposition
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Descendientes del radón
Ref: Porstendorfer and Reinniking, 1998
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Riesgos para la salud
La inhalación de radón (y descendientes) provoca irradiación alfa en las células del tracto respiratorio
Mutaciones, transformación malignaRiesgo de cáncer de pulmón
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4,663 millones
de cajetillas
2,340 millones
de cajetillas
LEGISLACION
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Cuarta subserie. Radón-222
SINERGIA CONSUMO TABACO
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INTERNATIONALRADON
PROJECT(2005-2009)
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Darby et al. 2005
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PROYECTO UE RADPAR (2009-2011)
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IARC, 2016
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De donde se derivan los riesgos que se presentan..........
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Riesgos para la salud
Aproximación epidemiológica
Aproximación dosimétrica
Factor 1-3
Modificar algunos factores de ponderación usados por ICRP-Pulmón (0.12 a 0.04)- Partículas alfa (20 a 7)-Regiones pulmonares
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Modelo dosimétrico
Estimación de la dosis por unidad de exposición a partir de modelo de las vias respiratorias
Periodo de retención de descendientesFactor de ponderación de la radiación alfa
Sensibilidad tejido pulmonar
Factores de ponderación de cada regiónFunciones de probabilidad
Aplicado a las condiciones de mineros (Birchall 1994) 15 mSv WLM-1
Aplicado a las condiciones de viviendas (Marsh 2002) 12 mSv WLM-1
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1.1 Sv por Jhm-3 equivale a 4 mSv/WLM 1.4 Sv por Jhm-3 equivale a 5 mSv/WLM
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RecomendationsExplanatory notesRequirements
BSS, febrero 2018
ANNEX XVIIIIndicative list of items to be covered in the national action plan
to manage long term risks from radon exposures)
BSS
Surveys
Publicawareness Action Plan
Responsibilities
Finantialsupport
ReferenceLevels
Prevention
MitigationLong Term
Goals
Radon-Prone
Buildingidentification
Strategyexposurereduction
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¿Donde estamos?
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LEGISLACION
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TÍTULO VII del R.D. 783/2001 de 6 de julio por el que se apruebaTÍTULO VII del R.D. 783/2001 de 6 de julio por el que se apruebael Reglamento sobre protección sanitaria contra radiaciones ionizantes.
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IS 33 Instruction: Spanish Nuclear Safety Council
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< 600 Bq m-3 No control 600 – 1000 Bq m-3 bajo control > 1000 Bq m-3 alto control
2000 horas como referencia
Guías Seguridad CSN11.0111.02
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MEDIDAS Y REMEDIO
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TÉCNICAS DE REMEDIO Y PREVENCION
Estudio de los mecanismos de entrada y acumulación de Radón en una vivienda unifamiliar y su interés en el diseño de medidas de remedio (MCINN 2011-2013)
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Prevención y mitigación
PROYECTO 2007, CSIC, CSN, UC
R a d ó n e n e l t e r r e n o
S u c c i ó n n a t u r a l
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Prevención y mitigación
Técnicas de protección
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Project POS CCE ID 586 - SMIS 12487/ 160/ 15.06.2010The European Regional Development Fund
Objective: DEVELOPMENT OF EFFICIENT MITIGATION SOLUTIONS AGAINST POPULATION EXPOSURE TO RADONTHROUGH INNOVATIVE RESEARCH WITH INTERNATIONAL COOPERATION
■ area monitoring and selection of houses for remediation
■ a pilot house as working prototype for experimental solutions of protection against radon emissions
■ implementation of mitigation solutions in the 20 selected houses
IMPLEMENTATION OF RADON REMEDIATION TECHNIQUES IN DWELLINGS OF BǍIŢA URANIUM MINE AREA/ IRART
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RADON: UN RETO de salud PARA EL FUTURO INMEDIATO
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Mapas de Incidencia
Municipios con incidencia RR>1 Hombres - Mujeres
Fuente: Dr. Lopez Abente, Instituto de Salud Carlos III
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Prof. Juan Barros de DiosProf. Alberto Ruano Raviña
GRUPO DE EPIDEMIOLOGIA Y SALUD PUBLICAUNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA
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HOMBRES MUJERES
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Accidente
Toma de medidas
PREVENCIÓN
Actos inseguros Causas inseguras
Análisis de las causas
NO
PREVENCION DE RIESGOS
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Enfermedad
NO
Cáncer pulmón
Toma de medidas
PREVENCIÓN
Análisis de concentración de Radón en la vivienda
Tabaco
Análisis de las causas
Contaminación ambiental
Contaminación laboralRADÓN
Entre el 3% y 14% de los casos de cáncer de pulmón. OMS
Otros…
Medidas Correctoras
Medidas de Mitigación
CAUSAS POTENCIALES
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CONCLUSION:
EL CAMINO RECORRIDO HA SIDO IMPORTANTE PERO QUEDA MUCHO POR ANDAR…..
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El laboratorio LaRUC ha sido uno de los impulsores de la creación de laasociación europea ERA (European Radon Association). 3 de loscomponentes del LaRUC son en la actualidad miembros del comitéejecutivo de dicha asociación.
www.radoneurope.org
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www.elradon.com www.redradna.com
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MUCHAS GRACIAS POR VUESTRA PACIENCIA