VALIDACIÓN DE LA DETERMINACIÓN RÁPIDA Y … · equilibrio 90Sr/ Y en el suelo a analizar 90 •...

VALIDACIÓN DE LA DETERMINACIÓN RÁPIDA Y SIMULTÁNEA

DE 89Sr Y 90Sr EN SUELOS MEDIANTE CENTELLEO LÍQUIDO

SAROA ROZAS GUINEA

LABORATORIO DE MEDIDAS DE BAJA ACTIVIDAD

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA NUCLEAR Y MECÁNICA DE FLUIDOS

UNIVERSIDAD DEL PAÍS VASCO/EUSKAL HERRIKO UNIBERTSITATEA

Sitges, 16 de junio de 2016 IX JORNADAS SOBRE LA CALIDAD EN EL CONTROL DE LA RADIACTIVIDAD AMBIENTAL

INTRODUCCIÓN …………………………………………………………............. 3

COMPARATIVA ENTRE PROCEDIMIENTOS:

ACTIVIDADES DE Sr-89 Y Sr-90 …………………………………………………... 9

LÍMITES DE DETECCIÓN …………………………………………………………… 10

INCERTIDUMBRES RELATIVAS ………………………………………………….. 12

TIEMPO …………………………………………………………………………………… 14

COSTES ……………………………………………………………………………………. 15

CONCLUSIONES ……………………………………………………………………. 17

2/18

IX JORNADAS SOBRE LA CALIDAD EN EL CONTROL DE LA RADIACTIVIDAD AMBIENTAL

INTRODUCCIÓN – Comparativa – Conclusiones

Contexto:

En situaciones de emergencia nuclear y/o de emergencia radiológica es

fundamental dar respuesta a la emergencia en el menor tiempo posible.

Para ello, es necesario obtener datos de carácter radiológico fiables de

forma rápida, y por tanto, desarrollar y tener a punto procedimientos para la

determinación rápida de radionucleidos en diferentes matrices.

En este sentido, en el marco de la IAEA, el grupo ALMERA propone un

procedimiento para la determinación rápida y simultánea de 89Sr y 90Sr en

suelos mediante centelleo líquido.

3/18 Sitges, 16 de junio de 2016


Contexto:

Para el desarrollo y la validación del procedimiento, ALMERA ha nombrado

a los siguientes laboratorios expertos:

1. ANSTO, Lukas Heights, Australia

2. IAEA Terrestrial Environment Laboratory, Seibersdorf, Austria

3. Korea Institute of Nuclear Safety, Daejon, Republic of Korea

4. Spiez Laboratory, Spiez, Switzerland

5. LMBA, Universidad del País Vasco, Bilbao

En estos momentos se está en la fase de evaluación de resultados.




Objetivo de este trabajo:

Evaluar el método rápido de la IAEA, comparándolo en idénticas

condiciones con el método en vigor en el LMBA.




Método propuesto por la IAEA para la determinación de 89Sr y 90Sr en suelos de forma rápida y simultánea

Fundamento:

1. Pretratamiento y tratamiento de la muestra (1 g calcinado).

2. Separación radioquímica de Sr → 2 incógnitas: 89Sr y 90Sr.

3. Medida de la radiación Cerenkov (2 h) → 89Sr y creciente 90Y.

4. Medida por centelleo líquido (3 h) → 89Sr, 90Sr y creciente 90Y.

89Sr 90Sr 90Y

Cerenkov, ԑ Ventanas 10-360

0,347 0,017 0,581

LSC, ԑ Ventanas 120-910

0,978 0,937 0,997

Emax (MeV) 1,495 0,546 2,280

T1/2 50,53 d 28,9 a 64,05 h


XSR89151 11

XSR90151 11

XY90151 11

LineSeries4

LineSeries5

LineSeries6

D:\LMR-QUANTULUS\SR\PATRONES\SR49\S42.sum

1,000950900850800750700650600550500450400350300250200150100500

11.5

11

10.5

10

9.5

9

8.5

8

7.5

7

6.5

6

5.5

5

4.5

4

3.5

3

2.5

2

1.5

1

0.5

0

Scale:

100

100

100

100

100

100

89Sr

90Sr 90Y



Método en vigor en el LMBA para la determinación de 89Sr y 90Sr en suelos

Fundamento:

1. Pretratamiento y digestión ácida de la muestra (1 g calcinado).

2. Separación radioquímica de Sr → 2 incógnitas: 89Sr y 90Sr.

3. Medida de 90Sr mediante contador proporcional, al cabo de

21 días desde la fecha de comienzo de crecimiento de 90Y

(1000 min).

4. Medida de 89Sr mediante contador proporcional, al cabo de

cierto tiempo desde la primera medida (1000 min).




Validación del método rápido de la IAEA

Set de muestras de suelo:

1. Cociente de actividades de 89Sr/90Sr = 5



4. Cociente de actividades de 89Sr/90Sr = 5 – Bajas concentraciones

5. Cociente de actividades de 89Sr/90Sr = 5 – Sometido a 800 °C

Tratamiento de muestra:

1. Disolución por microondas

2. Lixiviación

3. Disolución en vaso abierto




Actividades de 89Sr y 90Sr, en condiciones de emergencia

Por microondas y disolución ácida se obtienen actividades parecidas.

Mediante lixiviación las actividades son un 4 – 22 % menores.


Introducción – COMPARATIVA – Conclusiones


Límites de detección (LIDs) en condiciones de emergencia

Según el método de la IAEA, los LIDs para el 89Sr son menores que los LIDs para el 90Sr; según el método del LMBA, los LIDs para el 89Sr son mayores que los LIDs para el 90Sr.

Para el 89Sr los LIDs del LMBA son mayores que los LIDs de la IAEA.

Para el 90Sr los LIDs más bajos son los de la lixiviación.

Según el cociente de actividades de 89Sr/90Sr aumenta, los LIDs del 89Sr disminuyen y los del 90Sr aumentan.




Límites de detección (LIDs) en condiciones de rutina

Transcurridos 112 días desde la separación Sr/Y, según el método del LMBA, el LID del 89Sr disminuye un 90 % y el del 90Sr un 95 %; según el método de la IAEA, el LID del 89Sr

aumenta muy ligeramente y el del 90Sr disminuye un 90 %.

Así, el LMBA con su método cumple el LID recomendado para el 90Sr (0,001 Bq g-1).




Las incertidumbres para el 89Sr son menores que las incertidumbres para el 90Sr.

Para el 89Sr la incertidumbre del LMBA es 2 veces mayor que la de la IAEA.

Para el 90Sr la incertidumbre del LMBA es un 30 % mayor que la de la IAEA.

Incertidumbres relativas (ur), k = 1, en condiciones de emergencia




Incertidumbres relativas (ur), k = 1, en condiciones de rutina

Espaciando las medidas, según el método de la IAEA, la ur del 89Sr permanece prácticamente constante y la del 90Sr disminuye un 85 %; según el método del LMBA, las

incertidumbres disminuyen: 75 % (90Sr) y 90 % (89Sr).

Transcurridos 112 días desde la separación Sr/Y, las incertidumbres del 89Sr y del 90Sr del LMBA son similares a las de la IAEA.




Tiempo

Microondas Lixiviación Disolución ácida Procedimiento

del LMBA

Tratamiento: 1 d Tratamiento: 1 d Tratamiento: 2 d Tratamiento: 2 d

Separación: 2 d Separación: 2 d

Medida: • Control diario: 2 min • Calibración: 13 h 20 min • Muestra: inmediata, 5 h • Blanco: 5 h

Medida: • Control diario: 4 min • Calibraciones: 20 h • Muestra: después de 15 días, 33 h 20 min • Fondos: 133 h 20 min

El tratamiento de la muestra y la separación de Sr suponen un mínimo de 3 días según el procedimiento de la IAEA y 4 días según el del LMBA.

En cuanto a la medida, el procedimiento de la IAEA es considerablemente más rápido.




Costes

Microondas Lixiviación Disolución ácida Procedimiento

del LMBA

Trat

amie

nto

de

la m

ues

tra • 1 mL de portador

de Sr • HNO3 65 %: 14 mL • HCl 32 %: 3 mL • HF 40 %: 10 mL • HClO4 70 %: 2 mL • Filtro de nitrato de celulosa • HNO3 1 M: 3 mL

• 1 mL de portador de Sr • Agua regia: 50 mL • HNO3 65 %: 5 mL • HNO3 1 M: 73 mL • Filtro de nitrato de celulosa • Etanol: 1 mL

• 1 mL de portador de Sr • HF 40 %: 40 mL • HNO3 65 %: 110 mL • Ác. bórico: 2 – 3 g • HNO3 1 M: 73 mL • Filtro de nitrato de celulosa

• 1 mL de portador de Sr • HNO3 65 %: 250 mL • Na2EDTA: 40 g • Amoníaco • Filtro de nitrato de celulosa • Acetato sódico: 20 mL

Sep

arac

ión

de

Sr

• Ácido oxálico: 5 g • 3 mL de portador de Ca • Amoníaco 25 % • 1 mL de bromocresol 0,1 % • HNO3 65 %: 55 mL • HNO3 8 M: 170 mL • Resina: 0,7 g

• NH4OH 25 % • (NH4)2CO3: 5 mL • Filtro de nitrato de celulosa • Vial de vidrio • HNO3 0,05 M: 8 mL • Ultima Gold AB: 12 mL

• Resina: 40 g • EDTA: 12 g • NaCO3 1,5 M: 40 mL • NaCl • Amoníaco • Filtro • HNO3

• Acetato de bario: 4 mL • Na2CrO4: 1 mL




Procedimiento

de la IAEA

Procedimiento

del LMBA

• Reactivos: 5 – 30 €

• Resinas de Eichrom: 30 €/análisis

• Viales de vidrio: 3 €/u

• Líquido centelleador: 1 €/vial

• Quantulus: 35 €/análisis

TOTAL: 100 €, aprox.

• Reactivos: 6 €

• Resinas Dowex: 22 €/análisis

• Planchetas de acero inoxidable: 2 €/u

• Gas PR: 5 €/análisis

• Contador proporcional: 25 €/análisis

TOTAL: 60 €, aprox.



Costes

IX JORNADAS SOBRE LA CALIDAD EN EL CONTROL DE LA RADIACTIVIDAD AMBIENTAL 17/18 Sitges, 16 de junio de 2016

Introducción – Comparativa – CONCLUSIONES

En condiciones de emergencia el mejor método es el de la IAEA.

En condiciones de rutina el mejor método es el del LMBA.

Debilidades y fortalezas de cada método:

Método de la IAEA Método del LMBA

Debilidades

• Se considera que hay equilibrio 90Sr/90Y en el suelo a analizar • No cumple el LID recomendado

• Se esperan al menos 15 días al equilibrio 90Sr/90Y para realizar la primera medida

Fortalezas

• Es rápido • No se necesitan grandes volúmenes de reactivos

• Cumple el LID recomendado en condiciones distintas a las de emergencia

VALIDACIÓN DE LA DETERMINACIÓN RÁPIDA Y SIMULTÁNEA

DE 89Sr Y 90Sr EN SUELOS MEDIANTE CENTELLEO LÍQUIDO

SAROA ROZAS GUINEA

LABORATORIO DE MEDIDAS DE BAJA ACTIVIDAD

DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA NUCLEAR Y MECÁNICA DE FLUIDOS

UNIVERSIDAD DEL PAÍS VASCO/EUSKAL HERRIKO UNIBERTSITATEA

VALIDACIÓN DE LA DETERMINACIÓN RÁPIDA Y … · equilibrio 90Sr/ Y en el suelo a analizar 90 •...

Documents

Transcript of VALIDACIÓN DE LA DETERMINACIÓN RÁPIDA Y … · equilibrio 90Sr/ Y en el suelo a analizar 90 •...