Fuentes naturales: Un reto para la Proteccion Radiologica del siglo XXI

Transcripción

1 Fuentes naturales: Un reto para la Proteccion Radiologica del siglo XXI Carlos Sainz Fernandez, Jose Luis Gutierrez Villanueva, Ismael Fuente Merino, Alicia Fernandez, Jorge Quindos Lopez, Hugo Lopez, Luis Quindós Lopez, Jesús Soto Velloso, Jose Luis Arteche Garcia, Enrique Fernandez Lopez, Diego Arteche Laso, Luis Santiago Quindós Poncela Grupo Radón, Universidad de Cantabria 14 de Diciembre de 2010 BADAJOZ

2 UNIVERSIDAD DE CANTABRIA Grupo Radon 33 AÑOS CON LA RADIACION NATURAL MEDIDAS DE RADON ANALISIS DE MUESTRAS DE SUELOS MEDIDAS DE RADIACION GAMMA EXTERNA

3 RadonMeasurementServices/radon03Validation/

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5 Estándar ISO 21482, 2007

6 CONTRIBUCION DE LAS DISTINTAS FUENTES DE RADIACION 85% NATURAL 50% radon gas from the ground 10% from food and drink 12% cosmic rays 13.5% gamma rays from ground and 14% medical buildings 15% ARTIFICIAL < 0.1% nuclear discharges < 0.1% products 0.2% fallout 0.2% occupational DOSIS PROMEDIO ANUAL PARA ESPAÑA DEBIDA A FUENTES NATURALES: 2.8 msv/año

7 ARTIFICAL vs NATURAL AÑO 2009 Nº DE TRABAJA DORES Fondo < 5 msv > 5 msv > 20 msv < 50 msv > 50mSv < 20 msv Radon: 300 Bq/m 3 ; 1700 h; F= msv/año Fuente: Consejo de Seguridad Nuclear

8 13.5% : RADIACION GAMMA TERRESTRE 1. The Earth is a Heat Engine The two primary SOURCES of Earth's heat are: Primordial heat left over from the time of accretion and the separation 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. Isotope H (W kg -1 ) H (cal g -1 s -1 ) τ ½ (yr) Concentration (kg kg -1 ) 238 U 9.37 x x x x U 5.69 x x x x 10-9 U 9.71 x x x Th 2.69 x x x x K 2.79 x x x x 10-9 K 3.58 x x x 10-5

9 12.0%: RADIACION COSMICA Fuente: Jose Carlos Saez Vergara. CIEMAT

10 Radiación cósmica en la superficie terrestre Tasa dosis efectiva, nsv h Radiación Cósmica vs Altitud & Latitud (CARI-6) Lat. 0 N Lat. 40 N Lat. 90 N Altitud sobre el nivel del mar, m 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 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. altitudes: Fuente: Jose Carlos Saez Vergara. CIEMAT

11 Fuente: Jose Carlos Saez Vergara. CIEMAT 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.

12 Pr i mar y cosmi c r ays Secondar y cosmi c r ays about 1 msv/day Ast r onaut s ar e al so exposed t o secondar y par t i heavy i ons, pr ot ons, neut r ons, pi ons, muons, el ect r ons

13 Estimación de la dosis recibida en la misión a Marte 439 d, 0.41 Sv TOTAL: 885 d, 2.26 Sv 456 d, 0.80 Sv Riesgo de cancer fatal: de 2.4% para hombres de años hasta 16.7% para mujeres de años. Riesgo de herencia de defectos genéticos: %. Riesgo elevado de aparición de cataratas. Disminución temporal de la fertilidad. Existen otros factores con efectos más graves sobre la salud.

14 10.0 %: COMIDA E INTERNA 93.94% POTASIO 39 POTASIO 6.73% POTASIO % POTASIO 40 PERIODO: 1.22 MILLONES DE AÑOS 11.2% Ar-40 estable Captura electronica y emision de positron 88.8% Ca-40 Desintegracion Beta-gamma

15 50.0 %: Radón PRINCIPAL FUENTE DE RADIACION 222 Rn Gas noble T 1/2 = 3.82 d Emisor alfa (5.49 MeV) WHO (IARC): Volume 78 Some internally deposited radionuclides Posibilidad de desplazamiento macroscópico

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17 Procedencia gas radón

18 Cadena de desintegracion del 238 U Major Radon Decay Products Pb 27 min Bi 20 min Po 128 days Radon DESCENDIENTES (Solidos) Po 3 min Stable > Radon < 3.8 dias Radon Gas Radio años Uranio FUENTE (SOLIDOS) 4.4 Billion años

19 Fuentes de radón y transporte Suelos Materiales de construcción Agua Transporte Difusión Convección Por diferencias de concentración Movimiento relativo del gas en el seno del material que lo contiene Por diferencias de presión/temperatura El fluido que contiene al gas actúa como vehículo de tranporte

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21 Radon s Movement Radon can easily migrate in soil and specialy in fractures The most important factors: porosity, permeability and soil moisture

22 Effect of Local Geologic Conditions

23 MAPA GEOLOGICO DE ESPAÑA

24 GALICIA ARAGÓN CASTILLA Y LEÓN ANDALUCÍA CATALUÑA MADRID C. LA MANCHA EXTREMA DURA

25 GM GM = 41 Bq m -3 Rango = < Bq m -3 Quindos et al. Environment International (1991):17,

26 European Council Directive 96/29 EURATOM Reduction of dose limit: 50mSv/a --> 20 msv/a Monitoring of exposures from natural sources BOE 178 DE 26 DE JULIO DE 2001

27 TÍTULO VII del R.D. 783/2001 de 6 de julio por el que se aprueba el Reglamento sobre protección sanitaria contra radiaciones ionizantes.

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29 Average doses in Europe (personal doses of measurably exposed workers)

30 Radon health risks Radon inhalation (and progeny) causes alpha irradiation in the cells of the respiratory tract Mutations, malignant transformation Lung cancer risk Two ways for risk assessment -Epidemiology -Dosimetry

31 19 th National Radon Training Conference Sept , 2009 in St. Louis, Missouri

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33 Size (nm) Radon decay products Disintegratión Radon exhalation RADON Unattached progeny Deposit + 88 % Neutro 12 % Attachment Recoil Only 218 Po Wall, Soil Attached progeny Deposit Aerosol particle

34 RADIACIÓN TERRESTRE Uranio-238 Cuarta subserie. Radón-222 Ref: Postendorfer and Reinniking, 1998 GRUPO RADON. UNIVERSIDAD DE CANTABRIA

35 Riesgos para la salud Aproximación epidemiológica Aproximación dosimétrica Factor 3 ICRP STATEMENT ON RADON, NOVEMBER, 2009

36 SISTEMAS DE MEDIDA DEL RADÓN Y DESCENDIENTES Qué? Por qué? Cómo?

37 Instrumentación Radon y Descendientes Gas Radón Descendientes Métodos Pasivos Sin alimentación eléctrica Medida de exposición integral Análisis posterior exposición Equipos especiales Métodos Activos Alimentación eléctrica Almacena concentración de Radón en el tiempo Lectura directa Conjunto Bomba/filtro Trazas Electretes Detector Silicio Espectrometría alfa Cámara Ionización Células Centelleo (Lucas Cell) Toma muestra Y análisis Análisis Contínuo.

38 DETECTORES DE TRAZAS Periodo de exposición: 3-6 meses Revelado electroquímico Lectura de la densidad de trazas Fotografía de las trazas en LR-115 Aumentos: 40 Tamaño : 2 x 2 mm

39 DETECTORES PASIVOS: CR 39 -Detector de trazas. -Recipiente: 55 mm x 35 mm. -Tiempo de exposición: 3 meses. -Revelado químico en RadoBath. -Medida con RadoMeter 2000.

40 EJEMPLOS DE TRAZAS Imágenes obtenidas recientemente por microscopía de Fuerza Atómica de un CR-39

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42 CUATRO ULTIMOS APUNTES: 1.-RADON EN AGUA

43 2.- GRANITO

44 3.- REDUCCION ES POSIBLE

45 EFFECTIVENESS OF REMEDIATION TECHNIQUES

46 4.- RADON 10X10 UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA UNIVERSIDAD AUTONOMA DE BARCELONA

47 RADON 10X10

48 RADON 10X10

49 RADON 10X10

50 VOLUNTARIOS PUEBLOS PARA MEDIR: ALSTILLERO NUE VA PLAZA ALM ENDRA OPUEBLA DE NEGVADA

51 www. elradon. com

52 CIENCIA en La II Investigadores en Accion

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