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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
Autoridad Regulatoria NuclearDEPENDIENTE DE LA PRESIDENCIA DE LA NACION
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. .
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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
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DEPÓSITO
AGUAS
EMISIÓN ATMOSFÉRICA
DESCARGA LÍQUIDA
IRRADIACIÓN EXTERNA DEPOSICIÓN
RESUSPENSIÓN
IRRADIACIÓN EXTERNA
AIRE CONTAMINADO
INHALACIÓN
IRRADIACIÓN EXTERNA
DEPOSICIÓN
DEPOSICIÓN DEPOSICIÓN
PLANTAS
INCORPORACIÓNINGESTIÓN
ALIMENTOS
INCORPORACIÓN
SUBSUELO
IRRADIACIÓN EXTERNA
ESCURRIMIENTO
SEDIMENTACIÓN
SEDIMENTOS
PLANTAS ACUÁTICAS
INCORPORACIÓN
INCORPORACIÓN
AGUA POTABLE
PECES
INCORPORACIÓN
COMIDA Y BEBIDA
ALIMENTOSALIMENTOS ANIMALES
VÍAS DE IRRADIACIÓNVÍAS DE IRRADIACIÓN
IRRADIACIÓN EXTERNA
SUELO
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• Tipos de radiación
– Emisión de partículas (, - , + )– Emisión de fotones ( , rayos X)
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Partículas Alfa
• Carga: + 2• Distancia recorrida en aire: < 5 cm• Blindaje mínimo: hoja de papel
• Riesgos: contaminación interna
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Decaimiento Alfa
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*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)
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Decaimiento Beta
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Fotones
• Carga: ninguna• Peso: ninguno• Distancia recorrida en aire: varias millas• Blindaje: alto Z (plomo)• Riesgo: contaminación interna
y externa
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Distancias de Penetración
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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
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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.
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Radiación Ionizante …
• Radiación directamente ionizante
– Decaimiento alfa ()– Decaimiento beta / positrón ( - / +)
• Radiación indirectamente ionizante
– Radiación gamma ()– Radiación rayos X– Radiación neutrón (n)
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Interacción con la Materia
• Ionización
• Excitación
Partículas cargadas
Interacciones Eléctricas
Ocurre Ionización
Cambios químicos
Efectos biológicos
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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)
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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
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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.
RADIACTIVIDAD NATURALRADIACTIVIDAD NATURAL
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Áreas de Alta Radiación de Fondo
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Radiación de Fondo
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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.
RADIACTIVIDAD NATURALRADIACTIVIDAD NATURAL
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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.
RADIACTIVIDAD NATURALRADIACTIVIDAD NATURAL
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Exposición promedio del hombre a fuentes naturales y artificiales
Radón47%
Torón4%
Alimentos12%
Gamma terrestre
14%
Artificial13%
Rayos cósmicos10%
Radiactividad natural 87%, artificial 13%
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Fuentes de Radiación artificialesContribuye en media de 0.6 mSv/año
Aplicaciones industriales
Plantas nucleares y precipitación radiactiva
Aplicaciones médicas
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RADIACION COSMICARADIACION COSMICA
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Técnicas Básicas de Protección Radiológica
• Irradiación externa– Tiempo– Distancia– Blindaje
• Irradiación interna– Control de contaminación
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Reducir Tiempo
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Aumentar Distancia
1 mSv/hr a 1 m0.25 mSv/hr a 2 m
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Usar Blindaje
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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
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Radón: el radón y su progenie
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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
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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
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Vías de entrada de radón en una vivienda
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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
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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
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MEDIDAS PARA CONTROLAR LA
EXPOSICION
• VENTILACION MECANICA • AISLAMIENTO DE LA FUENTE • LIMPIEZA DEL AIRE • PROTECCION RESPIRATORIA • TRABAJO ROTACIONAL
• MONITORAJE DEL AIRE
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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)
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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.
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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.
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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”.
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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
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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