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Radioactividad y Medio Ambiente 2014
Profesor: Dr Leonardo Errico
JTP: Dra Luciana Montes
Facultad de Ciencias Exactas-UNLP
Instituto de Física La Plata - CONICET
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IntroducciónEl planeta Tierra es naturalmente radioactivo
Rayos cósmicos
(0.28 mSv/a)*
Radionucleidos en el suelo
(0.07 mSv/a)*
* UNSCEAR, 2008
En suelosNaturalmente se encuentran:40K.Radionucleidos pertenecientes a la cadena del 232Th.Radionucleidos pertenecientes a las cadenas del 238U y del 235U.
La actividad dependerá de las características locales del lugar en particular.
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Objetivos generales Comenzar con el establecimiento de la línea de base radiológica.
Conocer niveles de actividad.
Emisores antropogénicos: migración en suelos de la región.
Estimar la dosis de exposición externa.
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Objetivos específicos
Estudiar la distribución de actividad de emisores naturales (40K, pertenecientes a las cadenas de 232Th y 238U) y antropogénicos en la región de La Plata.
Caracterización suelos (técnicas complementarias).
Relacionar la actividad y la distribución con propiedades de los suelos.
Adecuar los modelos existentes de migración vertical de radionucleidos antropogénicos a los suelos de la región.
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Área de estudio
superficie
perfilado
SS
O
O
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Muestreo de suelosSuperficial
Recolección con trépano 15 cm de profundidad
PerfiladoSuperficie a 50 cm de profundidadCalicata (100 cm x 100 cm x 60 cm)Recolección con pala metálica y tubos plásticos
Pre-tratamiento de las muestras
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Medidas de actividad de emisores gammaEG&G Ortec GMX10180
Fuente de alta tensión Ortec 659
Amplificador Ortec 572A
Placa multicanal de 8192 canales
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Resultados: Espectro gamma
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 18000
8000
16000
24000
cuen
tas/
kg
PP - 1x = 3.0 cm
energía ( keV)
659.5 660.0 660.5 661.0 661.5 662.0 662.5 663.0 663.50
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
cuen
tas(
kg)
energía (keV)
Actividad proporcional al área
Cadena del 232Th
Cadena del 238U40K
137Cs
Calibración energía : identificación
Calibración eficiencia: cuantificación
Fondo del laboratorio
4 días de medición por muestra
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Radioactividad Natural: 232Th
50
40
30
20
10
0
50
40
30
20
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0
50
40
30
20
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50
40
30
20
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0
50
40
30
20
10
0
25 30 35 40 45 50 55 25 30 35 40 45 50 55
50
40
30
20
10
0
EPA
media=37±4
VAA
media=46±3
profundidad (cm)
ACA
media=37±3
PPA
media=42±2
actividad (Bq/kg)actividad (Bq/kg)
prof
undi
dad
(cm
)
LHA
media=41±3
RPA
media=37±5
La menos variable en profundidad y espacio
No se logró establecer un valor medio para la región de La Plata
Actividad acorde con el valor medio mundial.
Valor medio para cada perfil
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Radioactividad Natural:226Ra
50
40
30
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0
50
40
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20
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0
50
40
30
20
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0
50
40
30
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0
50
40
30
20
10
0
20 30 40 50 60 70 20 30 40 50 60 70
50
40
30
20
10
0
EPA
media= 34±3
VA
profundidad (cm)
ACA
media= 29±2
PP
actividad (Bq/kg)actividad (Bq/kg)
prof
undi
dad
(cm
)
LHA
media= 27±2
RPA
media= 25±2
No se pudo establecer un valor medio de actividad para la región
las actividades encontradas en la mayoría de los suelos estuvieron por debajo del valor medio mundial
Constante en z en 4 zonas
Variaciones: ¿Presencia de carbonatos?
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Radioactividad Natural: 40K
50
40
30
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10
0
50
40
30
20
10
0
50
40
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0
50
40
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0
50403020100
500 600 700 800 900 1000 500 600 700 800 900 1000
50
40
30
20
10
0
EP
VA
profundidad (cm)
AC
PP
actividad (Bq/kg)actividad (Bq/kg)
prof
undi
dad
(cm
)
LH
RP
Retención en minerales de arcilla
Tendencia general:A aumenta con la profundidad
Toma de 40K por las plantas
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30
20
10
0
30
25
20
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5
0
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5
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0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 430
25
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15
10
5
0
profundidad (cm)
prof
undi
dad
(cm
)EP
VA
AC
PP
LH
actividad (Bq/kg)
RP
actividad (Bq/kg)
30
20
10
0
30
25
20
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5
0
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0
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5
0
30
25
20
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5
0
0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 430
25
20
15
10
5
0
profundidad (cm)
prof
undi
dad
(cm
)
EP
VA
AC
PP
LH
actividad (Bq/kg)
RP
actividad (Bq/kg)
Perfiles de actividad de 137Cs
Influencia Continental Influencia Estuárico marina
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Modelo de transporte (ODCDE)
2
0
exp exp4( , ) 1
exp 2 2 2
effeff
effeff
eff eff
eff effeff eff
x v t v xvD t D vJ t x
C x t erft D DD t D t
Bossew, P., Kirchner, G., 2004. JENVR, 73, 127.
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30
20
10
0
30
20
10
0
30
20
10
0
30
20
10
0
30
20
10
0
0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 530
20
10
0
profundidad (cm)
pr
ofun
dida
d (c
m)
EP
VA
AC
PP
LH
actividad (Bq/kg)
RP
Datos experimentales Ajuste: ODCDE
actividad (Bq/kg)
J0 = 80±3 Bq cm/kgDeff = 0.8±0.1 cm2/aveff = 0.15±0.01 cm/a
J0 = 112±13 Bq cm/kgDeff = 0.8±0.3 cm2/aveff = 0.22±0.03 cm/a
J0 = 87±3 Bq cm/kgDeff = 1.1±0.2 cm2/aveff = 0.11±0.02 cm/a
J0 = 69±5 Bq cm/kgDeff = 0.5±0.1 cm2/aveff = 0.16±0.02 cm/a
J0 = 106±57 Bq cm/kgDeff = 56±6*106 cm2/aveff = -6±7*105 cm/a
J0 = 89±7 Bq cm/kgDeff = 0.6±0.3 cm2/aveff = -0.03±0.07 cm/a
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Illita
Sitios RES
Sitios FES Sitios FES
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2( )
( ) 40
1(x,t)= ( )
2 2 2
eff eff
eff effe
x v t v xk t Deff effD t
eff effeff eff
v v t xf J e e e erfc
D DD t D t
0
( , ) ( , ') 'tt
effb x t k e f x t dt
Modelo de transporte (ODCDFE)
keff, constante en x y t
Programa implementado en cooperación con L. Silva y C. Saá, Universidad de Porto, Portugal.
Toso J.P:, Velasco, R.H., 2001. JENVR, 53, 133.
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30
20
10
0
30
20
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0
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0
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20
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0
0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 530
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0
profundidad (cm)
pr
ofun
dida
d (c
m)
EP
VA
AC
PP
LH
actividad (Bq/kg)
RP
Datos experimentales Ajuste: ODCDE Ajuste: ODCDFE
actividad (Bq/kg)
J0 = 92±4 Bq cm/kgDeff = 0.43±0.08 cm2/aveff = 0.23±0.02 cm/a
J0 = 138±14 Bq cm/kgDeff = 0.33±0.10 cm2/aveff = 0.32±0.02 cm/a
J0 = 102±21 Bq cm/kgDeff = 0.73±0.71 cm2/aveff = 0.21±0.14 cm/a
J0 = 93±5 Bq cm/kgDeff = 0.24±0.05 cm2/aveff = 0.25±0.01 cm/a
J0 = 151±37 Bq cm/kgDeff = 0.20* cm2/aveff = 0.43±0.20 cm/a
30
20
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0
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0
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0
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0
30
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0
0 1 2 3 4 5 0 1 2 3 4 530
20
10
0
profundidad (cm)
prof
undi
dad
(cm
)
EP
VA
AC
PP
LH
actividad (Bq/kg)
RP
Datos experimentales Ajuste: ODCDE Ajuste: ODCDFE
actividad (Bq/kg)J0 = 88±60 Bq cm/kgDeff = 0.46±0.27 cm2/aveff = 0* cm/a
![Page 19: Estudio radiológico en suelos de La Plata](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062410/5681526b550346895dc09d29/html5/thumbnails/19.jpg)
0
1
2
3
4
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8b)
a) Chile
Deff (c
m2/a
)
Argentina
Chile
Modelo ODCDE (bibliografía) Modelo ODCDFE intervalo de valores (IAEA) Modelo ODCDE (La Plata) valor medio mundial (IAEA)
v eff (
cm/a
)
Argentina
Deff y veff: modelos y otros países
San Luis: Juri Ayub, J et al., 2007;2008Chile: Schuller, P et al., 2002; 2004
![Page 20: Estudio radiológico en suelos de La Plata](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062410/5681526b550346895dc09d29/html5/thumbnails/20.jpg)
0 10 20 30 40 50
0
2000
4000
6000
8000
10000
30 40 50 60 70
0
2000
4000
6000
8000
10000
0 1000 2000 3000 4000
0
2000
4000
6000
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0 10 20 30 40 500
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
d)
c)
b)
Argentina - zona de La Plata Argentina Brazil Chile UNSCEAR
a)
longitud oeste
inve
ntar
io B
q/m
2inventario B
q/m2
inventario Bq/m
2
tasa de precipitación anual (mm/a)
Cordillera de Los Andes
latitud sur
prec
ipit
atio
n an
ual m
edia
(m
m)
latitud sur
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EP AC LH VA PP RP
0.0014
0.0016
0.0018
0.0020
0.0022
0.0024
0.0026
0.0028
0.0030
0.0032
D
EA
E(m
Sv/
a)
suelo
137Cs
EP AC LH VA PP RP0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
Radionucleidos naturales (suelo)
137Cs
DE
AE
(mS
v/a)
suelo
2% al 4% de la dosis por el decaimiento de los radionucleidos naturales presentes en el
suelo (1965)
EP AC LH VA PP RP0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
Valor medio mundial (UNCEAR, 2008)
Radionucleidos naturales (suelo)
137Cs
DE
AE
(mS
v/a)
suelo
![Page 22: Estudio radiológico en suelos de La Plata](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062410/5681526b550346895dc09d29/html5/thumbnails/22.jpg)
Determinación de tasa de dosis in situDetector Geiger Müller Radiation Alert (, y )Perfiles; 1 m del suelo120-150 datos por suelo
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EP AC LH VA PP RP0.00
0.02
0.04
0.06
0.08
0.10
0.12
0.14
0.16
0.18
0.20
0.22
0.24
0.26
Medidas in situ (20% tiempo)
Valor medio mundial (UNCEAR, 2008)
Radionucleidos naturales (suelo)
137Cs
DE
AE
(mS
v/a)
suelo
Decaimiento de los radionucleidos naturales del suelo: 30 % y el 43 % a la dosis efectiva anual equivalente externa.
![Page 24: Estudio radiológico en suelos de La Plata](https://reader036.vdocuments.co/reader036/viewer/2022062410/5681526b550346895dc09d29/html5/thumbnails/24.jpg)
Conclusiones generales
Primeros pasos para el establecimiento de la línea de base radiológica de suelos de la provincia de Buenos Aires.
Primeros datos de actividad en la región y su relación con distintas propiedades y fases del suelo.
Perfiles de actividad natural (40K y las cadenas del 232Th y 238U) y 137Cs, contribuciones a la dosis externa.
Modelado de 137Cs acorde a las propiedades de los suelos.
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Actualmente
Continuamos con el establecimiento de la línea de base radiológica de suelos de la provincia de Buenos Aires.
Estudio de suelos superficial región de Lima
Obtención de mapas de actividad en superficie en el casco Urbano de la Ciudad.