Determinarea Conținutului de Radiu prin Metoda Celulelor de Scintilație

Primul pas spre era atomica a fost facut de fizicianul Henri Becquerel, pe 26 februarie 1896 . Acesta a lasat cateva placi fotografice ferite de lumina in apropierea unui minereu de uraniu. Developandu-le le-a descoperit innegrite, ca si cand ar fi fost expuse la lumina . De aici a tras concluzia ca minereul de uraniu emite radiatii necunoscute. Apoi fizicienii Marie Curie si sotul ei Pierre Curie si-au dedicat multi ani cercetarii radiatiilor radioactive. Impreuna, cei trei cercetatori au primit premiul Nobel pentru fizica in anul 1903.

Anumiti nuclizi sunt stabili, dar multi nu. Stabilitatea unui nucleu este data de numerele de neutroni si de protoni, de configuratia lor, precum si de fortele pe care le exercita unii asupra altora. Un nuclid instabil se transforma in mod spontan in nuclidul unui alt element si, facand aceasta, emite radiatii. Aceasta proprietate se numeste radioactivitate, transformarea se cheama dezintegrare, iar nuclidul se numeste radionuclid. Dintre cei aproximativ 1700 nuclizi cunoscuti, circa 280 sunt stabili.

Radiatiile emise in mod obisnuit de radionuclizi sunt: particule alfa, particule beta si fotoni gamma. O particula alfa consta din doi protoni si doi neutroni legati impreuna; ea este astfel grea si are o sarcina egala cu doua sarcini elementare. Radiatia gamma reprezinta o cantitate discreta de energie fara masa sau sarcina, care se propaga ca o unda.

In natura exista cateva elemente radioactive, cele mai cunoscute fiind uraniul is toriul. Alte cateva elemente au izotopi radioactivi care se gasesc in natura, cei mai stabili fiind carbonul-14 si potasiul-40. In ultimele decenii s-au produs cateva elemente radioactive, de exemplu, prometiu si plutoniu, dar cel din urma apare sub forma de urme si in minereurile de uraniu.

Uraniul este dispersat in apa, sol si in unele roci la concentratii mici. Cei trei radionuclizi naturali, uraniu-238, uraniu-235 si thoriu-232, reprezinta capetele a trei serii radioactive naturale, cu cca 35 radionuclizi secundari, ajungand in final prin dezintegrari succesive la elementele stabile plumb-206, plumb-207 si plumb-208. Prinre radionuclizii secundari cu importanta radiobiologica mare pentru organismele vii sunt: radiu-226, radiu-228, plumb-210, poloniu-210 cu Tf mare, dar si radon-222 si radon-220, sub forma de gaze, cu Tf de numai cateva zile. Radonul-222 si radonul-220, cu descendentii lor, ajungand cu usurinta in atmosfera, sunt inhalati de om si , datorita radiatiilor alfa emise, actioneaza la nivelul structurilor fine ale alveolelor pulmonare, cu efecte nedorite, evidentiate mai ales la mineri.

Radiatiile gamma, emise de radionuclizii existenti in sol, in aer, in apa, in vegetatie sau in materialele din care sunt construite locuintele, iradiaza intregul organism al omului. Dozele sunt dependente, ca ordin de marime, de geologia tinutului, de structura cladirilor, dar si de timpul de stationare a omului in locuinta sau in aer liber. Suma expunerilor gamma, din locuinta si din afara ei, pentru fractiunea de timp petrecut in locuinta de 80%, conduce la o doza efectiva de 460 . Sv pe an in cazul Romaniei.

Cap 1. Determinarea continutului de Ra 226 din vegetatie

prin metoda celulelor de scintilatie

SCOP

Prezenta procedură stabileşte metodologia de determinare a conţinutului de radiu 226 din vegetaţie folosind metoda celulelor de scintilaţie.

DOMENIU

Procedura se aplică la determinarea conţinutului de radiu 226 din vegetaţie din incinta sau din apropierea unităţilor de extracţie şi prelucrare a minereurilor uranifere, prin produsul său de filiaţie radon 222. Metoda poate fi folosită şi la determinarea conţinutului de radiu 226 din vegetaţia existentă în orice altă zonă industrială sau neindustrială. Conţinutul de radiu 226 se exprimă ca densitate de activitate în Bq/kg cenuşă. Metoda se aplică la probe cu conţinut de radiu mai mare de 3,7 Bq/kg cenuşă.

DOCUMENTE DE REFERINŢĂ

SR 11771-16-1996. .”Nuclizi radioactivi naturali cu potenţial de poluare proveniţi din minereuri şi cărbuni. Determinarea conţinutului de radiu 226 din vegetaţie”.

Manuale de operare pentru aparatura şi accesoriile din dotare.

RESPONSABILITĂŢI

Persoana care efectuează recoltarea probelor are obligaţia să:

- efectueze corect recoltările;

- să marcheze probele pentru corecta lor identificare;

- să înscrie în registrul de teren codul probei şi locul de recoltare;

- să predea la laborator probele împreună cu codurile acestora.

Laboranţii care pregătesc probele au obligaţia:

- să respecte întocmai procedura de lucru;

- să prepare corect reactivii şi probele de lucru.

Inginerul chimist are sarcina:

- de a verifica aplicarea corectă a prezentei proceduri;

- de a înregistra în registrul de lucru datele de identificare a probei;

- de a determina măsurătorile corespunzătoare cu aparatura din dotare;

- de a efectua calculele şi de a înregistra rezultatele analizelor în registrul de lucru.

Şeful C.R.F.M. răspunde de verificarea respectării procedurii, de urmărirea stării de întreţinere a aparaturii, de respectarea parametrilor de lucru în timpul măsurătorilor şi transmiterea rezultatelor sucursalelor monitorizate.

PROCEDURA

Principiul metodei

Radiul 226 se determină prin descendentul său radon 222, care este antrenat prin barbotare într-o celulă de scintilaţie şi măsurat la un monitor de radiaţii.

Radonul 222 este element al seriei uraniului obţinut prin dezintegrarea alfa a radiului 226. Determinarea radonului 222 provenit din radiu 226 se face prin metoda celulelor de scintilaţie. Drept element sensibil la radiaţiile alfa rezultate din dezintegrarea radiului se foloseşte sulfura de zinc activată cu argint, care se depune pe peretele interior al al celulei de scintilaţie.

Recoltarea şi pregătirea probelor

Din vegetaţia spontană se prelevează părţile aeriene ale plantelor prin rupere sau secerare. Probele de vegetaţie nu trebuie să conţină corpuri străine cum ar fi: nisip, pământ, pietre, etc.

Din vegetaţia cultivată se prelevează în mod corespunzător părţile utile ale plantelor. Organele subterane (rădăcini, rizomi, tuberculi) se spală sub jet de apă curgătoare pentru îndepărtarea pământului. Ambalarea probelor se face în pungi de polietilenă legate la gură, având în interior o etichetă pe care este menţionat numărul sau locul de prelevare a probei.

Odată ajunse în laborator, se scot probele din pungi şi se expun la aer pentru a se evita putrezirea. Masa unei probe este de 0,5 kg - 1 kg. Se pune proba pe hârtie de filtru şi se usucă în etuvă termoreglabilă la temperatura de 105 5 oC.

După uscare proba de vegetaţie se arde în tăvi metalice, iar cenuşa obţinută se introduce într-o capsulă de porţelan şi se calcinează în cuptor timp de 4 ore la 650 5 oC prin ridicarea treptată a temperaturii şi fără a se deschide uşa cuptorului pe perioada calcinării.

După răcirea capsulei la temperatura ambiantă, cenuşa se omogenizează prin mojarare, după care se introduce într-un plic pe care se înscrie codul probei sau locul de recoltare.