D. Desideri, Università Urbino - R. Rusconi, ARPA Lombardia

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1 Dipartimento di Scienze Biomolecolari Sezione di Chimica Analitica e Inorganica Validazione di metodi radiometrici: tre casi esemplificativi D. Desideri, Università Urbino - R. Rusconi, ARPA Lombardia

2 Prima parte: METODI PRESI IN CONSIDERAZIONE Donatella Desideri Dipartimento di Scienze Biomolecolari-Università di Urbino

3 Tre casi di studio determinazione del 226 Ra per scintillazione liquida: metodo che non prevede l aggiunta di uno standard di resa; determinazione degli isotopi dell uranio con metodi radiochimici e misura finale di spettrometria alfa: metodo che prevede l utilizzo di uno standard interno di resa; determinazione dello 90 Sr con un metodo radiochimico: metodo che prevede l aggiunta di un carrier stabile di resa.

4 1 caso di studio: determinazione del 226 Ra per scintillazione liquida Principio: Il metodo si basa sulla misura dei prodotti di decadimento del 226 Ra tramite scintillazione liquida con discriminazione α/β. Si opera in fase eterogenea: al campione acquoso viene aggiunto un cocktail scintillante immiscibile all acqua che estrae il radon.

5 Acqua di rubinetto tracciata con diverse quantità di 226 Ra a cinque diverse concentrazioni (0,05-0,1-0,5-5,0-50,0 Bq/L) Preparazione di subcampioni Acidificazione e eventuale concentrazione dei campioni per lenta evaporazione

6 Trasferimento in vial per LS da 20 ml (10 ml di soluzione + 10 ml di cocktail immiscibile). Il primo prodotto di decadimento del 226 Ra, il 222 Rn, si trasferisce spontaneamente nella fase organica dando luogo a sua volta a prodotti di decadimento alfa e beta emettitori. L equilibrio secolare tra il 226 Ra, il 222 Rn e suoi prodotti di decadimento a vita breve è raggiunto dopo 3 settimane. cocktail campione 226 Ra 222 Rn

7 Conteggio per scintillazione liquida (con discriminazione α e β che ottimizza la sensibilità analitica e migliora la ripetibilità delle misure) 218 Po 222 Rn 214 Po

8 2 caso di studio: determinazione degli isotopi dell uranio con metodo radiochimico e misura finale di spettrometria alfa Principio: Il metodo si basa sulla separazione degli isotopi dell uranio mediante cromatografia in colonna, elettrodeposizione dell'uranio e misura della sorgente per spettrometria alfa ad alta risoluzione.

9 Acqua di rubinetto acidificata con HNO 3 fino a molarità della soluzione pari a 2M Aggiunta di uranio naturale (7 Bq/L di 238 U) Preparazione di 10 subcampioni da 100 g (circa 0,7 Bq di 238 U) Aggiunta ad ogni subcampione di 232 U come standard interno di resa (0,7 Bq di 232 U)

10 Separazione dell uranio dagli interferenti stabili e radioattivi con colonna cromatografica di polietilene microporoso-triottilfosfina ossido (TOPO) in ambiente nitrico. CH 3 (CH 2 ) 6 CH 2 CH 3 (CH 2 ) 6 CH 2 P=O CH 3 (CH 2 ) 6 CH 2

11 Soluz. di HNO 3 2 M (U, Th, Ra) + standard interno di resa ( 232 U) Colonna di polietilene microporoso-topo Soluzione caricamento (Ra) HCl 1M (Th) Colonna (U, Th) HCl 1 M (NH 4 ) 2 CO 3 1M Colonna (U) Ra Th U Eluato (U)

12 Conteggio per spettrometria alfa con rivelatore al silicio a barriera superficiale da 450 mm U 232 U 234 U 235 U

13 3 caso di studio: determinazione dello 90 Sr con un metodo radiochimico Principio: Il metodo si basa sull estrazione liquido-liquido dell 90 Y in equilibrio con il progenitore 90 Sr e misura delle radiazioni beta con scintillatore plastico a basso fondo

14 Fasi dell analisi Aggiunta di una soluzione standard 90 Sr in equilibrio con 90 Y Aggiunta di Sr come carrier e Y come carrier e standard di resa Separazione dell 90 Y da 90 Sr Preparazione della sorgente Conteggio β dell 90 Y

15 Separazione dell 90 Y da 90 Sr Estrazione liquido-liquido dell 90 Y a ph 1 con HDEHP ripetuta due volte Annotazione del giorno e ora dell estrazione Riestrazione dell Y con HNO 3 3M Estraente Fase acquosa con sostanza da estrarre

16 Preparazione della sorgente e conteggio Acido ossalico + NH 3 fino a ph 2,5 Filtrazione e essiccamento del filtro Conteggio della sorgente con contatore beta a basso fondo Incenerimento del filtro Pesata dell Y 5 2 O 3 e determinazione della resa 4 3 Decadimento Y-90 Decadimento teorico 2 cpm netti 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 Decadimento sperimentale 0,2 0, ore