Misure di livelli naturali di trizio in acqua potabile nel versante nord-ovest dell etna

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1 SOCIETÀ ITALIANA DI FISICA - XCVI CONGRESSO NAZIONALE BOLOGNA, SETTEMBRE 2010 Misure di livelli naturali di trizio in acqua potabile nel versante nord-ovest dell etna CATALANO R. ( 1 ), IMMÈ G. ( 1 )( 2 ), MORELLI D. ( 1 )( 2 ), BROGNA A. ( 1 ) ( 1 ) Dipartimento di Fisica e astronomia, università di catania ( 2 ) INFN, Sezione di catania Bologna, 23 settembre 2010

2 SUMMARY Messa a punto del sistema di rivelazione mediante Contatore a Scintillazione Liquida (LSC) Campionamento e caratterizzazione chimico-fisica delle acque analizzate (in collaborazione con INGV-CT) Preparazione chimica dei campioni (Standard Internazionale ISO 9698:1989 Water quality - Determination of tritium activity concentration - Liquid scintillation counting method ) Analisi dati e confronto con la normativa vigente

3 IL TRIZIO Origine naturale: Origine artificiale: Tritium biological decay in human body Range massimo di 5,86 µm nei tessuti biologici.

4 RADIOATTIVITÀ IN ACQUA La presenza di radionuclidi nelle acque è di origine prevalentemente naturale. Elementi radioattivi presenti in tracce nelle acque: Uranio, Radio, Radon, Potassio,... (natura geologica) Trizio (origine cosmogenetica) NORMATIVA: D.L.vo 31/2001 sulla qualità delle acque destinate al consumo umano Categoria di radionuclidi Trizio Trizio, Uranio, Radon, Piombo, Polonio, Grandezza dosimetrica Concentrazione Dose totale indicativa (DTI) Livello di riferimento 100 Bq/l 0,10 msv/anno dove C i è la concentrazione dell i-esimo isotopo, χ i il coefficiente di dose per ingestione e V il consumo annuale di acqua

5 SISTEMA DI MISURA UTILIZZATO CONTATORE A SCINTILLAZIONE LIQUIDA (LSC) Cocktail di scintillazione (solvente scintillatore primario e secondario) Campione da analizzare diluito nel cocktail Efficienza geometrica del 100% Quenching (chimico, ottico o di colore, di diluizione) Beckman Coulter, Inc. LS 6500

6 SCELTA DELLA FINESTRA DI CONTEGGIO E MDA A 0 18,6 kev B 0,4 4,5 kev C 0 14,5 kev Il campione di bianco, utilizzato come background, ci è stato fornito dall Agenzia Regionale per la Protezione dell Ambiente (ARPA Sicilia)

7 CORREZIONI DI QUENCHING In generale, i campioni da analizzare hanno differenti quantità di quench, per cui le attività apparenti devono essere corrette per avere risultati finali accurati; ciò richiede la determinazione del quench indicating parameter (QIP). Set di standard quenchati (PPO/Dimethyl POPOP/toluene) L agente quenchante è il nitrometano (CH 3 NO 2 ) Vial Level A Level B Level C Level D Level E Level F Level G Level H Level I Level J Agente quenchante [µl]

8 CORREZIONI DI QUENCHING IC# (metodo della caratterizzazione dello spettro del campione) N i numero di conteggi relativi al canale i L ed U rispettivamente limite inferiore e superiore dell altezza dell impulso H# (metodo della standardizzazione esterna)

9 CONFRONTO FRA CURVE DI QUENCHING Costruzione curve di quenching (ε vs QIP) Normal e Low Level H# IC#

10 CONFRONTO FRA CURVE DI QUENCHING

11 AREA DI INDAGINE Area idrogeologica sud-occidentale dell Etna e versante meridionale dei Nebrodi

12 AREA DI INDAGINE MT. ETNA R. Catalano Misure di livelli naturali di Trizio in acqua potabile nel versante versante NordNord-Ovest dell dell Etna

13 CAMPIONAMENTO E ANALISI CHIMICO-FISICHE DELLE ACQUE Per ciascuno dei nove siti individuati è stato prelevato 1 l di campione ed è stata effettuata la misura di: ph - Temperatura - Conducibilità - Concentrazione Total Dissolved Solids (TDS)

14 DISTILLAZIONE DEL CAMPIONE Vengono prelevati e trasferiti in un pallone di vetro circa 250 ml di campione; Vengono aggiunti circa 250 mg di Na 2 S 2 O 3 e 500 mg di Na 2 CO 3 ; Vengono raccolti circa 100 ml della frazione centrale del distillato. Vengono trasferiti 8 ml di distillato in vials in polietilene teflonato low diffusion da 20 ml

15 ANALISI DEI DATI Concentrazioni di Trizio Calcolo della dose ( = 1, Sv/Bq )

16 CONCLUSIONI Set up del sistema di scintillazione per la misura dei livelli naturali di Trizio in campioni d acqua. Verifica della procedura adottata mediante una prima campagna di misura di concentrazioni di Trizio nell area etnea e dei Nebrodi. Concentrazioni di Trizio estremamente basse (<< 100 Bq/l ) Concentrazioni che escludono l ipotesi di inquinamento antropico (4,10 Bq/l )

17 CONCLUSIONI PROSPETTIVE Attività attualmente in corso: Ampliamento del monitoraggio delle concentrazioni di Trizio a diverse quote sul livello del mare; Caratterizzazione radiometrica delle acque che permeano l intero edificio vulcanico del Mt. Etna; Determinazione della dose totale indicativa (DTI) per ingestione considerando anche gli altri radionuclidi presenti in acqua (Radio, Radon, Polonio, Piombo, ). Possibili applicazioni: Trizio come tracciante naturale per prevenire rischi da dissesto idrogeologico; Misure di Trizio prodotto da reattori a fissione nucleare.

18 SUMMARY Grazie per l attenzionel