Misurare la radioattività: esempi, tecniche, requisiti, costi Maurizio Forte Centro Regionale di Radioprotezione (CRR) ARPA Lombardia Via Juvara 22-20129 Milano 1
MISURARE LA RADIOATTIVITA Parametri oggetto di misura Procedure analitiche Prestazioni minime D.Lgs.28/2016 All. II e III Norme UNI EN ISO D.Lgs. 28/2016 All. III Tab. II Dotazioni strumentali e risorse umane Tempi e costi Criticità Assicurazione di qualità
MISURARE LA RADIOATTIVITA Radon 222 100 Bq/l Sempre? in pratica SI X Trizio Dose totale 100 Bq/l 0,1 msv/anno In presenza di fonti artificiali di trizio=(quasi) MAI Att. alfa totale 0,1 Bq/l (screening) Att. beta totale 0,5 Bq/l (screening) Se superati: misura singoli radionuclidi e calcolo della dose. Alfa totale: isotopi dell uranio, radio 226 Beta totale: potassio 40 (beta residuo), radio 228
MISURA DELL ATTIVITA ALFA/BETA TOTALE UNI EN ISO 11704 Scintillazione liquida (LSC) Sample Scintillation cocktail 70.000-120.000
Prelievo MISURA DELL ATTIVITA ALFA/BETA TOTALE Acidificazione controllata Concentrazione 1-2 l in contenitori di plastica, nessuna precauzione particolare, conservazione in frigorifero Laboratorio chimico Preparazione della sorgente Impostazione dello strumento Laboratorio fisico Misura Elaborazione dati
MISURA DELL ATTIVITA ALFA/BETA TOTALE Con la strumentazione e i tempi di misura adatti, il limite di rivelazione (DL) è soddisfacente DL sperimentale* DL richiesto** (Bq/l) (Bq/l) Alfa 0,02 0,04 Beta 0,07 0,20 * nelle condizioni operative standard del CRR Milano ** vedi D.Lgs 28/2016, All. III Tab. 2 Accurata messa a punto (taratura, discriminazione alfa/beta). La discriminazione dipende anche dalle caratteristiche del campione (esame critico dello spettro). Le performances del liquido scintillante possono variare (programma di assicurazione qualità efficace). NON è una misura «automatica»!
MISURA DELL ATTIVITA ALFA/BETA TOTALE Altri metodi ISO 9696 Alfa (sorgente spessa) ISO 9697 Beta(sorgente spessa) ISO 10704 Alfa/beta (sorgente sottile) Acqua trattata e portata a secco: sorgente solida contatore proporzionale 70.000 Strumentazione piuttosto diffusa Preparazione del campione più laboriosa Limite di rivelazione variabile in funzione del residuo fisso
Vanno misurati i radionuclidi che giustificano l attività alfa e beta α β Isotopi dell uranio Radio 226 Potassio 40 Radio 228 anche ICP-MS!! Analisi chimica potassio + altri??? (Po 210, Pb 210 ecc.)
MISURA DEL RADON 222 ISO 13164-1 (parte generale) ISO 13164-2 Spettrometria gamma ISO 13164-3 Emanometria ISO 13164-4 Scintillazione liquida DL 10 Bq/l preparaz. misura 5,0 Bq/l 0 m 4 h 0,02 Bq/l 10 m 5 m 0,5 Bq/l 10 m 1 h Il radon è un gas nobile, si desorbefacilmente dall acqua, inoltre decade rapidamente. Il prelievo, la conservazione e i tempi di consegna del campione sono critici.
MISURA DEL RADON 222: PRELIEVO Evitare turbolenze e/o bolle Lasciar tracimare per alcuni minuti, riempire sino all orlo e chiudere ermeticamente. Capovolgere per verificare l assenza di bolle Cocktail Campione 222 Rn
LA SPETTROMETRIA GAMMA Problemi relativi alla sensibilità analitica Cesio 137 Radio 228 Radon Altri RN artificiali
ASSICURAZIONE DI QUALITA Le procedure normate esistono, ma Tecnica/parametro N laboratori italiani accreditati N laboratori ARPA accreditati % laboratori ARPA sul totale Spettrometria gamma 21 11 52 % Attività alfa/beta totale 5 5 100 % Radio 226 1 1 100 % Radon 222 (in acqua) 3 2 66 % D. Lgs. 28/2016: requisiti sull assicurazione di qualità dei dati!!! Accreditamento ISO 17025 Sistema qualità interno (verifica I.S.S.)
COSA OCCORRE Un accurata pianificazione. Valutazione delle risorse. Personale prelevatorecon specifico addestramento (radon!). Laboratorio chimico e personale tecnico per preparazioni semplici. Possibilità di maneggiare sorgenti radioattive a bassa attività (tarature). Laboratorio misure nucleari con strumentazione adatta (LSC basso fondo) e personale tecnico specializzato.
CONCLUSIONI Vanno quantificate le attività alfa e beta totali per garantire il rispetto della dose totale, in caso di superamento del valore di parametro vanno misurati i singoli radionuclidi. Ad esempio in Lombardia si sono registrati alcuni superamenti del valore di parametro dell attività alfa totale.le indagini di approfondimento hanno tuttavia mostrato che, in tutti i casi considerati sinora, i superamenti sono dovuti alla presenza di uranio (è quindi importante poterne effettuare la misura!) : effettuato il calcolo della dose, il parametro relativo (0,1 msv) è sempre stato rispettato. Va inoltre misurata la concentrazione di radon 222, le criticità connesse riguardano soprattutto il campionamento.
CONCLUSIONI Esistono numerose procedure normate (ISO, EN, UNI) riguardanti le misure radiometriche sulle acque. La tecnica di misura più utile e generale è la scintillazione liquida, che può essere integrata da altre tecniche, radiometriche e non. La misura dei parametri richiesti necessita di una preparazione chimica del campione e di una misura radiometrica. Il processo richiede una elevata consapevolezza delle criticità ed un esame puntuale degli esiti; deve essere condotto da personale specializzato e specificamente addestrato. La preparazione chimica è relativamente poco laboriosa, le misure radiometriche tuttavia sono piuttosto lunghe e la produttività di un laboratorio radiometrico è conseguentemente bassa.