Análise Qualitativa de Th-232 em Amostras de Solo

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Análise Qualitativa de Th-232 em Amostras de Solo com
Identificadores Radiológicos Portáteis NaI(Tl) e LaBr3(Ce)
L. S. R. Oliveiraa,c,d ; A. S. Amorima,d; M. C. V. Balthara,d; P. R.T. Vilelaa; A. Santosa;
D. O. Cardosob; A. C. A. C. Izidorob; S. Q. Pelegrinelic; F. R. Santosd; C. A. M.
Ribeirod; D. C. Silvad; L. B. Silvac; S. L. Silvac
a Instituto de Defesa, Química, Biológica, Radiológica e Nuclear, 23020-470, RJ, Brasil; b Instituto Militar de
Engenharia, RJ, Brasil; c MAXIM Treinamento e Assessoria, RJ, Brasil; d Universidade Estácio de Sá, RJ, Brasil
lucianosantarita@gmail.com; domingosoliveiralvr71@gmail.com; samuelfisica@yahoo.com.br
RESUMO
A identificação da ocorrência de Th-232 em ambientes abertos utilizando identificadores radiológicos portáteis (IRP)
com cintiladores, discriminando a condição de ambiental e NORM é importante para a atuação das equipes operacionais
do Instituto de Defesa Química, Biológica, Radiológica e Nuclear (IDQBRN) do Exército. A análise qualitativa por
espectrometria de energia gama para as energias do Th-232 e de seus radioisótopos filhos, dada a resolução que
caracteriza os cristais cintiladores (NaI(Tl) - 7,5% e LaBr3(Ce) - 2,9%) possibilita a sua identificação. A finalidade
desse trabalho é realizar uma análise qualitativa da confiabilidade de resposta destes IRP nas medições de Th-232
normalmente encontradas no meio ambiente e em amostras extraídas de pontos onde a concentração de tório é mais
elevada. Os resultados mostram que a identificação deste radionuclídeo pelos IRP nas amostras com maior ocorrência
natural é alcançada pela medição das energias dos isótopos filhos Ac-228, Tl-208, Bi-212 e Pb-212 possibilitando a
discriminação de solos com ocorrência natural de Th-232 e NORM. Estas medições embasarão os procedimentos
utilizados pelas equipes operacionais nas ações em campo visando redução de exposição à esta radiação, tanto para os
IOE quanto para a população.
Palavras-chave: Cintilador , Espectrometria, Gama, NORM.
L. S. R. Oliveira, et. Al. ● IJC Radio 2017 ● 2017 2
1. INTRODUÇÃO
A identificação dos radionuclídeos utilizando a técnica de espectrometria gama com cintiladores [1]
é importante para a atuação das equipes operacionais do Instituto de Defesa Química, Biológica,
Radiológica e Nuclear (IDQBRN) do Exército. Gerando, assim, a necessidade de se identificar a
ocorrência de Th-232 em ambientes abertos com identificadores radiológicos portáteis (IRP)
discriminando amostras de solos em que a presença de Th-232 esteja acima do normalmente
encontradas no meio ambiente, possibilitando a identificação de NORM [2].
2. MATERIAIS E MÉTODOS
Neste trabalho foram realizadas medições em amostras extraídas da Praia da Areia Preta no
Município de Guarapari, estado do Espírito Santo, que apresentam concentrações de Th-232 de
7236 ± 513 Bq.kg-1 [3], possibilitando a resposta dos IRP na medição de NORM, uma vez que a
média mundial de concentração de Th-232 em solo é inferior a 64 Bq.kg-1 [4] e também da Ilha do
Capão em Guaratiba, local onde localiza-se o IDQBRN. Foram utilizadas amostras com volume de
150ml para manter a compatibilidade com os procedimentos utilizados pelas equipes operacionais nas
ações em campo. Nestas medições, foi possível a identificação deste radionucídeo com o IRP pelas
energias dos isótopos filhos Ac-228, Tl-208, Bi-212 e Pb-212, possibilitando a discriminação dos
solos.
Para a realização das medições foram usados IRP com cintiladores de NaI(Tl) e LaBr3(Ce) com
resoluções de 7,5% e 2,9% respectivamente. Estes identificadores possibilitam a análise dos
espectros de energia gama obtidos, fornecendo informações sobre a área líquida do fotopico bem
como a resolução do IRP para cada energia identificada.
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES
A identificação do radioisótopo Th-232 pelos IRP utilizados é alcançada pela medição das energias
de seus radionuclídeos filhos [5] Ac-228 (Energias em keV: 338,32, 463,004*, 911,204* e
968,971*), Tl-208 (Energias em keV:510,77, 583,187 e 2614,511), Bi-212 (727,330 keV) e Pb-212
(238,632 keV), sendo que, o IRP com cintilador de NaI(Tl) consegue discriminar 6 energias e o de
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LaBr3(Ce) 9 energias. Na Tabela 1 são apresentadas áreas líquidas e resoluções dos fotopicos das
energias dos radionuclídeos Ac-228, Tl-208, Bi-212 e Pb-212 utilizadas na identificação do Th-232
pelos IRP com cintiladores LaBr3(Ce) e NaI(Tl) nas amostras extraídas na Praia da Areia Preta.
Tabela 1: Áreas líquidas dos fotopicos e resolução.
LaBr3(Ce) NaI(Tl)
Energia (keV)* Área de fotopico Resolução (%) Área de fotopico Resolução (%)
238,632 13260,3 ± 115,2 7,1 28860,8 ± 169,9 9,4
338,32 4290,0 ± 65,5 6,7 6528,0 ± 80,8 8,5
463,004 861,8 ± 29,4 4,5 ** **
510,77 14560 ± 38,2 3,9 1712,7 ± 41,4 4,1
583,187 6172,5 ± 78,6 4,7 13719,0 ± 117,1 7,4
727,33 668,7 ± 25,9 3,3 1466,3 ± 38,3 5,1
911,204 2137,8 ± 46,2 3,3 ** **
968,971 1623,0 ± 40,3 3,1 ** **
2614,511 1431,7 ± 37,8 2,2 3190,3 ± 56,5 4,4
* Fonte:AIEA; **Energias não discriminadas pelo IRP de NaI(Tl).
Nas medições das amostras de solo da Ilha do Capão, que tem concentração compatível com a
média mundial, com mesmo volume e respeitando a mesma geometria de medição, o radionuclídeo
Th-232 não foi identificado pelos IRP com cintiladores de LaBr3(Ce) e NaI(Tl).
4. CONCLUSÕES
As medições realizadas no IDQBRN mostraram a confiabilidade da resposta dos IRP nas medições
para a identificação de Th-232, na amostra com volume de 150 ml, baseado nas energias dos
radionuclídeos Ac-228, Tl-208, Bi-212 e Pb-212 que estão presentes em seu decaimento,
compatível com os procedimentos utilizados pelas equipes operacionais nas ações em campo do
IDQBRN. A partir destes resultados os autores pretendem dar continuidade a uma análise
quantitativa da amostra com uso dos IRP.
L. S. R. Oliveira, et. Al. ● IJC Radio 2017 ● 2017 4
REFERÊNCIAS
1. MONTANHEIRO, M. N. S.; V. F.; NASCIMENTO Filho e PINTO F. A. – Introdução à
espectrometria gama. Boletim Didático no 021, 1977, 37 p., CENA, Piracicaba, SP
2. IAEA-TECDOC-1472, International Atomic Energy Agency, 2005. Naturally Ocurring
Radioactive Materials (NORM IV), Poland
3. AQUINO, R. R., 2010, Avaliação da radioatividade natural em areias das praias da
Grande Vitória, Espírito Santo - dissertação de mestrado, IPEN/USP, SP
4. UNSCEAR, United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, 2000.
Sources, Effects and Risks of IonizingRadiation, United Nations, New York
5. TAUHATA, L.; SALATI, I. P. A.; DI PRINZIO, M. A. R. R. - Radioproteção e
dosimetria: Fundamentos 9a revisão novembro/2013 - Rio de Janeiro - IRD/CNEN. 345p.