Tesis doctoral de José Antonio Suarez Navarro
Los resultados experimentales obtenidos en los diferentes apartados de esta memoria han permitido establecer las conclusiones siguientes: 1. Se ha puesto a punto un método de coprecipitación para emisores alfa mediante la formación de dos precipitados, uno se sulfato de bario y otro de hidróxido de hierro. Se ha comprobado que todos los emisores alfa estudiados en esta memoria, eran recogidos cuantitativamente. 2. Se ha estudiado el factor de autoabsorción necesario para el cálculo del índice de actividad alfa total a partir del método de coprecipitación. Se ha establecido que la forma idónea para realizar la curva de autoabsorción es aumentando de forma equivalente las cantidades de los portadores de hierro y bario utilizados. por otra parte, para ajustar los puntos experimentales obtenidos, se ha utilizado una ecuación cuadrática. A partir de esta ecuación de ajuste, se ha comprobado que las ecuaciones para cada uno de los detectores del detector de centelleo sólido de sulfuro de cinc eran estadísticamente iguales, pudiéndose emplear una ecuación medida. Asimismo, se ha comprobado que la ecuación obtenida es equivalente para los dos sistemas detectores utilizados, el contador proporcional de flujo continuo de gas y el centelleo sólido de sulfuro de cinc. 3. Los resultados obtenidos mediante el método de coprecipitación y el método de evaporación directa para aguas de río son equivalentes. Por tanto, es aconsejable el empleo del método de coprecipitación ya que permite alcanzar unas actividades mínimas detectables inferiores y el residuo final obtenido es más homogéneo. 4. Los resultados obtenidos en el ejercicio de intercomparación ¿intercomparación analítica entre laboratorios de radiactividad ambiental¿ y en 20 muestras cruzadas de agua de mar entre el cedex y el ciemat permitieron comprobar la reproducibilidad del método de coprecipitación de alfa total, ya que todos los resultados obtenidos fueron estadísticamente comparables. 270 método para la determinación de los principales emisores alfa 5. Se ha establecido un método no destructivo para la determinación del 241am mediante la medida por espectrometría gamma a partir del fotopico de 59,4 kev. Los resultados obtenidos permiten concluir que el método tiene una buena exactitud y precisión. Mediante el método propuesto, se puede alcanzar un límite de detección de 0,7 bq·l-1 correspondiente a una dosis anual de 0,1 msv y un consumo diario de 2 l. 6. Se realizó la disolución de los precipitados obtenidos en el método de coprecipitación. Se ha estudiado cual era la forma más eficaz de disolución teniendo en cuenta criterios como el tiempo empleado, posibles pérdidas de los emisores alfa y disponibilidad del sistema en un laboratorio de radiactividad ambiental. Los métodos ensayados fueron dos: lixiviación con ácido clorhídrico y digestión ácida con mezcla de ácidos (ácido clorhídrico, ácido nítrico y ácido perclórico concentrados). De los dos métodos se ha seleccionado el de la digestión ácida ya que los rendimientos obtenidos son los más elevados. 7. Se ha puesto a punto un método para la determinación del radio total e isotópico a partir del precipitado de sulfato de bario en el que están presentes el radio y sus isótopos. El método propuesto se basa en la disolución del sulfato de bario en una disolución de la sal disódica del ácido etilendiaminotetraacético en medio fuertemente amoniacal. Finalmente, se repite la precipitación del sulfato de bario en el que únicamente permanece el posible radio presente en la muestra. Para calcular el rendimiento químico del proceso, se emplea el bario, que se utiliza como trazador en el método. 8. Para la determinación de la actividad del radio total e isotópico, se ha seleccionado el factor de crecimiento teórico del 226ra. Esto es debido a que el factor de crecimiento depende del equilibrio del 226ra con su descendiente gaseoso, el 222rn que varía según sea su concentración en el ambiente en el que se miden las muestras. 9. El plutonio y torio coprecipitados en el sulfato de bario, son recuperados de la disolución resultante del método del radio total mediante la coprecipitación con hidróxido de hierro. El método consiste en una lixiviación con ácido clorhídrico concentrado mediante el cual se pueden incorporar dichos emisores alfa a la disolución ácida de partida de los restantes métodos radioquímicos. 10. Se ha puesto a punto un método para la determinación del plutonio total. El método propuesto se basa en la extracción líquido-líquido del plutonio con tta en xileno de una disolución nítrica 0,75 m. El método utiliza los estados de oxidación del plutonio, ya que el pu (iv) es extraído mientras que esto no ocurre con las restantes Valencias de este elemento. 11. Se han estudiado diferentes metodologías de acondicionamiento a la plancheta de acero inoxidable, en el método radioquímico del plutonio total, con el objetivo de tener el menor residuo posible en la plancheta y, por tanto, tener una menor pérdida de eficiencia de recuento facilitando su implementación final. Los métodos ensayados han sido: i) digestión ácida de la fase orgánica, ii) reextracción del plutonio con ácido fluorhídrico 0,3 m, iii) reextracción del plutonio con ácido nítrico 8 m y iv) reextracción del plutonio con ácido nítrico 10 m. De todos ellos se seleccionó la reextracción con ácido nítrico 10 m ya que fue el acondicionamiento con mayor selectividad frente al torio. Los rendimientos fueron equivalentes en todos los acondicionamientos ensayados. 12. Se ha desarrollado un método para la determinación del uranio total. El método propuesto está basado en la extracción líquido-líquido con acetato de etilo, utilizando el efecto salino proporcionado por una disolución saturada de nitrato de aluminio y ácido tartárico. 13. Se estudiaron dos metodologías de acondicionamiento a la plancheta de acero inoxidable, en el método radioquímico del uranio total: i) evaporación a sequedad de la fase orgánica y oxidación con ácido nítrico y ii) reextracción del método para la determinación de los principales emisores alfa uranio con agua rompiendo el efecto salino. De estos acondicionamientos se seleccionó el primero por su mayor selectividad frente al torio. Los rendimientos fueron equivalentes en todos los acondicionamientos ensayados. 14. Mediante el método del uranio total, y empleando el acondicionamiento con agua desionizada, se ha electrodepositado el uranio para su medida mediante detector de barrera de silicio, con el fin de determinar su composición isotópica. 15. Se ha establecido un método para la determinación del torio total. El método propuesto se basa en la extracción del torio de una disolución nítrica a un ph determinado y la reextracción del mismo con ácido nítrico 2 m. La mejora de la selectividad del método se realizó adicionando una cantidad de clorhidrato de hidroxilamina que actúa como reductor ajustando, de esta forma, las Valencias de algunos emisores alfa e impidiendo su coextracción en la fase orgánica. 16. Se ha comprobado que el torio debido a sus propiedades coloidales, es propicio a quedar retenido en algunos pasos de su método radioquímico de separación. por ello, es necesario el empleo de un trazador de 234th para corregir dichas pérdidas. 17. Se han ensayado tres métodos radioquímicos diferentes, para determinar el polonio total, estudiándose las etapas de dichos métodos para que proporcionasen un elevado rendimiento, que fuera suficientemente selectivo y de fácil aplicación. Los métodos ensayados fueron: i) autodeposición en disco de plata, ii) arrastre con el complejo de pirrolidín ditiocarbamato con cobalto y iii) coprecipitación en el precipitado que forma el teluro con el cloruro estannoso. El método seleccionado por su rendimiento y selectividad fue el de la coprecipitación con el precipitado de teluro con cloruro estannoso. 18. Se ha seleccionado el refinado del método del torio total para incorporar el método radioquímico final para la determinación de los principales emisores alfa, ya que no tiene presencia de hierro disuelto, lo que permite partir de una disolución con las condiciones más óptimas. 19. A partir de los resultados obtenidos en los diferentes métodos puestos a punto, se han determinado los rendimientos y los factores necesarios para la corrección de las interferencias en el método final. Este estudio ha permitido obtener las expresiones finales que permiten determinar la actividad, incertidumbre y actividad mínima detectable de las muestras. 20. Los resultados obtenidos en la exactitud y precisión del método fueron realizadas mediante unas validaciones internas y externas, cuyos resultados fueron satisfactorios. La validación interna se realizó con una disolución que contenía todos los emisores alfa en estudio con una actividad conocida. La validación externa se ha realizado participando en ejercicios de intercomparación, tanto nacionales como internacionales, e intercambio de muestras cruzadas con diferentes laboratorios nacionales dedicados a la medida de la radiactividad ambiental. 21. Se aplicó el método desarrollado en esta memoria a 40 muestras de aguas subterráneas procedentes de pozos destinados al suministro. Este estudio se realizó para comprobar si se cumplía el real decreto 140/2003, de 7 de febrero, por el que se establecen los criterios sanitarios de la calidad del agua de consumo humano en el ámbito nacional. Los resultados obtenidos fueron coherentes con el comportamiento de los emisores alfa en las aguas subterráneas. Asimismo, el principal emisor alfa presente en las muestras fue el uranio. 22. A partir de los resultados obtenidos en los diferentes ensayos realizados en este estudio, se puede concluir finalmente, que se ha cumplido con el objetivo fijado inicialmente: se ha desarrollado un método rápido y fiable para determinar la actividad de los principales emisores alfa en muestras de agua cuando el valor del índice de actividad alfa total es superior a 0,1 bq·l-1.
Datos académicos de la tesis doctoral «Investigacion de procedimientos radioquimicos para la determinacion de los principales emisores alfa en agua para su implementacion en una red de vigilancia radiologica ambiental.«
- Título de la tesis: Investigacion de procedimientos radioquimicos para la determinacion de los principales emisores alfa en agua para su implementacion en una red de vigilancia radiologica ambiental.
- Autor: José Antonio Suarez Navarro
- Universidad: Autónoma de Madrid
- Fecha de lectura de la tesis: 17/12/2009
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- José Antonio Perez Lopez
- Tribunal
- Presidente del tribunal: lucas Hernandez hernandez
- catalina Gascó leonarte (vocal)
- Jesús Rodriguez procopio (vocal)
- Juan Antonio Gonzalez gonzalez (vocal)