Millora de la selectivitat en la determinació de radionúclids per escintil·lació plàstica sense generació de residus

Abstract

[cat] La mesura de la radioactivitat es important en molts camps entre els que s’inclou el control mediambiental. En tots ells, es necessari conèixer les activitats dels diferents radionúclids presents a la mostra, degut al diferent comportament que presenten i al diferent dany biològic que poden produir.

Existeixen diferent tècniques per a la determinació de la radioactivitat entre les que es troben les d’escintil•lació orgànica (líquida i plàstica) utilitzades per a la determinació d’emissors beta i també d’emissors alfa i gamma.

Les tècniques de detecció per escintil•lació presenten limitacions de selectivitat que fan necessària una separació prèvia dels radionúclids per poder realitzar l’anàlisi. L’objectiu d’aquest treball és el desenvolupament de diferents mètodes per a la millora de la selectivitat en la mesura per escintil•lació plàstica.

Per aquest motiu, la primera part de l’estudi ha estat la mesura de mostres d’elevada salinitat procedents de traçadors petrolífers que no poden ser mesurades per escintil•lació liquida, degut a que produeixen separació de fases. En aquesta part s’ha optimitzat el procés de mesura i s’han desenvolupat nous paràmetres de quenching i mètodes de calibratge que han sigut utilitzats en la següent part de l’estudi.

La segona part d’aquest estudi ha estat l’aplicació de diverses estratègies de millora de la selectivitat en diferents etapes del procés de mesura:

- classificant els senyals durant la seva adquisició en funció de la seva distribució temporal (PSA)

- discriminant radionúclids en funció de l’energia de les seves desintegracions aplicant calibratge multivariant en els espectres obtinguts

- incorporant l’etapa de separació a la de mesura extraient els radionúclids sobre les microesferes d’escintil•lador plàstic (immobilització i polímers impresos)

[eng] Radioactivity monitoring is important in many fields, especially in environmental protection. In this purpose it is necessary to determine the activities of the different radionuclides present on the sample due to their different behaviour and their different biological effects on humans.

Different techniques are used for the detection of radioactivity, among them organic scintillation techniques (liquid and plastic) are applied to the determination of beta emitters but also for alpha and gamma emitters.

The scintillation techniques show selectivity limitations that make necessary a previous chemical separation process before measurement. The objective of this work is to develop different methods for improving selectivity in plastic scintillation measurements.

For this reason, the first part of the study was focused on the determination of high salt samples coming from oil radiotracers analysis. These samples cannot be measured by liquid scintillation because the salt content produces phase separation. In this case the measurement process was optimized and new quenching parameters and calibration procedures were developed. These parameters and procedures were used in the next part of the study.

The second part of the study was the application of selectivity improvement strategies at different points of the measurement process:

- classifying the signals during the data acquisition as a function of their temporary distribution (Pulse Shape Analysis, PSA)

- discriminating radionuclides as a function of their disintegrations energy distribution using multivariate calibration to the spectra registered (Multivariate calibration – PLS Partial Least Square)

- incorporating the chemical separation to the measurement step by extracting the radionuclides on the plastic scintillator microspheres (immobilization and imprinted polymers)