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Suances, 4-8 Julio 2005
IV Workshop “Radiación Natural y Medio Ambiente”
Radiación Natural:
Materiales Radiactivos Naturales (NORM)
David Cancio
(CIEMAT)
Jefe Protección Radiológica del Público y Medio Ambiente
Miembro del Grupo de Expertos Art 31 del tratado EURATOM
Miembro del Comité 4 de la
Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP)
1
¿ Que es NORM ?
“Normally Occurring Radioactive Materials”
Todos los materiales radiactivos naturales
en los cuales las acciones humanas han
incrementado su potencial de exposición con
respecto a la situación no alterada.
Importante: La concentración de actividad
puede o no haberse incrementado.
2
Actividades industriales que podrían dar
lugar a materiales NORM
• Minería y tratamiento del Uranio
(es una práctica ya controlada).
• Aplicaciones de Radio y Torio.
• Industria de los fosfatos.
• Minería y fundición de metales.
• Extracción de petróleo y gas.
• Minería del carbón y generación de energía.
• Industria de tierras raras y titanio.
• Circonio, (silicatos, óxidos) y cerámicas.
• Materiales de construcción.
• Depuración de aguas.
3
El Alcance del Sistema de Protección
Radiológica (ICRP)
Objeto: la radiación ionizante
Ahora incluye a la radiación natural
(cósmica,radón en viviendas,irradiación,
gamma, etc )
Con respecto a la radiación natural
Todavía se presenta una cuestión fundamental
¿Qué se debería controlar?, ¿Cuál es el alcance?
Exclusión
Se excluye la irradiación que no es susceptible
de control.
4
La Norma Básica Europea y el Reglamento
Español incluyen en el Título VII
Actividades laborales
Cuando producen un incremento
significativo en la exposición de
trabajadores ó público.
¿ Qué es un “ incremento significativo “ ?
5
ICRP 60 incluye
Prácticas
minería y tratamiento de Uranio
Intervención
sólo radón en viviendas y lugares
de trabajo
El principio fundamental que se utiliza es
“exclusión” y no “exención”.
6
ICRP 65 Y 75
• Guía cuantitativa para niveles de Radón
(viviendas y lugares de trabajo).
• El concepto que aplica es que sea “controlable”
y no por el incremento tecnológico de la
concentración de actividad.
ICRP 75 (ocupacional)
• Aproximación similar para materiales.
• Considera a las tripulaciones aéreas.
7
ICRP 82
• Exposición prolongada del público.
• Incluye la radiación natural y artificial.
• Considera la dosis total existente
• Entonces: todas las exposiciones están
explicitamente incluidas excepto las fuentes
que son “esencialmente no controlables”
( “essentially uncontrollable or unamenable to control” )
8
En resumen:
• La idea fundamental es que se pueda controlar
(es un concepto relativo)
• Se centra en actividades humanas
– extracción, uso de materiales naturales, etc.
• Algunas exposiciones son claramente controlables
• La exclusión es el concepto mas relevante.
(atención a otros contaminantes no radiactivos.)
9
Control ¿que significa?
• No es un concepto absoluto en sí mismo.
• Se requiere sopesar costes y beneficios.
• Depende de las circunstancias.
• No
parece posible establecer un sólo valor de
dosis para todas las situaciones.
• ¡ La radiactividad está en todas partes !
10
Exclusión
Muchas fuentes naturales no son controlables.
Ejemplos muy claros:
–Rayos cósmicos a nivel del suelo.
–Concentración en la corteza terrrestre no
alterada.
–K-40 en el cuerpo humano.
11
Posibilidad del control “operativo”
(establecer un nivel de exclusión)
Concentración
de
Actividad
Nivel de exclusión
Niveles naturales típicos
0
12
El caso del Radón
(ICRP 65, Recomendaciones CE de 1990)
• Establecen Niveles de Acción para intervención.
• En el trabajo define cuando se trata de una
práctica.
• Rangos de concentraciones (no un valor único).
• Implican dosis 3-10 mSv/año.
• Nivel de Acción = Nivel de exclusión
• CE 200 Bq/m en vivendas nuevas, 1000 Bq/m
3
en ambientes de trabajo.
3
13
ICRP 75
Caso de los materiales NORM
en lugares de trabajo
• Están incluídos U, Th, Ra en minerales
• Otros
materiales requerirían ser especialmente
considerados.
• ICRP-75, usa 1-10 Bq/g para decidir cuando la
exposición debería ser considerada como práctica.
Europa
• Recomendaciones CE deducen niveles de “referencia”
(1-6 mSv/año) y niveles de criba en Bq/g.
• Aquí también hay un rango de dosis.
14
¿ Público ?
• No están claros los niveles a considerar.
• Dependen de las circunstancias.
• Dependen de la posibilidad de control.
Radón en viviendas
Materiales de construcción
Contenido en agua potable
Exención/desclasificación
~ 3 mSv/año
0.3-1 mSv/año
0.1 mSv/año
0.3 mSv/año
Se llaman Niveles de Acción, Niveles
indicativos, de referencia, etc,
¡ Confusión con las denominaciones !
15
MARCO EUROPEO
(Desarrollo de los criterios de ICRP)
• Recomendación CE sobre Radón en viviendas (1990)
• Directiva sobre productos para la construcción (1998)
– Guía sobre radiactividad en materiales de construcción de
viviendas (RP 112-1999)
• Directiva sobre agua potable (1998)
– Dósis indicativa y requerimientos de medidas
• Recomendación sobre Radón en aguas potables.
• Directiva sobre Normas Básicas de Protección EURATOM (1996)
– Guías para la aplicación del Título VII
(incremento Significativo de exposición a radiación natural
de trabajadores y público)
• Recomendación sobre uso práctico de la exención y desclasificación (RP 122, Parte II: Radiactividad Natural).
16
Recomendación CE sobre Radón en
viviendas (1990)
Niveles de Referencia
400 Bq/m3 para viviendas existentes
Si se excede
y
acciones de remedio simples
200 Bq/m3 para viviendas de nueva construcción.
(después de 1990)
Lugares de trabajo
-
1000 Bq/m3
17
Directiva (89/106/EEC) sobre materiales para
construcción (1998)
Guía (EURATOM) sobre radiactividad natural en materiales de costrucción
(Radiation Protection 112, 1999)
(se conocía la utilización de cenizas volantes de la combustión del carbón,
subproductos de yeso y ciertos barros producidos en grandes volúmenes)
Se definió un Indice de concentración (I) basado
en el exceso de dosis gamma (respecto al exterior)
I =
CRa
300 Bq kg-1
+
CTh
200 Bq kg-1
Además Rn <
I
I
<
- 0.5
<
1
-
+
CK
3000 Bq kg-1
200 Bq m-3
ninguna restricción
( 0.3 mSv/a )
( 1 mSv/a )
Consideraciones especiales para reciclado subproductos y piedras naturales
18
CONCENTRACIONES EN MATERIALES
HABITUALES PARA LA CONSTRUCCION
Material
Materiales de construcción
comunes
Hormigón
Hormigón aireado de bajo peso
Ladrillos de arcilla roja
Ladrillos de limos / arenas
Piedra natural
Yeso natural
Materiales de construcción
de subproductos industriales
Fosfoyesos
Escorias de horno
Cenizas volantes del carbón
Valores normales de concentración
de actividad (Bq/kg)
Valores máximos de concentración
de actividad (Bq/kg)
226 Ra
40
60
50
10
60
10
232Th
30
40
50
10
60
10
40 K
400
430
670
330
640
60
226 Ra
240
2200
200
25
100
54
232Th
190
190
200
29
140
30
40 K
1570
1600
2000
700
1040
280
390
270
140
20
70
90
60
240
540
1100
2100
1110
160
340
300
300
1000
1450
Referencia: STUK-Finland, 1997 (para UE)
19
DOSIS EXTERNA DEBIDO A LOS
MATERIALES
(vivienda hecha sólo con hormigón, dosis que excede a la recibida al
aire libre para una ocupación de 7000 horas al año)
Co nce ntra ció n d e
Acti vid a d e n H orm i gón
Dosis e fe ct iva a nua l de bid a a
ra di a c ión ga m m a e x te rna , m S v
la
Bq /kg
2 26 Ra
2 3 2Th
40 K
50
0, 13
0 ,1 5
100
0, 35
0 ,4 1
200
500
0, 80
2, 10
0 ,9 0
2 ,5 0
0, 00
0, 08
1 0 00
4, 30
5 ,1 0
0, 30
2 0 00
8, 80
1 0, 00
0, 67
20
21
Directiva sobre Agua Potable
• Dosis indicativa total = 0.1 mSv/a
Se excluye radón y descendientes, tritio, K-40
• Criba (screening)
beta : 1 Bq l-1
alfa : 0.1 Bq l-1 (excluidos H-3 y K-40)
• Concentraciones de referencia
(no aprobadas todavía en europa, sí están en el RD español)
U-238 : 3 Bq/l
(sólo por propiedades radiológicas)
U-234 : 3 Bq/l
Ra-226: 0.5 Bq/l
Si > 20 % de niveles de referencia se evalúa la dosis
ATENCIÓN: OMS para el Uranio=15 mg/l por toxicidad química.
(equivale a 0,.2 Bq/l U-238 y 0.2 Bq/l de U-234)
22
Recomendación CE sobre Radón en Agua Potable
• C < 100 Bq/l
• C > 1000 Bq/l se requiere acción (abastecimiento público)
• Concentraciones de referencia
Rn
ninguna restricción
Rn
Po-210 :0.1 Bq/l
Pb-210 :0.2 Bq/l
• Acciones de remedio (incluye a otros radionucléidos)
• Protección de trabajadores en tratamiento de aguas
• Para abastecimiento individual (referencia 1000 Bq/l)
23
DIRECTIVA 96/29/EURATOM 13 Mayo 1996
NORMAS BASICAS
No aplica
Exposición al Radón en las viviendas
(existe Recomendación de 1990)
Exposición a niveles naturales de radiación
(radionucleidos en el cuerpo humano, rayos cósmicos a nivel
del suelo, exposición sobre nivel del suelo a los radionúclidos
presentes en la corteza terrestre no alterada )
24
En lo que se refiere a radiactividad natural
El Ámbito de Aplicación de las Normas Basicas es:
a) Como PRACTICA
Utilización de radionucleidos naturales… “que son o hayan sido
procesados por sus propiedades radiactivas, físiles o fértiles”
(importante consecuencia en Exencion / Desclasificación)
b) Como Actividades Laborales (TITULO VII)
No cubiertas en la categoría anterior en las cuales la
presencia de radiactividad natural conlleva un incremento
significativo de la exposición de los trabajadores o de los
miembros del público.
c) Como Intervenciones
En caso de emergencias o exposición persistente resultante
de situaciones accidentales, del ejercicio de practicas o
actividades laborales del pasado.
25
Control Regulador
•Art. 3:
•Art. 4:
•Art. 5:
Declaración
(excepto : Exención-AnexoI y materiales
resultantes de evacuaciones autorizadas).
Autorización
Autorización y posible desclasificación
(dispensa) para la eliminación, reciclado
o reutilización.
26
RADIACION NATURAL
(gran flexibilidad a las autoridades de cada país)
¡ Hasta ahora ! Se debería armonizar mas.
ALCANCE MUY AMPLIO (Incluye al público)
OBLIGA A IDENTIFICAR SITUACIONES
MEDIDAS CORRECTORAS ( ¿ PRÁCTICAS? )
27
INDUSTRIAS NORM
•
*
(procesan materiales naturalmente radiactivos)
Identificación
– por tipo de industría
•
– por concentración de actividad en los materiales
Niveles de Referencia
– 1 y 6 mSv/año
para trabajadores
– niveles de criba
radionúclidos indicadores
(screening)
* Publicación Radiation Protection 95
28
Niveles de Referencia para la
Alcance
identificación de actividades laborales
del (NB-Título VII Radiación Natural
control
Niveles
regulador
indicadores
Normal
< a: no necesario
banda a-b: nivel bajo
banda b-c: nivel más alto
> c: no debe permitirse
Improbable
a
1 mSv/a
6 mSv/a
b
6 mSv/a
20 mSv/a
c
20 mSv/a
50 mSv/a
d
50 mSv/a
29
EJEMPLOS DE NIVELES DE “CRIBA” PARA VARIAS INDUSTRIAS
Valores “criba” (Bq/g)
Radionu- Improbable Improb.
Improb.
Improb.
cleido
6 mSv/a
20 mSv/a 50 mSv/a
indicador 1 mSv/a
normal  1 normal  6 normal  20
Industria
Ejemplo de
material
Fosfato
Mineral
U-238 *
0.08
0.2
1
3
Ferro-Niobio
Pirocloro
Th - 232
0.1
0.2
1
4
Fundición
de estaño
Pb/Po
precipitado
Productos
refractarios
Pb - 210 *
70
400
1000
3000
U-238*
0.1
0.3
2
6
Th-232
0.6
2
10
30
Arenas
de Zirconio
Arena
Extracción de
tierras raras monacítica
Productos
de Torio
Camisas
de gas
Th-232
200
300
2000
6000
Pigmentos de
TiQ2
Cubas de
material
U-238 *
1
6
20
60
Ra-226 *
3
10
50
100
Extracción Incrustaciones
petróleo y gas con Radio
* Se asume equilibrio con hijos cortos
310
USO DE LOS VALORES DE CRIBA
Identificar
Radionúclidos
Nivel a
No requiere
Control
Nivel b
Ver si pueden
reducirse las dosis
Controles simples
Nivel c
Puede ser necesario
establecer zonas
controladas
Nivel d
Ver reducción dosis.
Si excede límites, no
debe permitirse 31
32
•
•
•
DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN
Identificación de las industrias por cada Estado Mienbro
Para los tipos de industrias identificados
Declaración cuando las concentraciones de actividad
exceden un cierto valor
Autorización con respecto a:
– condiciones de exposición
– gestión de los residuos
– productos
33
34
Niveles Generales de desclasificación de materiales
Radionúclido
kBq/Kg
Radionúclido
kBq/Kg
U-natural
0.5
Ac-227+
1
Po-210
5
U-238+
5
Th-230
10
Th-232 sec
Ra-226+
0.5
Th-232
5
Pb-210+
5
Ra-228+
1
U-235 sec
1
Th-228+
0.5
U-235+
5
K-40
Pa-231
5
0.5
5
• incremento de dosis de 300 μSv
•
excluye:
 Rn en aire

agua de bebida

fondo natural (UNSCEAR)
35
OPCIONES
•
•
Evaluación específica por tipo de industria
SELECCIÓN de industrias e identificación del
grado de control para los trabajadores
(posible uso de niveles de referencia)
•
Aplicación de niveles genéricos de exencióndesclasificación.
36
Novedades Actuales
OIEA - Guía de Seguridad RS-G-1.7
Consenso internacional (2004)
Utiliza el concepto de Exclusión
K-40
U 238, U 235, Th 232 *
10
1
Bq/g
Bq/g
* Aplica al cabeza de serie en
equilibrio secular o al padre de
subseries tales como Ra-226
Dosis a individuos no se espera que
superen 1 mSv/año (excluye al radón)
37
Posibles Acciones
• Recomendaciones europeas se basan en exclusión y
desclasificación
• Se ha propuesto al Grupo de Expertos Art. 31 - EURATOM
adoptar los valores de la Guía RS-G-1.7 (Mayo 2004)
• La armonización internacional es fundamental (los valores
no son tan diferentes en radiactividad natural)
• El tema está en estudio
38
Comisión Internacional de Protección Radiológica
(ICRP)
• Borrador de Recomendaciones 2005
• Confirma los valores máximos del ICRP-65 como
“restricciones máximas” para el Rn-222.
Viviendas
600 Bq/m3
Lugares de trabajo
1500 Bq/m3
• Las autoridades deben optimizar y definir Niveles de
acción (en UE 200 y 1000 Bq/m3) - ICRP recomienda
que deben considerarse como Niveles de exclusión.
• Recomienda valores de exclusión ( 1Bq/g para series
naturales, 10 Bq/g para K-40).
• ¡ AHORA ! ICRP quiere cambiar ese criterio de
exclusión de 1 Bq/g debido a comentarios al borrador
39
Ejemplos y posible actuación
Minería y minerales
1
10
100
1 000
monacitas
minerales de U
fosfatos
metales
Candidatos para exclusión
10 000
Inscrustaciones de Ra
Nivel de exclusión o
desclasificación
Frecuencia
100 000 1 000 000
Concentración Bq/kg
40
Posible actuación
Minería y minerales
•Evaluar los posibles escenarios de exposición
•Si la concentración es menor de 1000 Bq/kg
(1 Bq/g) puede no ser necesaria ninguna acción
•Considerar
al Rn por separado (si está por
debajo de 1000 Bq/m , puede excluirse)
3
41
Ejemplos y posibles actuación
Concentración de Rn en lugares de trabajo
Nivel de Acción
para lugares de trabajo
Frecuencia
excluido
1
10
100
1 000
10 000
100 000 1 000 000
Concentración Bq/m3
42
Posible actuación
Radón en edificios
•
•
•
•
Usar los niveles de acción
Lugares de trabajo: 1000 Bq/m3
Viviendas: 200 / 400 Bq/m3
Si la concentración media está por debajo del
nivel de acción, puede excluirse
Si se excede, puede considerarse la
intervención para reducir las exposiciones
Si no pueden reducirse, puede ser necesario
aplicar los requisitos para prácticas
43
Posible actuación
Trabajo con materiales que contienen radiactividad
natural (NORM)
•Evaluar las dósis.
•Si la concentración es menor de 1 Bq/g puede no
ser necesario controlar.
•Considerar
al Rn por separado: aplicar el nivel de
acción 1000 Bq/m - Si está por debajo puede
3
excluirse.
44
Ejemplos y posibles actuaciones
Rayos cósmicos y tripulación de aviones
Número de
Tripulantes
Dosis depende de:
• rutas
• tiempo de vuelo
Existen códigos de cálculo
validados
2
4
6
Dósis efectiva mSv/a
8
45
EN RESUMEN
Para el control de la Radiactividad Natural
• otorga mucha flexibilidad a las autoridades nacionales.
•
•
Existe un sistema europeo de protección radiológica que
La experiencia muestra aproximaciones muy diferentes
en los Estados Miembros.
•
Se están logrando consensos internacionales amplios,
(ICRP y Guía RS-G-1.7 de OIEA) para todo tipo de
materiales de consumo.
Hay problemas para una aplicación coherente en todos
los paises y en todas las situaciones.
46
EN CONCLUSIÓN
•
•
•
•
Para el control de NORM
Todavía se necesitan guías para una mejor armonización.
A nivel europeo el Grupo de Expertos Art. 31 EURATOM
ha decidido elaborar recomendaciones mucho más
detalladas.
A nivel internacional la ICRP va a considerar el tema
después de las nuevas recomendaciones ( 2007 ).
El OIEA está también desarrollando Guías de Seguridad
(con bastantes dificultades).