Transcript La misura del fattore di equilibrio
MISURA DEL FATTORE DI EQUILIBRIO MEDIANTE CONTEGGIO BETA TOTALE
RADICAL project L.Panero G.Arman E.Chiaberto M.Magnoni M.Caccia D.Cavallo M.Faure Ragani V.Chmill 1
E Rn = C Rn * t * DCF * F ( dose efficace)
ICRP 65 /1994 : <
F
> = 0.4 (D.Lgs 241/2000)
DCF
= 7.95 nSv/(Bqh/m 3 ) >> D.Lgs 230/95 3nSv/(Bqh/m 3 )
Dose alfa al polmone
La Progenie del
222
Rn a breve vita
218 Po t 1/2 =
3,05
m. 214 Pb t 1/2 =
26,8
m. 214 Bi t 1/2 =
19,8
m. 214 Po t 1/2 =
164
ΞΌs 222Rn
3,82g
F =
π¬π¬πͺ [πΉπ]
=
π.πππ [ππ¨] + π.πππ [ππ] + π.πππ [ππ’] [πΉπ] IL FATTORE DI
EQUILIBRIO
PAEC =
π π ππ ππ π¬π N.B. c j / Ξ» j = N j (atomi/m 3 ) π·π¨π¬πͺ
EEC =
= 0.105 [ 218 Po] + 0.515 [ 214 Pb] + 0.380 [ 214 Bi]
F =
π¬π¬πͺ [πΉπ]
=
π.πππ [ππ¨] + π.πππ [ππ] + π.πππ [ππ’] [πΉπ]
F = 1
5
200 100 0 600 500 400 300 Att Rn AttivitΓ Pb214 att. Bi214 Att. PO218 1,20E+00 1,00E+00 8,00E-01 6,00E-01 4,00E-01 2,00E-01 0,00E+00
F
LβEQ UILI BRIO
F SEC OLA 6 RE
F= 0,4 ICRP 65/1994, D.Lgs 241/2000
0,3 < F > 0,8
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La distribuzione dimensionale dellβattivitΓ indoor
FRAZIONE LIBERA (unattached) FRAZIONE ATTACCATA (attached)
l massimo della distribuzione Γ¨ compreso tra 100 nm e 500 nm dellβAMD (ACTIVITY MEDIAN DIAMETER) Porstendorfer, Environment International (1996) Linda Panero - ARPA Piemonte, UniversitΓ dell'Insubria - Progetto RADICAL
Dai modelli dosimetrici (ICRP 66) ο
LA DOSE dipende dalla dimensione delle particelle inalate
Da studi epidemiologici ο Valore di riferimento
DCF = 8*nSv/Bqhm-3 (ICRP 65/1994
) Porstendorfer, Environment International (1996) 9
laboratorio
Monitore Radon Modello
strumenti campo
Monitore Radon Campionatore di particolato Contatore low det.level a gas Alpha-Beta TOT.
Spettrometro Gamma HPGe Campionatore di particolato Contatore PORTATILE Alpha-Beta TOT.
Modello
il modello per il calcolo delle concentrazioni individuali della Progenie π π΅ π ππππ π π = π π β π π΅ π β π ππππ
-
π π π΅ π ππππ
-
π πππ π΅ π ππππ 11
LA PROGENIE SU FILTRO
Durante lβaspirazione dellβaria
:
218 Po
si accumula per aspirazione e decade
214 Pb
si accumula per aspirazione, si forma per decadimento di 218 Po e decade
214 Bi
si accumula per aspirazione, si forma per decadimento di 214 Pb e decade
214 Po
=
214 Bi
:
Modello di Raabe - Wrenn
Dopo lβaspirazione, durante la misura su filtro:
218 Po
decade
214 Pb
si accumula per decadimento di 218 Po e decade
214 Bi
si accumula per decadimento di 214 Pb e decade
214 Po
= 214 Bi
LA PROGENIE IN ARIA :
Β«Room ModelΒ» di Jacobi-Porstendorfer
β’ MODELLO A COMPARTIMENTI DEL COMPORTAMENTO DINAMICO DEL RADON E DELLA SUA PROGENIE CON DISTRIBUZIONE OMOGENEA DI ESSI IN ARIA E SULLE PARETI DELLA STANZA CONDIZIONI STAZIONARIE LE CONCENTRAZIONI INDIVIDUALI DEI FIGLI POSSONO ESSERE ESPRESSE CON RELAZIONI ITERATIVE IN FUNZIONE DEI TRE PARAMETRI AMBIENTALI: β’
VENTILAZIONE
β’
TASSO DI ADESIONE DEGLI IONI ALLE PARTICELLE DI AEROSOL TASSO DI DEPOSIZIONE DELLA PROGENIE ATTACCATA E NON ATT. ALLE PARETI (PLATE-OUT)
Il nostro modello semplificato
Radon gas in equilibrio stazionario tra esalazione e ventilazione Concentrazioni della Progenie diminuite da 2 fattori ambientali o meglio βdel LOCALEβ : β’ β’ β’ DECADIMENTO RADIOATTIVO l = decay rate VENTILAZIONE l v = ventilation rate PLATE-OUT l pl = plateout rate
c j
ο½ l
j
l ο«
j c j
ο 1 l
v
ο« l
pl c j
ο½ l
j
l
j c
ο«
j
ο 1 l
rem
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il nostro modello
DALLβARIA AL FILTRO
( Room Model) Raabe-Wrenn Radon l rem =0, F=1 Equilibrio secolare βSimpleβ room model ( l i ) sampling counting l rem =0.5 h -1 , F=0.7
Po
,
Pb
,
Bi IN ARIA
l rem =1 h -1 , F=0.5
F i = f
( l
rem
)
CALCOLO C
J
da C
Rn
: con processo iterativo
= f (
Ξ» rem )
F = f (
Ξ» 1, Ξ» 2, Ξ» 3, Ξ» rem )
Fattore di equilibrio F
dipende in modo diverso da: β’ β’ Ventilazione Plate-out Caratteristiche Aerosol J.Porstendorfer, RPD (1992) Linda Panero - ARPA Piemonte, UniversitΓ dell'Insubria - Progetto RADICAL
F
FUNZIONE ESPONENZIALE della
Ξ» rem I CALCOLI DIMOSTRANO CHE
F
Eβ BEN APPROSSIMATO SEMPLICEMENTE CONSIDERANDO UNA DIPENDENZA DEL 1Β° ORDINE DA UN TASSO DI RIMOZIONE UNICO E IDENTICO PER CIASCUN FIGLIO
F Β«proxyΒ» del
LOCALE
in cui viene misurato
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Il conteggio
Ξ±Ξ²
TOT.
β’ β’ β’ Low-level gas proportional counter (Ar90%-10%CH 4 ) Low detection limits: (i.e. alpha 241 Am: 12 mBq for 1 hour counting, beta 90 Sr: 22 mBq for 1 hour counting) Pb shielding and guard counter to account for background
Beta TOT =
Pb + Bi Alpha TOT = 218 Po + 214 Po(=Bi)
simulazione Cj su filtro
Berthold LB-770 ARPA IVREA
simulazione
Ξ±
TOT
-
Ξ²
TOT
su filtro
5 5 9 9 9 8 5 9
l/min
Risultati in laboratorio
T (min) Rn (Bq/m 3 )
l
( h -1 ) F
288 ο± 63 0.64
ο± 0.13
0.66
ο±
0.18
30 30 30 120 30 30 261 ο± 42 100 ο± 33 250 ο± 40 99 ο± 31 108 ο± 26 0.65
ο± 0.12 1.60
ο± 0.20 1.00
ο± 0.13 1.55
ο± 0.18 1.30
ο± 0.17
0.64
ο±
0.12 0.42
ο±
0.16 0.54
ο±
0.10 0.42
ο±
0.16 0.47
ο±
0.14
30 105 ο± 21 107 ο± 22 1.00
ο± 0.16 1.10
ο± 0.17
0.54
ο±
0.16 0.51
ο±
0.15
30
β’
In laboratorio: Alpha-beta Vs. Gamma Spectrometry
Efficiencenze Ξ±Ξ² : ο§ ο§ e alpha = 0.37 cps/Bq e beta = 0.47 cps/Bq
Ξ² measured
Cross analysis beta counting / gamma spectrometry
Ξ² expected
β
VALIDAZIONE CALIB.
Ξ²
Misura Beta TOT. in campo
Misuratore Alpha-Beta TOT. in campo (LUDLUM MEASUREMENTS - TX,USA) ARPA IVREA Modello 3030P Dual channel
Ξ±Ξ²
counter
Rivelatore Built-in PIPβS Ξ΅ Ξ± (4Ο ): 39% 239 Pu Ξ΅ Ξ² (4Ο ): 23% 99 Tc Fondo acc. in campo 10ΞΌR/hr : 10 min cont.fondo Ξ± : 0.6 cpm 10 min cont.fondo Ξ² : 27,6 cpm Crosstalk acc. (10ΞΌR/hr field) : alpha to beta crosstalk ( β€ 5%) : 1,50% beta to alfa crosstalk ( β€ 0.1) : 0,000% CALIBRAZIONE : Fondo ο³ Ξ΅ ο³ crosstalk 23
PROTOCOLLO DI MISURA IN CAMPO DEL FATTORE DI EQUILIBRIO F
β’ β’ β’ β’ β’ β’ Monitore Radon in continuo RADIM5B (count int. 1h) Filtro Millipore AA 0,8 ΞΌm β d=37mm Tempo campionamento aerosol : 30 min Flusso aria : 9 l/min Conteggio Beta
TOT.
: Counting interval = 5 min Conteggio : 8 - 12 cicli Modello di calcolo esteso alla C Rn variabile 24
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200 100 0 600 500 400 300 8,00E-01 7,00E-01 6,00E-01 5,00E-01 4,00E-01 3,00E-01 2,00E-01 1,00E-01 0,00E+00
F = 0,66
E. S. NON ESIS
F
TE!?
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F da misure
Ξ²
in campo
Ξ» rem (h -1 )
LUDLUM 3030P
F C Rn (Bq/m 3 ) Ξ§ 2
IVREA BOSSEA1 BOSSEA2
0.96Β±0.22 0.1Β±0.15 0.04Β±0.14
0.55 0.92 0.96
560Β±52 770Β±79 762Β±78 0.01841 0.00997 0.01864 27
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IL FUTURO PROSSIMO 30
MISURA IN CAMPO DI RADON E PROGENIE SARAD EQF 3220
β’ β’ β’
3 Si detectors :
Progenie unattached Progenie attached Radon gas ( 222 Rn e 220 Rn) A.R.P.A. VALLE DβAOSTA 31
Dose conversion factor (DCF)
E = Rn * T * F *
DCF
β’
DCF β a*f free + b*f att
β β a, b = coefficienti a > b f free β 10-20 % f att
:-)! 33