Calibración de radionucleidos mediante la técnica de recuento por centelleo líquido, recuento 2πα con cámara de ionización con reja y otras técnicas espectrométricas

Resumen

El objetivo de este trabajo de investigación ha sido la adaptación de la técnica de recuento por centelleo líquido, sin discriminación alfa/beta para poder disminuir las incertidumbres de medida, a la calibración de disoluciones de distintos radionucleidos, principalmente emisores de partículas alfa, dada su sencillez y rapidez en la obtención de resultados en comparación con otras técnicas que utiliza habitualmente el Laboratorio de Metrología de Radiaciones Ionizantes (LMRI) del CIEMAT para la calibración de estos radionucleidos. La combinación de esta técnica con otras ya existentes y empleadas en el LMRI, como son la medida 2pialfa en cámara de ionización con reja, la técnica del patrón interno y espectrometría alfa, coincidencias beta-gamma y recuento de fotones 4pi-gamma, ha permitido obtener la información necesaria que permita su aplicación, así como disponer de valores de referencia de las disoluciones estudiadas y de esta forma, validar los resultados obtenidos. En la adaptación de esta técnica a la calibración de radionucleidos alfa se ha seguido el orden de menor a mayor complejidad de las calibraciones. En primer lugar, se han calibrado disoluciones que contienen un único emisor alfa (cuatro disoluciones de Am-241). Le siguen disoluciones que además del emisor alfa contienen un descendiente emisor beta en equilibrio radiactivo (dos disoluciones de Am-243). Se ha continuado con una disolución de Pu-242 que contiene impurezas de otros isótopos de plutonio emisores alfa y beta, pero cuya composición isotópica es conocida. Para la puesta a punto de la calibración de disoluciones más complejas en las cuales el emisor alfa de interés está acompañado de sus descendientes (emisores alfa y beta) en la cadena radiactiva, la técnica de recuento por centelleo líquido se ha aplicado junto con otras técnicas de calibración tanto para validar los resultados obtenidos como para obtener información complementaria para desarrollar los procedimientos de calibración. Es el caso de la calibración de las disoluciones de los siguientes radionucleidos: 1) Una disolución de Th-229 en estado de equilibrio con sus descendientes. 2) Tres disoluciones de Ra-226 cuyo estado de equilibrio era desconocido puesto que no se conocía su edad, y que se ha obtenido utilizando la técnica de medida de espectrometría alfa con detector de semiconductor. 3) Dos disoluciones de U-232 utilizando la técnica del patrón interno y espectrometría alfa para validar los resultados obtenidos por centelleo líquido en la calibración de este nucleido. Además de las disoluciones anteriormente comentadas, se ha calibrado una disolución de Pb-210 que se encuentra en estado de desequilibrio radiactivo, desconociéndose las relaciones de actividad entre el Pb-210 y sus descendientes, utilizado la técnica de recuento por centelleo líquido en combinación con la medida 2pialfa en cámara de ionización con reja. Por último, se han calibrado dos disoluciones de Sc-44 y Ho-166m comparando el recuento por centelleo líquido con las técnicas de medida por coincidencias beta-gamma para el Sc-44 y recuento de fotones 4pi-gamma para la calibración de Ho-166m. En todos los casos se ha cumplido el objetivo propuesto, de forma que la técnica de recuento por centelleo líquido, con los procedimientos puestos a punto para cada radionucleido, está siendo utilizada actualmente en el LMRI para la calibración de disoluciones como las presentadas en este trabajo.