UTILIZACIÓN DE LA CÁMARA DE RADÓN DE LA UTILIZACIÓN DE LA CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC EN LOS ESTUDIOS DEL RIESGO RADIOLÓGICO UPC EN LOS ESTUDIOS DEL RIESGO RADIOLÓGICO ArturoVargas Drechsler III WORKSHOP “RADÓN Y MEDIO AMBIENTE” Madrid, 24-25 de Junio de 2004
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UTILIZACIÓN DE LA CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC EN LOS ESTUDIOS DEL RIESGO RADIOLÓGICO ArturoVargas Drechsler III WORKSHOP RADÓN Y MEDIO AMBIENTE Madrid, 24-25.
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UTILIZACIÓN DE LA CÁMARA DE RADÓN DE LA UTILIZACIÓN DE LA CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC EN LOS ESTUDIOS DEL RIESGO RADIOLÓGICOUPC EN LOS ESTUDIOS DEL RIESGO RADIOLÓGICO
ArturoVargas Drechsler
III WORKSHOP “RADÓN Y MEDIO AMBIENTE”
Madrid, 24-25 de Junio de 2004
ÍNDICEÍNDICE
1) Características y comportamiento del radón y sus
descendientes en la atmósfera.
2) Dosimetría del radón y su riesgo radiológico.
3) Cámara de radón de la UPC.
4) Campañas de intercomparación.
5) Sistema de medida del torón.
6) Propuesta de sistema de calidad metrológico en España.
7) Conclusiones.
III WORKSHOP RADÓN Y MEDIO AMBIENTE.
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
1. CARACTERÍSTICAS DEL RADÓN Y DESCENDIENTES
Rn-222
3,82 d5,5 MeV
Ra-226
1600 a4,8 MeV
Po-218
3,05 min6,0 MeV Bi-214
19,7 min
0,4-3,3 MeVPb-214
26,8 min0,7-1,0 MeV
Pb-210
22 a
< 0,1 MeV
Bi-210
5 d
1,2 MeV
Po-214
1,6x10-4
s
7,7 MeV
Po-210
138 d
5,3 MeV
Po-205
Estable
Gas Radón
Descendientes
CADENA DE DESINTEGRACIÓN U-238CADENA DE DESINTEGRACIÓN U-238
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
1. CARACTERÍSTICAS DEL RADÓN Y DESCENDIENTES
FLUCTUACIONES DIARIAS EN UNA VIVIENDAFLUCTUACIONES DIARIAS EN UNA VIVIENDA
ESPECTRO DIMENSIONAL DE PARTÍCULASESPECTRO DIMENSIONAL DE PARTÍCULAS
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
1. CARACTERÍSTICAS DEL RADÓN Y DESCENDIENTES
Nucleación
Acumulación
Acumulación
Distribución por tamaños del diámetro de partícula medido con un clasificador electrostático
Distribución por tamaños del diámetro de partículas radiactivas. Se estima mediante la aplicación del coeficiente de probabilidad de adhesión a la distribución medida con el clasificador electrostático
Valores de corrección de la concentración de radón medida en función de su inicio y del periodo de integración en viviendas del Reino Unido obtenidos por Miles et al. 1992.
MODELOS DOSIMÉTRICO DE LAS VÍAS RESPIRATORIASMODELOS DOSIMÉTRICO DE LAS VÍAS RESPIRATORIAS
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
2. DOSIMETRÍA Y RIESGO RADIOLÓGICO
1) MORFOMETRÍA: Describe la estructura y dimensiones del sistema respiratorio.
2) FISIOLOGÍA: Tasas de respiración y volúmenes de aire inhalados.3) DEPOSICIÓN: Caracteriza la distribución inicial de partículas en las
diferentes regiones anatómicas del sistema respiratorio.4) ELIMINACIÓN: Evalúa aquellas partículas del sistema respiratorio
que son eliminadas por transporte y absorción en la sangre.5) BIOLOGÍA: Investiga los efectos biológicos de la radiación en las
células de los tejidos del sistema respiratorio.6) DOSIMETRICO: Evalúa la energía absorbida por unidad de masa en
los tejidos del sistema respiratorio.
MODELO ICRP 66 CONSTA DE 6 ELEMENTOS
ESTIMACIÓN DE LA DOSIS ABSORBIDA (modelo ESTIMACIÓN DE LA DOSIS ABSORBIDA (modelo desarrollado por A.C. James 1988)desarrollado por A.C. James 1988)
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
2. DOSIMETRÍA Y RIESGO RADIOLÓGICO
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
2. DOSIMETRÍA Y RIESGO RADIOLÓGICO
PROYECTO EUROPEO FI4P-CT95-0025PROYECTO EUROPEO FI4P-CT95-0025 Risk assesment of exposure to radon decay products (1996- 2000).
Participación de 13 Centros de Investigación Europeos.
Objetivo: estimar el riesgo en humanos por la inhalación de descendientes del radón mediante una aproximación en distintos campos de investigación:
• Aerosoles: propiedades y características en interiores (INTE-UPC).• Modelización: implementación del modelo ICRP66.• Estudios en humanos: deposición en las vías respiratorias y absorción en la sangre .• Estudios en animales: Efectos biológicos a bajas exposiciones.• Retrospectivo: Reconstrucción retrospectiva de las concentraciones de radón en interiores. Estudios epidemiológicos.
Publicación: Final Report C.E.C. Contract FI4P-CT-95-0025. Georges Monchaux. Infrome CEA-R-5882(E)
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
2. DOSIMETRÍA Y RIESGO RADIOLÓGICO
CORRELACIÓN F - fCORRELACIÓN F - fPP
-0.1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
Equilibrium factor, F
Un
atta
ched
fra
ctio
n, f
p
Brest (aged,constant particle conc.)
Brest (aged, variation in particle conc.)
Brest (additional aerosol sources)
Site A: Barcelona 1
Site B: Tarragona
Site C: Barcelona 2
Site D: Girona
Reineking 1990
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
2. DOSIMETRÍA Y RIESGO RADIOLÓGICO
CARACTERÍSTICAS DE LOS AEROSOLESCARACTERÍSTICAS DE LOS AEROSOLES
Electric motorTiled stove heatingBurning gasCandle burningFumigating sticksCookingSmokingAgedRectangular distribution
(C)
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
2. DOSIMETRÍA Y RIESGO RADIOLÓGICO
TAMAÑO DE LA FRACCIÓN LIBRETAMAÑO DE LA FRACCIÓN LIBRE
0 . 1 1 1 0
d (nm)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
AA(l
ogd
)
0 . 1 1 1 0
d (nm)
0
40
80
120
160
AA(
logd
)
Universidad de Brest- IRSN INTE-UPC
Vargas, A., Michielsen, Le Moing, C., Rio, M., Tymen, G. and Ortega, X. Determination of 218Po nanometer size distribution in controlled environment by two new systems. Proceedings of the VII Congress of Natural Radiation Environment. Rodas (Grecia). "Radioactivity in the Environment" Book Series, Elsevier (en proceso de impresión), 2004.
Intercomparación realizada en la cámara de radón del INTE sin partículas de aerosol con dos sistemas de medida distintos
Valores representativos de los aerosoles para análisis con el Valores representativos de los aerosoles para análisis con el modelo dosimétricomodelo dosimétrico de la ICRP 66 de la ICRP 66
James et al.. Uncertainty analysis of the weighted equivalent lung dose per unit exposure to radon progeny in the home Rad. Prot. Dosim. 102(3), 229-248, 2002
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
2. DOSIMETRÍA Y RIESGO RADIOLÓGICO
DISTRIBUCIÓN DE LA FRECUENCIA DE LA DOSIS EFECTIVA
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45
mSv per WLM
Fre
qu
en
cy Mean: 15 mSv per WLM
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
2. DOSIMETRÍA Y RIESGO RADIOLÓGICO
ESTIMACIÓN DE LA DOSIS EFECTIVA POR UNIDAD ESTIMACIÓN DE LA DOSIS EFECTIVA POR UNIDAD DE EXPOSICIÓNDE EXPOSICIÓN
Estimación mediante estudios epidemiológicos (ICRP 65)
WLMpormSvmSvpor
WLMporE 06.5
10·6.5
10·35
4
Para trabajadores
Para miembros del público WLMpormSvmSvpor
WLMporE 88.3
10·3.710·3
5
4
Estimación mediante estudios dosimétricos (ICRP 66)
WLMpormSvfE p 15433.11 Para miembros del público
Estimación por unidad de exposición a radón (miembros del público)
1 Bq m-3 h)radón = F · 1.57·10-6 WLM
hmBqpornSvfFE p3)433.11(57.1 hmBqpornSvFE 309.6
ICRP 66 ICRP 65
Programa de cálculo ECRS (European Comission Radon Software)
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2. DOSIMETRÍA Y RIESGO RADIOLÓGICO
ESTIMACIÓN DE LA DOSIS EFECTIVAESTIMACIÓN DE LA DOSIS EFECTIVA
Los cálculos se pueden realizar tanto por la vía de los estudios epidemiológicos, según el BEIR VI, como mediante el uso del modelo dosimétrico del tracto respiratorio de la ICRP 66.
Desarrollado por:• CEPN (Centre d'étude Sur l'Evaluation de la Protection dans le Domaine Nucléaire).• NRPB (National Radiological Protection Board).
Permite evaluar:• el riesgo a desarrollar cáncer de pulmón específicamente en la población europea para varios perfiles de exposición.• la eficiencia de las diferentes técnicas de reducción de la concentración en viviendas
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
2. DOSIMETRÍA Y RIESGO RADIOLÓGICO
ESTIMACIÓN DE LA DOSIS EFECTIVA (ECRS)ESTIMACIÓN DE LA DOSIS EFECTIVA (ECRS)
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
2. DOSIMETRÍA Y RIESGO RADIOLÓGICO
ESTIMACIÓN DE LA DOSIS EFECTIVA (ECRS)ESTIMACIÓN DE LA DOSIS EFECTIVA (ECRS)
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
2. DOSIMETRÍA Y RIESGO RADIOLÓGICO
ESTIMACIÓN DE LA DOSIS EFECTIVA (ECRS)ESTIMACIÓN DE LA DOSIS EFECTIVA (ECRS)
CÁMARA CÁMARA DEDE ATMÓSFERA CONTROLADA DE RADÓN ATMÓSFERA CONTROLADA DE RADÓN
Trazabilidad a un centro de referencia
Sistema patrón de medida de
radón
Sistema de medida de
descendientes del radón
Sistema de medida de aerosoles
Fuente de radón
Sistema de control de la
temperatura y humedad
Sistema de generación de
aerosoles
Sistema de control de la ventilación
CÁMARA DE RADÓN
Instrumentos a calibrar
Atmósfera de referencia
Volumen de control
Sistema de control de la exhalación
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
3. CÁMARA DE RADÓN
CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE LA CÁMARA DE CARACTERÍSTICAS BÁSICAS DE LA CÁMARA DE RADÓN DEL INTE-UPCRADÓN DEL INTE-UPC
Tamaño 2.912.912.30 (20 m3)
Material de construcción Láminas de acero de 2mm de grosor
Exhalación de 222Rn 0-256 Bq·min-1(2101 KBq 226Ra)
Ventilación 0-6 m3·h-1
Concentración de radón 0-80000 Bq·m-3
Humedad relativa 15-95 %
Temperatura 5-50 ºC
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
3. CÁMARA DE RADÓN
SISTEMA DE MEDIDA CONCENTRACIÓN RADÓNSISTEMA DE MEDIDA CONCENTRACIÓN RADÓN
Esquema de funcionamiento Espectro alfa característico
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
3. CÁMARA DE RADÓN
Rn-222
Rn-222
TRAZABILIDAD DEL SISTEMA DE MEDIDA DE RADÓNTRAZABILIDAD DEL SISTEMA DE MEDIDA DE RADÓN
T1 P1 P2 T2
E3R1
B1
R2
E4
ESFERA
A1
E2E1
Aire sintéticoBomba de vacío
Recipiente deRadón
Recipiente conActividad de referencia
Sistema de medida patrón
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
3. CÁMARA DE RADÓN
INTERCOMPARACIÓN LABORATORIOS DE REFERENCIAINTERCOMPARACIÓN LABORATORIOS DE REFERENCIA
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
3. CÁMARA DE RADÓN
Proyecto EUROMET 657: Comparison of calibration facilities for the radon activity concentration (http://www.euromet.org)
MEDIDASMEDIDAS CÁMARA DE RADÓN DEL INTE-UPC CÁMARA DE RADÓN DEL INTE-UPC
Laboratorio de Física de las Radiaciones. Universidad Autónoma de Barcelona
Trazas Makrofol KfK fibra de vidrio Trazas Makrofol KfK fibra de vidrio+ polietileno.Revelado electroquímico
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4. CAMPAÑAS DE INTERCOMPARACIÓN
Exposición de canisters y electretes SST en el interior de la cámara de radón
Detectores de trazas y electretes LST
LR-115
CR-39 Radosys
Electrete E-perm
CR-39Landauer
CR-39NRPB
CR-39SSI
CR-39KfK
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4. CAMPAÑAS DE INTERCOMPARACIÓN
RESULTADOS DE LA INTERCOMPARACIÓNRESULTADOS DE LA INTERCOMPARACIÓN
LABORATORIO
600
650
700
750
800
850
900
950
1000
1050
1100
1150
1200
CR
n-2
22 (
Bq
m-3
)
1 3 4 5 13
CRn = 940 Bq m-3
+ 20 %
- 20 %
EXPOSICIÓN = 65.96 kBq m -3 h
LABORATORIO
3400
3600
3800
4000
4200
4400
4600
4800
5000
5200
5400
5600
5800
6000
6200
6400
6600
6800
7000
CR
n-2
22 (
Bq
m-3
)
2 6 7 8 9
Crn = 5310 Bq m -3
+ 20 %
- 20 %
10 11 12 14
EXPOSICIÓN =763.3 kBq m -3 h
+ 25 %
- 25 %
X. Ortega, A. Vargas, M. Rio and J.L Martín Matarranz. Contribution to the improvement of radon risk evaluation in Spain. European IRPA Congress. Florence-Italy 2002
Las exposiciones se han realizado en condiciones de referencia de valor constante
Se deben considerar las distintas condiciones ambientales de los lugares de trabajo
La correcta determinación de la concentración de radón requiere del conocimiento de la respuesta del sistema de medida:
humedad relativa temperatura presión atmosférica concentración de torón variaciones de la concentración de radón tasa de dosis
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
4. CAMPAÑAS DE INTERCOMPARACIÓN
INFLUENCIA INFLUENCIA TEMPERATURA y H.R. EN CARBÓN ACTIVOTEMPERATURA y H.R. EN CARBÓN ACTIVO
A. Vargas, X. Ortega, I. Serrano. Response of a radon charcoal canister to climatic and radon variations in the INTE radon chamber. Proceedings IRPA 11. Madrid 2004
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
4. CAMPAÑAS DE INTERCOMPARACIÓN
INFLUENCIA DEL TORÓN EN TRAZASINFLUENCIA DEL TORÓN EN TRAZAS
Shinji Tokonami et. al. Contribution from thoron on the responseof passive radon detectors. Health Phys. 80(6):612-615;2001
CÁMARA DE RADÓN DE LA UPC Y RIESGO RADIOLÓGICO
4. CAMPAÑAS DE INTERCOMPARACIÓN
SEGUNDA CAMPAÑA DE INTERCOMPARACIÓNSEGUNDA CAMPAÑA DE INTERCOMPARACIÓN
1. Estudiar la respuesta de los sistemas de medida de la concentración de radón y torón más habituales, sometidos a las condiciones ambientales que se presentan en diversos lugares de trabajo del territorio nacional.
2. Estos sistemas comprenden detectores pasivos de trazas, carbón activo, y electretes, así como los sistemas de medida en continuo cámaras de ionización, cámara de Lucas y de electrodeposición de los descendientes del radón.
3. Inicio de la campaña de intercomparación: finales de 2004.
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4. CAMPAÑAS DE INTERCOMPARACIÓN
CALIBRACIÓN EQUIPOS DE MEDIDA DE LA CALIBRACIÓN EQUIPOS DE MEDIDA DE LA CONCENTRACIÓN DE TORÓNCONCENTRACIÓN DE TORÓN
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5. MEDIDA DE LA CONCENTRACIÓN DE TORÓN
Recipiente de calibración (200 litros)
Bomba de impulsión
Fuente TorónPlanchetas con solución
de Radio-torio
Sistema de medida de la concentración de torón basado en la electrodeposición de Po-216
Su trazabilidad se obtiene mediante comparación con una cámara de ionización (ATMOS 12x) calibrada en el PTB
Circulación aire medida torón
Circulación aire fuente torón
SISTEMA DE MEDIDA DE LA CONCENTRACIÓN DE TORÓNSISTEMA DE MEDIDA DE LA CONCENTRACIÓN DE TORÓN
Espectro de partículas alfa correspondiente a una medida con el equipo de torón.
SISTEMA PASIVO DE MEDIDA DE LA SISTEMA PASIVO DE MEDIDA DE LA CONCENTRACIÓN DE TORÓNCONCENTRACIÓN DE TORÓN
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5. MEDIDA DE LA CONCENTRACIÓN DE TORÓN
Rad elec E-Perm S
Teflón
Cámara deionización S
250 ml
Lector de Voltaje
Torón
Propuesta de Sistema de aseguramiento de la calidad de medidas de la concentración de radón en España
• Realiza la lectura de equipos expuestos por el responsable de la exposición
Laboratorio Lectura
• Empresas y organismos que realiza las medidas según protocolos
Responsable Exposición
• Empresa o industria con potencialidad de elevado radón• Cumplir con las normas especificadas en el periodo de medida
Titular Actividad Laboral
Fichas técnicasde los equipos de medida
Normas en periodode medida
Sistema calidad
• Laboratorio de Referencia• Realiza calibraciones• Valida equipos nuevos• Informes de calibración
Laboratorio Calibración
CSN
• Supervisión y control• Asesora Autoridad competente
Certificado de calibración
• Ayuntamiento, Ministerios y otros organismos competentes• Requiere a los titulares la realización de medidas
Autoridad Competente
Sistema calidad
Sistema calidad
Informe de lectura
Informe de medida
Formulario de solicitud
Certificado de medida + Necesidad de actuaciones
Certificado de acreditación
Informe de resultados
Informe deacciones
• Cumple con las especificaciones del protocolo de medida
Propietario Vivienda
Informe de medida
Informe de medida
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6. SISTEMA DE ASEGUREAMIENTO DE LA CALIDAD
Procedimientos del sistema de calidad del responsable de exposición
Procedimientos operativos
• Procedimientos de recepción, transporte y manipulación de los
detectores.• Procedimiento de lectura de los detectores.• Procedimiento de exposición de los detectores.
Procedimientos de aseguramiento de la calidad
• Procedimiento de calibración del sistema de medida.• Procedimientos de verificación.• Procedimientos de mantenimiento.
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6. SISTEMA DE ASEGUREAMIENTO DE LA CALIDAD
CONCLUSIONESCONCLUSIONES
1. La evaluación del riesgo radiológico requiere del conocimiento de diversos parámetros ambientales del recinto.
2. En España se dispone de una cámara de radón de referencia que permite llevar a cabo estudios de la caracterización de equipos de medida de dichos parámetros.
3. Se ha realizado una primera campaña de intercomparación de equipos de medida de la concentración de radón.
4. Se está planificando una segunda campaña que incorpora el estudio de la influencia de distintas condiciones ambientales.
5. La implementación de un sistema de acreditación de responsables de la medida de exposición a radón permitirá garantizar la calidad de la misma.