Procedimiento para la determinación de emisores alfas en muestras de orina y heces

(1)

Procedimiento para

la determinación de emisores alfas

en muestras de orina y heces

Serdeiro, N.H.

Presentado en la “Reunión de Expertos del Proyecto ARCL LXXVII: Armonización de Procedimientos para la Evaluación de la Contaminación Interna” La Habana, Cuba, 6-12 diciembre 2004.

(2)

PROCEDIMIENTO PARA LA DETERMINACIÓN

DE EMISORES ALFAS EN MUESTRAS DE ORINA Y HECES

Serdeiro, N.H.

Autoridad Regulatoria Nuclear Argentina

1. OBJETIVO

Establecer el procedimiento para la identificación y cuantificación de radionucleidos emisores alfa en muestras de orina y heces. Los emisores alfa a determinar son: uranio, torio, americio, curio y plutonio.

2. CAMPO DE APLICACIÓN

Este procedimiento se aplica a todos los laboratorios de los países participantes del Proyecto ARCAL LXXVIII que efectúan determinaciones de radionucleidos emisores alfa en muestras biológicas para evaluaciones dosimétricas.

3. REFERENCIAS NORMATIVAS

3.1 Manual de Técnicas de Laboratorio, ARN, Julio 2002

3.2 Elaboración de Procedimientos, IRD 5.0-01, 20/03/2003

3.3 ISO 12790-1: Radiation Protection-Performance Criteria for Radiobioassay

3.4 Scientific Report SCK.CEN-BLG-935 - OMINEX Work Package 3, "Uncertainty on bioassay measurements", April 2003

3.5 EURACHEM/CITAC Guide CG4,“Quantifying Uncertainty in Analytical Measurement”, 2000

3.6 Health Physics Society, ANSI 13.30, 1996, “Performance Criteria for Radiobioassay”

4. SIGLAS Y ABREVIATURAS

ARCAL - Acuerdo Regional de Cooperación para la Promoción de la Ciencia y Tecnología Nucleares en América Latina y El Caribe

ARN - Autoridad Regulatoria Nuclear

EA - Emisores Alfa

IRD - Instituto de Radioprotección y Dosimetría

ISO - International Organization for Standardization

(3)

5. DETERMINACIÓN DE EMISORES ALFA EN MUESTRAS DE ORINA Y HECES 5.1 MUESTRAS DE ORINA

5.1.1 Introducción

Este procedimiento describe un método para la separación, purificación y medición de uranio, torio, plutonio, americio y curio en muestras de orina. El método consiste en tomar un litro de muestra, cuando es factible, y coprecipitar los actínidos con CaHPO4. Luego se disuelve el precipitado en medio nítrico y se siembra en la columna Eichrom UTEVA para separar y puri-ficar uranio y torio selectivamente, del plutonio, americio y curio. La fracción conteniendo el uranio se electrodeposita y se mide por espectrometría alfa (Anexo I). Idem para la fracción conteniendo el torio.

La solución de siembra más lavados proveniente de la columna UTEVA, se siembra en la co-lumna Eichrom TRU para la separación y purificación del plutonio y americio-curio. La frac-ción conteniendo el plutonio se electrodeposita y se mide por espectrometría alfa (Anexo I). Idem para la fracción conteniendo el americio y curio.

5.1.2 Equipamiento

5.1.2.1 Sistema de espectrometría alfa: cámara de vacío con detector de ion implantado, pre-amplificador, pre-amplificador, multicanal. El sistema es controlado por una computadora a través de un software, que permite el análisis de los datos, el almacenamiento de la in-formación y la implementación de programas de trabajo

5.1.2.2 Plancha Calefactora

5.1.2.3 Centrífuga de pie, con capacidad para recipientes de 250 mL.

5.1.2.4 Recipientes de vidrio Pyrex de base redonda, de 250 mL, para ser usados en la cen-trífuga

5.1.2.5 Agitador magnético.

5.1.2.6 Balanza analítica

5.1.3 Reactivos

5.1.3.1 Soluciones calibradas de 232U, 242Pu, 229Th, 243Am, como trazadores

5.1.3.2 Solución de hidroxilamina NH2OH.HCl 0,7% (P/V) en HCl 0,2 M

5.1.3.3 Nitrito de sodio NaNO2 (s) p.a.

5.1.3.4 Fosfato ácido de Calcio, CaHPO4, p.a.

5.1.3.5 Ácido nítrico, HNO3 p.a.

5.1.3.6 Hidróxido de sodio, NaOH 10 M

5.1.3.7 Peróxido de Hidrógeno, 100 volúmenes p.a.

5.1.3.8 Resina de partición Eichrom UTEVA (pre-packed column) 5.1.3.9 Solución de ácido nítrico, HNO3 3 M

(4)

5.1.3.10 Solución de nitrato de aluminio 1 M en HNO3 3 M

5.1.3.11 Solución de sulfamato ferroso 0,6 M

5.1.3.12 Ácido ascórbico, p.a.

5.1.3.13 Solución de ácido clorhídrico, HCl 9 M

5.1.3.14 Solución de ácido oxálico 0,05 M en HCl 5 M

5.1.3.15 Solución de ácido clorhídrico, HCl 0,01 M

5.1.4. Procedimiento

5.1.4.1 Medir 1 L de la muestra de orina y colocar en un vaso de precipitado.

5.1.4.2 Agregar una cantidad conveniente de solución calibrada de cada uno de los trazado-res de 232U, 242Pu, 229Th, 243Am y homogeneizar. Es conveniente que la relación entre el trazador y el radionucleido a determinar sea 1.

5.1.4.3 Agregar 10 mL de HNO3 (c) y calentar sobre plancha calefactora durante una hora a 80°C.

5.1.4.4 Agregar 200 mg de CaHPO4 en agitación constante hasta disolución total.

5.1.4.5 Agregar NH4OH (c) gota a gota, con agitación continua, y precipitar hasta pH 10.

5.1.4.6 Dejar en digestión hasta el día siguiente.

5.1.4.7 Luego, sin mover el vaso de precipitado, hacer vacío (por efecto sifón) para retirar la mayor cantidad de líquido sobrenadante, hasta un volumen de aproximadamente 200 mL.

5.1.4.8 Trasvasar a un recipiente de centrífuga

5.1.4.9 Centrifugar durante 15 minutos a 1600 rpm.

5.1.4.10 Eliminar el sobrenadante.

5.1.4.11 Disolver el precipitado con 5 mL de HNO3 (c), y trasvasar al vaso utilizado en 5.1.4.1, empleando una pipeta de transferencia descartable.

5.1.4.12 Lavar el recipiente de centrífuga con 2 porciones de 5 mL de HNO3 (c) y trasvasar al vaso de precipitado

5.1.4.13 Mineralizar con pequeñas porciones de HNO3 y H2O2 de 100 volúmenes sobre plan-cha calefactora, hasta obtener un residuo totalmente blanco.

5.1.4.14 Hidrolizar a reflujo sobre plancha calefactora.

5.1.4.15 Llevar a casi sequedad y disolver el residuo en 15-20 ml de solución (HNO3 3 M + Al(NO3)3 ) 1 M.

5.1.4.16 Agregar 2 ml de sulfamato ferroso (NH2 SO3 )2Fe 0,6 M.

(5)

5.1.4.18 Sembrar en la columna de resina de partición Eichrom UTEVA, previamente acondi-cionada en medio nítrico 3 M.

5.1.4.19 Lavar con 5 ml de HNO3 3 M.

5.1.4.20 Recoger los líquidos de siembra y lavados, conteniendo Pu, Am y Cm, y reservar para su pasaje por la columna TRU. (Agregar agua bidestilada hasta obtener una solución HNO3 2 M).

5.1.4.21 Lavar la columna con 5 ml de HCl 9 M.

5.1.4.22 Eluir el Th de la columna UTEVA con 15 ml de ( HCl 5 M + ácido oxálico 0,05 M ) y reservar para la electrodeposición.

5.1.4.23 Eluir el U con 20 ml de HCl 0,01 M y reservar para la electrodeposición.

5.1.4.24 Llevar a sequedad y mineralizar con gotas de HNO3 (c) y H2O2 100 vol. cada uno de los eluidos de los pasos 22 y 23.

5.1.4.25 Electrodepositar el uranio y el torio

5.1.4.26 Medir por espectrometría alfa (ANEXO I)

5.1.4.27 Sembrar en la columna TRU, acondicionada en HNO3 2 M, la solución proveniente del paso 20.

5.1.4.28 Lavar la columna con 5 mL de solución de NaNO2 0,1 M en HNO3 2 M, para oxidar el Pu3+ a Pu4+. Descartar estas soluciones.

5.1.4.29 Eluir el Am con 3 mL de HCl 9 M y 20 mL de HCl 4 M, y reservar para la electrodepo-sición.

5.1.4.30 Lavar la columna con 4 mL de solución HCl 4M + HF 0,01M, para eliminar trazas de torio y descartar.

5.1.4.31 Eluir el Pu con 20 mL de solución de bioxalato de amonio 0,1 M y reservar para la electrodeposición.

5.1.4.33 Electrodepositar el americio y el plutonio.

5.1.4.34 Medir por espectrometría alfa.

5.1.5. Cálculos

5.1.5.1 Cálculo de la concentración de actividad de uranio-238 en orina:

(

)

(

)

V

orina

(

)

U

Actividad

U

cuentas

U

cuentas

)

L

/

Bq

(

Actividad

U

232

238

−

×

−

=

− donde:

Actividad (U-232): actividad de trazador agregada a la muestra, en Bq.

(6)

Cuentas (U-232): cuentas de U-232 obtenidas del espectro.

Vorina: volumen de muestra de orina, en L.

5.1.5.2 Para calcular la actividad de U-234 y U-235 en orina, la fórmula es la misma pero se reemplaza U-238 por U-234 y por U-235 respectivamente.

Cálculo de la concentración de actividad de plutonio 238 en orina:

(

)

(

)

V

orina

(

)

Pu

Actividad

Pu

cuentas

Pu

cuentas

)

L

/

Bq

(

Actividad

_Pu

242

238

−

×

−

=

− donde:

Actividad (Pu-242): actividad de trazador agregada a la muestra, en Bq.

Cuentas (Pu-238): cuentas de Pu-238 presentes en la muestra, obtenidas del espectro.

Cuentas (Pu-242): cuentas de Pu-242 obtenidas del espectro.

5.1.5.3 Para calcular la actividad de plutonio-239 en orina, la fórmula es la misma pero se reemplaza Pu-238 por Pu-239.

5.1.5.4 Cálculo de la concentración de actividad de americio 241 en orina:

(

)

(

)

V

orina

(

)

Am

Actividad

Am

cuentas

Am

cuentas

)

L

/

Bq

(

Actividad

Am

243

241

−

×

−

=

− donde:

Actividad (Am-243): actividad de trazador agregada a la muestra, en Bq.

Cuentas (Am-241): cuentas de Am-241 presentes en la muestra, obtenidas del espec-tro.

Cuentas (Am-243): cuentas de Am-243 obtenidas del espectro.

5.1.5.5 La misma fórmula se aplica para el cálculo de curio-244, pero reemplazando Am-241 por Cm-244.

5.1.5.6 Cálculo de la concentración de actividad de torio-232 en orina:

(

)

(

)

V

orina

(

)

Th

Actividad

Th

cuentas

Th

cuentas

)

L

/

Bq

(

Actividad

Th

229

232

−

×

−

=

− donde:

Actividad (Th-229): actividad de trazador agregada a la muestra, en Bq.

Cuentas (Th-232): cuentas de Th-232 presentes en la muestra, obtenidas del espectro.

(7)

5.1.5.7 La actividad de torio-230 y de torio-228 se calculan en forma similar, reemplazando Th-232 por Th-230 y Th-228 respectivamente.

5.1.6. Rendimiento químico

El rendimiento químico de cada actínido se calcula aplicando la siguiente fórmula con el traza-dor correspondiente:

(

)

(

)

×

100 =

f

E

trazador

actividad

trazador

cuentas

RQ

donde:

Ef : eficiencia del detector

RQ: rendimiento químico

5.1.7 Actividad mínima detectable

Para 1 litro de orina, empleando un detector de eficiencia 0,40 cpm / dpm, un rendimiento quí-mico de 60%, un tiempo de medición de 1000 minutos y para un fondo de 2,5 cuentas por día, la actividad mínima detectable es 0,63 mBq/L, para un nivel de confianza del 95%.

Para un tiempo de medición de la muestra igual al tiempo de medición del fondo, la fórmula a aplicar es la siguiente: orina F

V

RQ

Ef

t

c

L

Bq

AMD

×

+

=

3

4 ,

65 )

/

(

donde:

cF: cuentas correspondientes al fondo

t:: tiempo de medición (en segundos)

Ef: eficiencia del detector

Vorina: volumen de orina (en L)

NOTA: se debe tener en cuenta la contribución de las cuentas provenientes del trazador, a las cuentas en la zona de interés.

5.2 MUESTRAS DE HECES 5.2.1 Introducción

Este procedimiento describe un método para la separación, purificación y medición de uranio, torio, plutonio, americio y curio en muestras de heces. El método consiste en calcinar la mues-tra completa, empleando una rampa de temperatura adecuada, disolver las cenizas en medio nítrico y mineralizar hasta obtener un residuo totalmente blanco.

(8)

Luego se disuelve el residuo en medio nítrico y se siembra en la columna Eichrom UTEVA para separar y purificar uranio y torio selectivamente, del plutonio, americio y curio. La fracción conteniendo el uranio se electrodeposita y se mide por espectrometría alfa (Anexo I). Idem para la fracción conteniendo el torio.

La solución de siembra más lavados proveniente de la columna UTEVA, se siembra en la co-lumna Eichrom TRU para la separación y purificación del plutonio y americio-curio. La frac-ción conteniendo el plutonio se electrodeposita y se mide por espectrometría alfa. Idem para la fracción conteniendo el americio y curio.

5.2.2. Equipamiento

5.2.2.1 Sistema de espectrometría alfa

5.2.2.2 Plancha Calefactora

5.2.2.3 Materiales para electrodeposición

5.2.2.4 Horno de muflado, con rampa de temperatura programable

5.2.2.5 Agitador magnético

5.2.2.6 Balanza analítica

5.2.3. Reactivos

5.2.3.1 Soluciones calibradas de 232U, 242Pu, 229Th, 243Am, como trazadores

5.2.3.2 Solución de hidroxilamina NH2OH.HCl 0,7% (P/V) en HCl 0,2 M

5.2.3.3 Nitrito de sodio NaNO2 (s) p.a.

5.2.3.4 Fosfato ácido de Calcio, CaHPO4, p.a.

5.2.3.5 Ácido nítrico, HNO3 p.a.

5.2.3.6 Hidróxido de sodio, NaOH 10 M

5.2.3.7 Peróxido de Hidrógeno, 100 volúmenes p.a.

5.2.3.8 Resina de partición Eichrom UTEVA (pre-packed column) 5.2.3.9 Solución de ácido nítrico, HNO3 3 M

5.2.3.10 Solución de nitrato de aluminio 1 M en HNO3 3 M

5.2.3.11 Solución de sulfamato ferroso 0,6 M

5.2.3.12 Ácido ascórbico, p.a.

5.2.3.13 Solución de ácido clorhídrico, HCl 9 M

5.2.3.14 Solución de ácido oxálico 0,05 M en HCl 5 M

(9)

5.2.4.1 Colocar la muestra pesada en una cápsula de porcelana y cubrir con papel aluminio perforado.

5.2.4.2 Calcinar en mufla, a 100 °C durante 6 horas y luego incrementar la temperatura a ra-zón de 50°C hasta llegar a 550 °C con períodos de aproximadamente 4 horas. Dejar a 600°C durante 48 horas.

5.2.4.3 Retomar cuidadosamente el residuo con HNO3 (50%).

5.2.4.4 Agregar una cantidad conveniente de solución calibrada de cada uno de los trazado-res de 232U, 242Pu, 229Th, 243Am y homogeneizar.

5.2.4.5 Trasvasar cuantitativamente a un vaso de precipitado y mineralizar con sucesivos agregados de HNO3 (c) y H2O2 de 100 volúmenes sobre plancha calefactora, hasta ob-tener un residuo totalmente blanco.

5.2.4.6 De ser necesario transferir a un vaso de Teflon de base grafitada y calentar sobre plan-cha calefactora. Llevar a sequedad y agregar HNO3 (c) y HF (c). Repetir hasta total eli-minación de sílice. La aplicación de este paso depende de la composición de la matriz ya que no siempre el residuo obtenido en el paso anterior es soluble en HNO3 3M.

5.2.4.7 Llevar a sequedad y eliminar el HF con HNO3. Disolver el residuo en 15-20 ml de so-lución HNO3 3 M + Al(NO3)3 1 M.

5.2.4.8 Agregar 2 ml de sulfamato ferroso (NH2 SO3 )2Fe 0,6 M.

5.2.4.9 Agregar 200 mg de ácido ascórbico p.a. Esperar 3-5 minutos.

5.2.4.10 Sembrar en la columna de resina de partición Eichrom UTEVA, previamente acondi-cionada en medio nítrico 3 M.

5.2.4.11 Lavar con 5 ml de HNO3 3 M.

5.2.4.12 Recoger los líquidos de siembra y lavados, conteniendo Pu, Am y Cm, y reservar para su pasaje por la columna TRU. (Agregar agua bidestilada hasta obtener una solución HNO3 2M).

5.2.4.13 Lavar la columna con 5 ml de HCl 9 M.

5.2.4.14 Eluir el Th de la columna UTEVA con 15 ml de (HCl 5 M + ácido oxálico 0,05 M) y reservar para la electrodeposición.

5.2.4.15 Eluir el U con 20 ml de HCl 0,01 M y reservar para la electrodeposición.

5.2.4.17 Electrodepositar el uranio y el torio.

5.2.4.19 Sembrar en la columna TRU, acondicionada en HNO3 2 M, la solución proveniente del paso 12.

5.2.4.20 Lavar la columna con 5 mL de solución de NaNO2 0,1 M en HNO3 2 M, para oxidar el Pu3+ a Pu4+. Descartar estas soluciones.

(10)

5.2.4.21 Eluir el Am con 3 mL de HCl 9 M y 20 mL de HCl 4 M, y reservar para la electrodepo-sición.

5.2.4.22 Lavar la columna con 4 mL de solución HCl 4 M + HF 0,01 M, para eliminar trazas de torio y descartar.

5.2.4.23 Eluir el Pu con 20 mL de solución de bioxalato de amonio 0,1 M y reservar para la electrodeposición.

5.2.4.25 Electrodepositar el americio y el plutonio.

5.2.5 Cálculos

Las cuentas correspondientes al área de cada pico se calculan con el software asociado al sistema de medición.

5.2.5.1 Cálculo de la concentración de actividad de uranio total en heces:

(

)

(

)

M

heces

(

)

U

Actividad

U

cuentas

U

cuentas

)

Kg

/

Bq

(

Actividad

_U

232

238

−

×

−

=

− donde:

Actividad (U-232): actividad de trazador agregada a la muestra, en Bq.

Cuentas (U-238): cuentas de U-238 presentes en la muestra, obtenidas del espectro.

Cuentas (U-232): cuentas de U-232 obtenidas del espectro.

M heces: masa de heces, en kg.

5.2.5.2 Para calcular la actividad de U-234 y U-235 en orina, la fórmula es la misma pero se reemplaza U-238 por U-234 y por U-235 respectivamente.

5.2.5.3 Cálculo de la concentración de actividad de plutonio-238 en heces:

(

)

(

)

heces

(

)

Pu

M

Pu

Actividad

Pu

cuentas

Pu

cuentas

Kg

Bq

Actividad

242

238 )

/

(

×

−

=

donde:

Actividad (Pu-242): actividad de trazador agregada a la muestra, en Bq.

Cuentas (Pu-238): cuentas de Pu-238 presentes en la muestra, obtenidas del espectro.

Cuentas (Pu-242): cuentas de Pu-242 obtenidas del espectro.

5.2.5.4 Para calcular la actividad de plutonio-239 en heces, la fórmula es la misma pero se debe reemplazar Pu-238 por Pu-239.

(11)

5.2.5.5 Cálculo de la concentración de actividad de americio-241 en heces:

(

)

(

)

(

heces

)

Am

M

Am

Actividad

Am

cuentas

Am

cuentas

Kg

Bq

Actividad

243

241 )

/

(

×

−

=

donde:

Actividad (Am-243): actividad de trazador agregada a la muestra, en Bq.

Cuentas (Am-241): cuentas de Am-241 presentes en la muestra, obtenidas del espec-tro.

Cuentas (Am-243): cuentas de Am-243 obtenidas del espectro.

5.2.5.6 La misma fórmula se aplica para el cálculo de curio-244, pero reemplazando Am-241 por Cm-244.

5.2.5.7 Cálculo de la concentración de actividad de torio-232 en heces:

(

)

(

)

heces

(

)

Th

M

Th

Actividad

Th

cuentas

Th

cuentas

Kg

Bq

Actividad

229

232 )

/

(

×

−

=

donde:

Actividad (Th-229): actividad de trazador agregada a la muestra, en Bq.

Cuentas (Th-232): cuentas de Th-232 presentes en la muestra, obtenidas del espectro.

Cuentas (Th-229): cuentas de Th-229 obtenidas del espectro.

5.2.5.8 La actividad de torio-230 y de torio-228 se calculan en forma similar, reemplazando Th-232 por Th-230 y Th-228.

5.2.6. Rendimiento químico

El rendimiento químico de cada actínido se calcula aplicando la siguiente fórmula con el traza-dor correspondiente:

(

)

(

)

×

100 =

f

E

trazador

actividad

trazador

cuentas

RQ

donde:

Ef : eficiencia del detector

(12)

5.2.7. Actividad mínima detectable

Para 300 g de heces, empleando un detector de eficiencia 0,40 cpm / dpm, un rendimiento químico de 60%, un tiempo de medición de 1000 minutos y para un fondo de 2,5 cuentas por día, la actividad mínima detectable es 2 mBq/kg, para un nivel de confianza del 95%.

Para un tiempo de medición de la muestra igual al tiempo de medición del fondo, se aplica la siguiente fórmula: heces F

M

RQ

Ef

t

c

Kg

Bq

AMD

×

+

=

3

4 ,

65 )

/

(

donde:

cF: cuentas correspondientes al fondo

t:: tiempo de medición (en segundos)

Ef: eficiencia del detector

Mheces: masa de heces (en kg)

NOTA: se debe tener en cuenta la contribución de las cuentas provenientes del trazador, a las cuentas en la zona de interés.

5.3. ELECTRODEPOSICIÓN 5.3.1. Materiales

5.3.1.1 Fuente de tensión regulable a corriente constante

5.3.1.2 Celdas para electrodeposición de actínidos

5.3.1.3 Ánodos de platino

5.3.1.4 Discos de acero inoxidable 304L de 2 cm de diámetro con una de sus caras pulida “a espejo”.

5.3.2 Reactivos

5.3.2.1 Indicador Azul de Timol, solución 0,04%: disolver 0,1 g de la sal en 21 mL de NaOH 0,01 M y agregar 230 mL de agua destilada

5.3.2.2 Ácido oxálico 0,5 M: disolver 6,3 g de ácido oxálico dihidrato p.a. y llevar a 100 mL con agua destilada

5.3.2.3 Ácido sulfúrico, H2SO4 p.a.

5.3.2.4 Hidróxido de amonio, NH4OH p.a.

5.3.2.5 Papel indicador de pH de 0-7

(13)

5.3.3.1 Evaporar en presencia de HNO3 la solución conteniendo los actínidos.

5.3.3.2 Disolver el residuo en 0,5 mL de H2SO4 (c) y calentar. Agregar gotas de H2O2 100 volúmenes p.a. para eliminar nitratos y calentar hasta humos blancos y dejar enfriar. Agregar 4 mL de H2O destilada.

5.3.3.3 Agregar 0,1 mL de ácido oxálico 0,5 M para complejar el Fe3+, eventualmente presen-te, y 1 gota del indicador azul de Timol. Llevar a pH 2,5 con NH4OH, es decir, hasta el viraje del indicador del rosa al amarillo.

5.3.3.4 Transferir la solución a la celda de electrodeposición. Enjuagar 2 veces el vaso de precipitado con 2 mL de H2O destilada y transferir a la celda.

5.3.3.5 Ajustar el flujo de corriente a 1,2 A. Electrodepositar durante 2 hs. Nota: Regular el volumen con agregado de más cantidad de H2O destilada.

5.3.3.6 Después de 2 hs agregar 1 mL de NH4OH a la celda para neutralizar y así evitar la disolución del depósito en medio ácido; interrumpir inmediatamente la corriente.

5.3.3.7 Desarmar la celda y enjuagar con abundante H2O destilada. Retirar el disco de acero inoxidable y continuar enjuagando. Nota: La manipulación del disco debe hacerse con pinzas para evitar cualquier contacto con grasa.

5.3.3.8 Colocar el disco en un vidrio de reloj y dejarlo debajo de una lámpara infrarroja hasta que llegue a sequedad.

5.3.3.9 La muestra se encuentra en condiciones de ser medida por espectrometría alfa.

5.3.4. Electropulido de los discos de acero inoxidable

Para lograr depósitos adecuados que conduzcan a espectros bien resueltos, donde los picos sean muy finos, es conveniente el electropulido “a espejo” de los discos de acero inoxidable con una mezcla de ácido fosfórico y ácido sulfúrico (3 + 1).

5.3.4.1 Transferir la 5 mL de la mezcla de ácidos fosfórico y sulfúrico (3+1) a la celda de elec-trodeposición.

5.3.4.2 Conectar el polo negativo al electrodo de platino y el polo positivo al disco de acero (conexión inversa a la electrodeposición).

5.3.4.3 Ajustar el flujo de corriente a 1,2 A y electropulir durante 5 minutos.

5.3.4.4 Interrumpir la corriente y enjuagar con abundante agua destilada.

5.3.4.5 El disco pulido está en condiciones de ser electrodepositado.

5.4. INCERTIDUMBRE

Empleando la fórmula para el cálculo de la actividad y la ley de propagación de errores, la in-certidumbre relativa en la concentración de actividad se expresa como:

(14)

                                                             

+

=

2

orina orina V

V

A

C

T

C

T

A

AT CT C A A A

σ

donde:

AA : concentración de actividad del radionucleido a determinar (U-234, U-235, U-238, Pu-238, Pu-239, Am-241, Cm-244, Th-228, Th-230, Th-232)

AT : actividad agregada de trazador

CT: cuentas del trazador

CA: cuentas del radionucleido a determinar

Vorina: volumen de orina

σAT: incertidumbre asociada a la actividad del trazador

σCT: incertidumbre asociada a las cuentas del trazador

σCA: incertidumbre asociada a las cuentas del radionucleido a determinar

σVorina: incertidumbre asociada al volumen de orina En el caso de heces, se reemplaza Vorina por Mheces .

6. REGISTROS 6.1 MUESTRAS

Las muestras se registran en una base de datos donde se detalla el tipo de muestra, la proce-dencia, el solicitante del análisis, la fecha de toma de muestra, la fecha de ingreso al laborato-rio, los resultados de la determinación, los espectros asociados a la medición y la fecha de informe de resultados. Cualquier otro dato que aporte información debe ser registrado.

6.2. SOLUCIONES DE REFERENCIA

Se lleva un registro de todas las soluciones de referencia empleadas, indicando proveedor, fecha de compra, fecha de calibración, fecha de validez, cantidad.

6.3. EQUIPAMIENTO

Se lleva un registro periódico de la calibración de los detectores y de los fondos, indicando las fechas y las novedades. Los períodos de calibración y fondos se establecen en función de las necesidades de medición. Es conveniente trazar gráficos de control de los mismos.

7. REFERENCIAS

7.1 A. Yamato, Journal of Radioanalytical Chemistry, Vol. 75, Nros. 1-2 (1982) 265. 7.2 S. Ballestra, R. Fukai, Talanta. Vol 30. No1.(1983) 45-48.

(15)

8. ANEXOS

ANEXO I: PO-EA-01-AN 01: Instructivo para medición por espectrometría alfa ANEXO II: PO-EA-01-AN 02: Diagrama de las celdas de electrodeposición

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ANEXO I

INSTRUCTIVO PARA MEDICIÓN POR ESPECTROMETRÍA ALFA

1. OBJETIVO

Describir instrucciones para la identificación y medición de radionucleidos emisores alfa pre-sentes en una fuente alfa.

2. CAMPO DE APLICACIÓN

Se aplica a todos los laboratorios que efectúan mediciones por espectrometría alfa.

3. REFERENCIA

3.1. Manual de Técnicas de Laboratorio, Autoridad Regulatoria Nuclear, Julio 2002

3.2. Manual del sistema de espectrometría alfa y del software asociado

4. DESCRIPCIÓN 4.1. EQUIPAMIENTO

4.1.1 Sistema de espectrometría alfa.

4.1.2 Fuente alfa de actividad conocida (“patrón alfa”) .

4.1.3 Fuente alfa de tres picos

4.2 IDENTIFICACIÓN DE RADIONUCLEIDOS EMISORES ALFA

4.2.1 Calibrar en energía el sistema de espectrometría alfa, con la geometría que se emplea-rá en las mediciones

4.2.2 Medir el fondo, con la misma geometría, como mínimo durante un día.

4.2.3 Medir la fuente de radionucleidos emisores alfa desconocidos, durante el tiempo nece-sario para colectar suficiente número de cuentas, de manera tal que sea posible la identificación de picos en el espectro.

4.2.4 Archivar el espectro obtenido.

4.2.5 Cuando el tiempo de medición del fondo es igual al de la muestra, descontar el espec-tro de fondo, empleando el software asociado, o bien descontando las cuentas corres-pondientes a la zona de interés del espectro. Cuando los tiempos no son iguales, se descuentan las cpm correspondientes a la zona de interés.

4.2.6 Identificar los picos del espectro en función de la energía, empleando una tabla de radionucleidos alfa, o bien mediante la base de datos incorporada al software.

(17)

4.2.7 Si para un mismo pico corresponden 2 o más radionucleidos, que no sean isótopos entre sí, se aplica la separación química de dichos elementos según los procedimientos radioquímicos correspondientes.

4.3. EFICIENCIA DEL DETECTOR

4.3.1 Colocar la fuente alfa de actividad conocida “patrón alfa” en la cámara, con la geome-tría empleada para la medición.

4.3.2 Medir durante el tiempo necesario para colectar suficiente número de cuentas.

4.3.3 Archivar el espectro obtenido.

4.3.4 Descontar del pico las cuentas correspondientes al fondo.

4.3.5 Empleando el software asociado al sistema de espectrometría alfa, determinar las cuentas por segundo del pico del emisor alfa patrón en el espectro.

4.3.6 Determinar la eficiencia del detector empleando la siguiente expresión:

P P

A

t

c

Bq

cps

Ef

⋅

=

ε

)

(

/

donde:

CP : cuentas correspondientes al pico del emisor alfa patrón

t : tiempo de medición (segundos)

AP : actividad del radionucleido patrón (Bq)

ε: emisividad del pico

4.4 MEDICIÓN DE LA ACTIVIDAD DE UN RADIONUCLEIDO EMISOR ALFA

4.4.1 Colocar la fuente del radionucleido emisor alfa de actividad desconocida en la cámara, con la geometría empleada para la medición de fondo y eficiencia.

4.4.2 Medir durante el mismo tiempo de medición de fondo.

4.4.3 Calcular la actividad del radionucleido en la fuente empleando la siguiente expresión:

Ef

t

C

A

Bq

⋅

=

)

(

donde:

C : cuentas del radionucleido emisor alfa cuya actividad se quiere determinar t : tiempo de medición (segundos)

(18)

4.5 CONTROL DE CALIDAD

Todo programa de control de calidad para los sistemas de espectrometría alfa debe incluir:

1. Mediciones de fondo rutinarias.

2. Calibración en eficiencia rutinarias.

3. Calibración en energía rutinarias.

4. Gráficos de control de los parámetros anteriores.

5. Participación en programas de intercomparación con laboratorios extranjeros que invo-lucran la medición de un considerable número de emisores alfa.

(19)

ANEXO II