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XXXVII Congresso Nazionale AIRP di Radioprotezione 17 - 19 ottobre 2018 Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di 41 Ar nell’impiego di un ciclotrone per uso biomedico Cicoria Gianfranco Azienda Ospedaliero-Universitaria di Modena [email protected]

Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di ... BG/Cicoria...e – 17 -8 Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di 41Ar nell’impiego di un ciclotrone

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Page 1: Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di ... BG/Cicoria...e – 17 -8 Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di 41Ar nell’impiego di un ciclotrone

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2018

Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria

di 41Ar nellrsquoimpiego di un ciclotrone per uso biomedico

Cicoria Gianfranco

Azienda Ospedaliero-Universitaria di Modena

cicoriagianfrancoaoumoit

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2018

Introduzione

18O(pn)18F

38 Ciclotroni

bull 26 in strutture ospedaliere

bull 12 in centri privati

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2018

Introduzione

bull Principi fisici ben noti

bull Descrizione della metodologia utilizzata per il campionamento

bull Tipologia dei campioni raccolti nei diversi punti del sistema di estrazione

bull Valutazione dose efficace alla popolazione

Misura sperimentale di 41Ar non completamente documentata - 41Ar (40Ar(n)41Ar Tfrac12 1098 m)

Aspetti relativi a progettazione e impatto ambientale

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2018

Introduzione

Evaluated Nuclear Data File (ENDF) Database

httpswww-ndsiaeaorgexforendfhtm

40Ar(nγ)41Ar

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2018

Introduzione

Reazione Classificazione Eth

(MeV)

σ

(mbarn)

14N(n2n)13N veloci 113 10

16O(np)16N veloci 102 40

40Ar(np)40Cl veloci 69 16

40Ar(nα)37S veloci 26 10

40Ar(nγ)41Ar termici - 660

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2018

Setup Sperimentale

Materiali e Metodi

Produzione 18F-

Ciclotrone PETtrace della General Electric

Protoni 165 MeV Corrente media 55 μA

Target GE Niobium Target - 25 ml di H218O (99)

Bunker (650x535x300)m circa 105 m3

Portata di ingresso 1200 m3h

Portata di estrazione 2400 m3h

Filtrazione H-14 HEPA e carboni attivi

Ricambi drsquoaria circa 12 ricambi daria allora

2

3 3 4

2

1

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2018

Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

( )( )

dN tn N t

dt

dove

bull Φ egrave la fluenza neutronica (n(cm2 ∙ s))

bull σ egrave la sezione drsquourto 40Ar(nɣ)41Ar (cm2)

bull n egrave il numero di nuclei bersaglio

bull λ egrave la costante di decadimento (s-1)

bull N(t) egrave il numero di nuclei radioattivi al tempo t

( ) (1 )tnN t e

( ) ( ) (1 )tA t N t n e

12

( ) satA t T A n ( ) (1 )t

satA t A e

( )

(1 )sat t

A tA

e

sat

sat

AY

I V

Attivitagrave a saturazione (Bq) Rendimento a saturazione

(Bq(microAdm3)

Termine di produzione

Termine di decadimento

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Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

( )

(1 )sat t

A tA

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Attivitagrave a saturazione (Bq)

41Ar aria ferma

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2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( )( ) ( )

dN tn N t mN t

dt

( )( ) 1( )

m tnN t e

m

( )( ) ( ) 1( )

m tnA t N t e

m

( )( ) 1 m t

satA t A e

( )

satsat

AA

m

( ) 1( )

m tsatY IA t e

m

Termine di produzione

Termine di decadimento

m=ricambiunitagrave di tempo

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Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( ) 1

( )

m tsatY IA t e

m

41Ar ventilazione On

12 ricambih

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Campionamenti

Materiali e Metodi

Misurazioni in aria ferma

Beaker di Marinelli

Volume 141 dm3

1 Misurazioni con ventilazione accesa nel bunker 2

Misurazioni prima del sistema filtrante 3 Misurazioni dopo i filtri 4

Un Beaker con IN-OUT

Pompa di estrazione dellaria 1 m3h

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Spettrometria Gamma

Materiali e Metodi

bullSistema di Spettrometria Gamma (HPGe)

Efficienza 30 a 1332 keV (60Co)

Risoluzione energetica 18 keV a 1332 keV (60Co)

bullCalibrazione in efficienza con sorgenti certificate IEC 61452

bullSoftware di elaborazione spettri Genie 2000

bullTempo di acquisizione 3600 secondi

bullCorrezione per la densitagrave del campione software LabSOCSISOCS (FL Bronson)

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Stima dose efficace

Materiali e Metodi

Sulla base delle misurazioni eseguite dopo il filtro egrave stata stimata la dose efficace totale rilasciata in

ambiente mediante il software Hot Spot 302 (Homann amp Aluzzi 2013) rilasciato dal Department of

Energy degli USA httpswwwenergygovehsshotspot

Caratteristiche del software

bull Dati meteorologici

bull Diversi modelli di rilascio (a pennacchio

gaussiano - a seguito di un incendio - hellip )

bull Librerie con coefficienti di dose per

irraggiamento incorporazione e

risospensione

bull Condizioni metereologiche prevalenti

nellarea bolognese sulla base delle

rivelazioni eseguite dallAgenzia Regionale

per la protezione dellambiente (ARPA)

dellEmilia Romagna

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Risultati

Sono stati utilizzati e analizzati 39 campioni raccolti in 4 diverse condizioni in particolare

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione spenta

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione attivata

bull nel condotto dellaria di estrazione prima dei filtri

bull nel condotto dellaria di estrazione dopo il filtro finale

Per tutti i campioni lunico radionuclide identificato egrave stato lrsquo41Ar

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Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

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Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

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Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

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Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

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Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

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Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

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Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

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GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

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Introduzione

18O(pn)18F

38 Ciclotroni

bull 26 in strutture ospedaliere

bull 12 in centri privati

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Introduzione

bull Principi fisici ben noti

bull Descrizione della metodologia utilizzata per il campionamento

bull Tipologia dei campioni raccolti nei diversi punti del sistema di estrazione

bull Valutazione dose efficace alla popolazione

Misura sperimentale di 41Ar non completamente documentata - 41Ar (40Ar(n)41Ar Tfrac12 1098 m)

Aspetti relativi a progettazione e impatto ambientale

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Introduzione

Evaluated Nuclear Data File (ENDF) Database

httpswww-ndsiaeaorgexforendfhtm

40Ar(nγ)41Ar

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Introduzione

Reazione Classificazione Eth

(MeV)

σ

(mbarn)

14N(n2n)13N veloci 113 10

16O(np)16N veloci 102 40

40Ar(np)40Cl veloci 69 16

40Ar(nα)37S veloci 26 10

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Setup Sperimentale

Materiali e Metodi

Produzione 18F-

Ciclotrone PETtrace della General Electric

Protoni 165 MeV Corrente media 55 μA

Target GE Niobium Target - 25 ml di H218O (99)

Bunker (650x535x300)m circa 105 m3

Portata di ingresso 1200 m3h

Portata di estrazione 2400 m3h

Filtrazione H-14 HEPA e carboni attivi

Ricambi drsquoaria circa 12 ricambi daria allora

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Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

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dN tn N t

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bull Φ egrave la fluenza neutronica (n(cm2 ∙ s))

bull σ egrave la sezione drsquourto 40Ar(nɣ)41Ar (cm2)

bull n egrave il numero di nuclei bersaglio

bull λ egrave la costante di decadimento (s-1)

bull N(t) egrave il numero di nuclei radioattivi al tempo t

( ) (1 )tnN t e

( ) ( ) (1 )tA t N t n e

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( ) satA t T A n ( ) (1 )t

satA t A e

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(1 )sat t

A tA

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Attivitagrave a saturazione (Bq) Rendimento a saturazione

(Bq(microAdm3)

Termine di produzione

Termine di decadimento

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Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

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Attivitagrave a saturazione (Bq)

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Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( )( ) ( )

dN tn N t mN t

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m tnN t e

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m tnA t N t e

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satA t A e

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Termine di produzione

Termine di decadimento

m=ricambiunitagrave di tempo

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Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

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m tsatY IA t e

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12 ricambih

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Campionamenti

Materiali e Metodi

Misurazioni in aria ferma

Beaker di Marinelli

Volume 141 dm3

1 Misurazioni con ventilazione accesa nel bunker 2

Misurazioni prima del sistema filtrante 3 Misurazioni dopo i filtri 4

Un Beaker con IN-OUT

Pompa di estrazione dellaria 1 m3h

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Spettrometria Gamma

Materiali e Metodi

bullSistema di Spettrometria Gamma (HPGe)

Efficienza 30 a 1332 keV (60Co)

Risoluzione energetica 18 keV a 1332 keV (60Co)

bullCalibrazione in efficienza con sorgenti certificate IEC 61452

bullSoftware di elaborazione spettri Genie 2000

bullTempo di acquisizione 3600 secondi

bullCorrezione per la densitagrave del campione software LabSOCSISOCS (FL Bronson)

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Stima dose efficace

Materiali e Metodi

Sulla base delle misurazioni eseguite dopo il filtro egrave stata stimata la dose efficace totale rilasciata in

ambiente mediante il software Hot Spot 302 (Homann amp Aluzzi 2013) rilasciato dal Department of

Energy degli USA httpswwwenergygovehsshotspot

Caratteristiche del software

bull Dati meteorologici

bull Diversi modelli di rilascio (a pennacchio

gaussiano - a seguito di un incendio - hellip )

bull Librerie con coefficienti di dose per

irraggiamento incorporazione e

risospensione

bull Condizioni metereologiche prevalenti

nellarea bolognese sulla base delle

rivelazioni eseguite dallAgenzia Regionale

per la protezione dellambiente (ARPA)

dellEmilia Romagna

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Risultati

Sono stati utilizzati e analizzati 39 campioni raccolti in 4 diverse condizioni in particolare

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione spenta

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione attivata

bull nel condotto dellaria di estrazione prima dei filtri

bull nel condotto dellaria di estrazione dopo il filtro finale

Per tutti i campioni lunico radionuclide identificato egrave stato lrsquo41Ar

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

XX

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ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

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bre

2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

XX

XV

II C

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gre

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Nazio

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AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

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2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

AA

m

XX

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zio

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

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2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

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ad

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rote

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2018

GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

Page 3: Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di ... BG/Cicoria...e – 17 -8 Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di 41Ar nell’impiego di un ciclotrone

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2018

Introduzione

bull Principi fisici ben noti

bull Descrizione della metodologia utilizzata per il campionamento

bull Tipologia dei campioni raccolti nei diversi punti del sistema di estrazione

bull Valutazione dose efficace alla popolazione

Misura sperimentale di 41Ar non completamente documentata - 41Ar (40Ar(n)41Ar Tfrac12 1098 m)

Aspetti relativi a progettazione e impatto ambientale

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2018

Introduzione

Evaluated Nuclear Data File (ENDF) Database

httpswww-ndsiaeaorgexforendfhtm

40Ar(nγ)41Ar

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2018

Introduzione

Reazione Classificazione Eth

(MeV)

σ

(mbarn)

14N(n2n)13N veloci 113 10

16O(np)16N veloci 102 40

40Ar(np)40Cl veloci 69 16

40Ar(nα)37S veloci 26 10

40Ar(nγ)41Ar termici - 660

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2018

Setup Sperimentale

Materiali e Metodi

Produzione 18F-

Ciclotrone PETtrace della General Electric

Protoni 165 MeV Corrente media 55 μA

Target GE Niobium Target - 25 ml di H218O (99)

Bunker (650x535x300)m circa 105 m3

Portata di ingresso 1200 m3h

Portata di estrazione 2400 m3h

Filtrazione H-14 HEPA e carboni attivi

Ricambi drsquoaria circa 12 ricambi daria allora

2

3 3 4

2

1

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2018

Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

( )( )

dN tn N t

dt

dove

bull Φ egrave la fluenza neutronica (n(cm2 ∙ s))

bull σ egrave la sezione drsquourto 40Ar(nɣ)41Ar (cm2)

bull n egrave il numero di nuclei bersaglio

bull λ egrave la costante di decadimento (s-1)

bull N(t) egrave il numero di nuclei radioattivi al tempo t

( ) (1 )tnN t e

( ) ( ) (1 )tA t N t n e

12

( ) satA t T A n ( ) (1 )t

satA t A e

( )

(1 )sat t

A tA

e

sat

sat

AY

I V

Attivitagrave a saturazione (Bq) Rendimento a saturazione

(Bq(microAdm3)

Termine di produzione

Termine di decadimento

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2018

Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

( )

(1 )sat t

A tA

e

Attivitagrave a saturazione (Bq)

41Ar aria ferma

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2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( )( ) ( )

dN tn N t mN t

dt

( )( ) 1( )

m tnN t e

m

( )( ) ( ) 1( )

m tnA t N t e

m

( )( ) 1 m t

satA t A e

( )

satsat

AA

m

( ) 1( )

m tsatY IA t e

m

Termine di produzione

Termine di decadimento

m=ricambiunitagrave di tempo

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2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( ) 1

( )

m tsatY IA t e

m

41Ar ventilazione On

12 ricambih

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2018

Campionamenti

Materiali e Metodi

Misurazioni in aria ferma

Beaker di Marinelli

Volume 141 dm3

1 Misurazioni con ventilazione accesa nel bunker 2

Misurazioni prima del sistema filtrante 3 Misurazioni dopo i filtri 4

Un Beaker con IN-OUT

Pompa di estrazione dellaria 1 m3h

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2018

Spettrometria Gamma

Materiali e Metodi

bullSistema di Spettrometria Gamma (HPGe)

Efficienza 30 a 1332 keV (60Co)

Risoluzione energetica 18 keV a 1332 keV (60Co)

bullCalibrazione in efficienza con sorgenti certificate IEC 61452

bullSoftware di elaborazione spettri Genie 2000

bullTempo di acquisizione 3600 secondi

bullCorrezione per la densitagrave del campione software LabSOCSISOCS (FL Bronson)

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2018

Stima dose efficace

Materiali e Metodi

Sulla base delle misurazioni eseguite dopo il filtro egrave stata stimata la dose efficace totale rilasciata in

ambiente mediante il software Hot Spot 302 (Homann amp Aluzzi 2013) rilasciato dal Department of

Energy degli USA httpswwwenergygovehsshotspot

Caratteristiche del software

bull Dati meteorologici

bull Diversi modelli di rilascio (a pennacchio

gaussiano - a seguito di un incendio - hellip )

bull Librerie con coefficienti di dose per

irraggiamento incorporazione e

risospensione

bull Condizioni metereologiche prevalenti

nellarea bolognese sulla base delle

rivelazioni eseguite dallAgenzia Regionale

per la protezione dellambiente (ARPA)

dellEmilia Romagna

XX

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2018

Risultati

Sono stati utilizzati e analizzati 39 campioni raccolti in 4 diverse condizioni in particolare

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione spenta

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione attivata

bull nel condotto dellaria di estrazione prima dei filtri

bull nel condotto dellaria di estrazione dopo il filtro finale

Per tutti i campioni lunico radionuclide identificato egrave stato lrsquo41Ar

XX

XV

II C

on

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AIR

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ad

iop

rote

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19 o

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2018

Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

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2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

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2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

Page 4: Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di ... BG/Cicoria...e – 17 -8 Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di 41Ar nell’impiego di un ciclotrone

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Introduzione

Evaluated Nuclear Data File (ENDF) Database

httpswww-ndsiaeaorgexforendfhtm

40Ar(nγ)41Ar

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Introduzione

Reazione Classificazione Eth

(MeV)

σ

(mbarn)

14N(n2n)13N veloci 113 10

16O(np)16N veloci 102 40

40Ar(np)40Cl veloci 69 16

40Ar(nα)37S veloci 26 10

40Ar(nγ)41Ar termici - 660

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Setup Sperimentale

Materiali e Metodi

Produzione 18F-

Ciclotrone PETtrace della General Electric

Protoni 165 MeV Corrente media 55 μA

Target GE Niobium Target - 25 ml di H218O (99)

Bunker (650x535x300)m circa 105 m3

Portata di ingresso 1200 m3h

Portata di estrazione 2400 m3h

Filtrazione H-14 HEPA e carboni attivi

Ricambi drsquoaria circa 12 ricambi daria allora

2

3 3 4

2

1

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

( )( )

dN tn N t

dt

dove

bull Φ egrave la fluenza neutronica (n(cm2 ∙ s))

bull σ egrave la sezione drsquourto 40Ar(nɣ)41Ar (cm2)

bull n egrave il numero di nuclei bersaglio

bull λ egrave la costante di decadimento (s-1)

bull N(t) egrave il numero di nuclei radioattivi al tempo t

( ) (1 )tnN t e

( ) ( ) (1 )tA t N t n e

12

( ) satA t T A n ( ) (1 )t

satA t A e

( )

(1 )sat t

A tA

e

sat

sat

AY

I V

Attivitagrave a saturazione (Bq) Rendimento a saturazione

(Bq(microAdm3)

Termine di produzione

Termine di decadimento

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

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2018

Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

( )

(1 )sat t

A tA

e

Attivitagrave a saturazione (Bq)

41Ar aria ferma

XX

XV

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on

gre

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Nazio

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AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

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2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( )( ) ( )

dN tn N t mN t

dt

( )( ) 1( )

m tnN t e

m

( )( ) ( ) 1( )

m tnA t N t e

m

( )( ) 1 m t

satA t A e

( )

satsat

AA

m

( ) 1( )

m tsatY IA t e

m

Termine di produzione

Termine di decadimento

m=ricambiunitagrave di tempo

XX

XV

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AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

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2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( ) 1

( )

m tsatY IA t e

m

41Ar ventilazione On

12 ricambih

XX

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gre

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P d

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ad

iop

rote

zio

ne ndash

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2018

Campionamenti

Materiali e Metodi

Misurazioni in aria ferma

Beaker di Marinelli

Volume 141 dm3

1 Misurazioni con ventilazione accesa nel bunker 2

Misurazioni prima del sistema filtrante 3 Misurazioni dopo i filtri 4

Un Beaker con IN-OUT

Pompa di estrazione dellaria 1 m3h

XX

XV

II C

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AIR

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iop

rote

zio

ne ndash

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bre

2018

Spettrometria Gamma

Materiali e Metodi

bullSistema di Spettrometria Gamma (HPGe)

Efficienza 30 a 1332 keV (60Co)

Risoluzione energetica 18 keV a 1332 keV (60Co)

bullCalibrazione in efficienza con sorgenti certificate IEC 61452

bullSoftware di elaborazione spettri Genie 2000

bullTempo di acquisizione 3600 secondi

bullCorrezione per la densitagrave del campione software LabSOCSISOCS (FL Bronson)

XX

XV

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ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

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2018

Stima dose efficace

Materiali e Metodi

Sulla base delle misurazioni eseguite dopo il filtro egrave stata stimata la dose efficace totale rilasciata in

ambiente mediante il software Hot Spot 302 (Homann amp Aluzzi 2013) rilasciato dal Department of

Energy degli USA httpswwwenergygovehsshotspot

Caratteristiche del software

bull Dati meteorologici

bull Diversi modelli di rilascio (a pennacchio

gaussiano - a seguito di un incendio - hellip )

bull Librerie con coefficienti di dose per

irraggiamento incorporazione e

risospensione

bull Condizioni metereologiche prevalenti

nellarea bolognese sulla base delle

rivelazioni eseguite dallAgenzia Regionale

per la protezione dellambiente (ARPA)

dellEmilia Romagna

XX

XV

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rote

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2018

Risultati

Sono stati utilizzati e analizzati 39 campioni raccolti in 4 diverse condizioni in particolare

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione spenta

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione attivata

bull nel condotto dellaria di estrazione prima dei filtri

bull nel condotto dellaria di estrazione dopo il filtro finale

Per tutti i campioni lunico radionuclide identificato egrave stato lrsquo41Ar

XX

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rote

zio

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2018

Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

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iop

rote

zio

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2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

XX

XV

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on

gre

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Nazio

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AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

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2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

AA

m

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i R

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iop

rote

zio

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

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2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

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2018

GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

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2018

Introduzione

Reazione Classificazione Eth

(MeV)

σ

(mbarn)

14N(n2n)13N veloci 113 10

16O(np)16N veloci 102 40

40Ar(np)40Cl veloci 69 16

40Ar(nα)37S veloci 26 10

40Ar(nγ)41Ar termici - 660

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2018

Setup Sperimentale

Materiali e Metodi

Produzione 18F-

Ciclotrone PETtrace della General Electric

Protoni 165 MeV Corrente media 55 μA

Target GE Niobium Target - 25 ml di H218O (99)

Bunker (650x535x300)m circa 105 m3

Portata di ingresso 1200 m3h

Portata di estrazione 2400 m3h

Filtrazione H-14 HEPA e carboni attivi

Ricambi drsquoaria circa 12 ricambi daria allora

2

3 3 4

2

1

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2018

Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

( )( )

dN tn N t

dt

dove

bull Φ egrave la fluenza neutronica (n(cm2 ∙ s))

bull σ egrave la sezione drsquourto 40Ar(nɣ)41Ar (cm2)

bull n egrave il numero di nuclei bersaglio

bull λ egrave la costante di decadimento (s-1)

bull N(t) egrave il numero di nuclei radioattivi al tempo t

( ) (1 )tnN t e

( ) ( ) (1 )tA t N t n e

12

( ) satA t T A n ( ) (1 )t

satA t A e

( )

(1 )sat t

A tA

e

sat

sat

AY

I V

Attivitagrave a saturazione (Bq) Rendimento a saturazione

(Bq(microAdm3)

Termine di produzione

Termine di decadimento

XX

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iop

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2018

Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

( )

(1 )sat t

A tA

e

Attivitagrave a saturazione (Bq)

41Ar aria ferma

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2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( )( ) ( )

dN tn N t mN t

dt

( )( ) 1( )

m tnN t e

m

( )( ) ( ) 1( )

m tnA t N t e

m

( )( ) 1 m t

satA t A e

( )

satsat

AA

m

( ) 1( )

m tsatY IA t e

m

Termine di produzione

Termine di decadimento

m=ricambiunitagrave di tempo

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2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( ) 1

( )

m tsatY IA t e

m

41Ar ventilazione On

12 ricambih

XX

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2018

Campionamenti

Materiali e Metodi

Misurazioni in aria ferma

Beaker di Marinelli

Volume 141 dm3

1 Misurazioni con ventilazione accesa nel bunker 2

Misurazioni prima del sistema filtrante 3 Misurazioni dopo i filtri 4

Un Beaker con IN-OUT

Pompa di estrazione dellaria 1 m3h

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2018

Spettrometria Gamma

Materiali e Metodi

bullSistema di Spettrometria Gamma (HPGe)

Efficienza 30 a 1332 keV (60Co)

Risoluzione energetica 18 keV a 1332 keV (60Co)

bullCalibrazione in efficienza con sorgenti certificate IEC 61452

bullSoftware di elaborazione spettri Genie 2000

bullTempo di acquisizione 3600 secondi

bullCorrezione per la densitagrave del campione software LabSOCSISOCS (FL Bronson)

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Stima dose efficace

Materiali e Metodi

Sulla base delle misurazioni eseguite dopo il filtro egrave stata stimata la dose efficace totale rilasciata in

ambiente mediante il software Hot Spot 302 (Homann amp Aluzzi 2013) rilasciato dal Department of

Energy degli USA httpswwwenergygovehsshotspot

Caratteristiche del software

bull Dati meteorologici

bull Diversi modelli di rilascio (a pennacchio

gaussiano - a seguito di un incendio - hellip )

bull Librerie con coefficienti di dose per

irraggiamento incorporazione e

risospensione

bull Condizioni metereologiche prevalenti

nellarea bolognese sulla base delle

rivelazioni eseguite dallAgenzia Regionale

per la protezione dellambiente (ARPA)

dellEmilia Romagna

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Risultati

Sono stati utilizzati e analizzati 39 campioni raccolti in 4 diverse condizioni in particolare

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione spenta

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione attivata

bull nel condotto dellaria di estrazione prima dei filtri

bull nel condotto dellaria di estrazione dopo il filtro finale

Per tutti i campioni lunico radionuclide identificato egrave stato lrsquo41Ar

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

XX

XV

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on

gre

sso

Nazio

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AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

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19 o

tto

bre

2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

AA

m

XX

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

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2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

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rote

zio

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2018

GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

Page 6: Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di ... BG/Cicoria...e – 17 -8 Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di 41Ar nell’impiego di un ciclotrone

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2018

Setup Sperimentale

Materiali e Metodi

Produzione 18F-

Ciclotrone PETtrace della General Electric

Protoni 165 MeV Corrente media 55 μA

Target GE Niobium Target - 25 ml di H218O (99)

Bunker (650x535x300)m circa 105 m3

Portata di ingresso 1200 m3h

Portata di estrazione 2400 m3h

Filtrazione H-14 HEPA e carboni attivi

Ricambi drsquoaria circa 12 ricambi daria allora

2

3 3 4

2

1

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2018

Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

( )( )

dN tn N t

dt

dove

bull Φ egrave la fluenza neutronica (n(cm2 ∙ s))

bull σ egrave la sezione drsquourto 40Ar(nɣ)41Ar (cm2)

bull n egrave il numero di nuclei bersaglio

bull λ egrave la costante di decadimento (s-1)

bull N(t) egrave il numero di nuclei radioattivi al tempo t

( ) (1 )tnN t e

( ) ( ) (1 )tA t N t n e

12

( ) satA t T A n ( ) (1 )t

satA t A e

( )

(1 )sat t

A tA

e

sat

sat

AY

I V

Attivitagrave a saturazione (Bq) Rendimento a saturazione

(Bq(microAdm3)

Termine di produzione

Termine di decadimento

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2018

Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

( )

(1 )sat t

A tA

e

Attivitagrave a saturazione (Bq)

41Ar aria ferma

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2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( )( ) ( )

dN tn N t mN t

dt

( )( ) 1( )

m tnN t e

m

( )( ) ( ) 1( )

m tnA t N t e

m

( )( ) 1 m t

satA t A e

( )

satsat

AA

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( ) 1( )

m tsatY IA t e

m

Termine di produzione

Termine di decadimento

m=ricambiunitagrave di tempo

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2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( ) 1

( )

m tsatY IA t e

m

41Ar ventilazione On

12 ricambih

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2018

Campionamenti

Materiali e Metodi

Misurazioni in aria ferma

Beaker di Marinelli

Volume 141 dm3

1 Misurazioni con ventilazione accesa nel bunker 2

Misurazioni prima del sistema filtrante 3 Misurazioni dopo i filtri 4

Un Beaker con IN-OUT

Pompa di estrazione dellaria 1 m3h

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2018

Spettrometria Gamma

Materiali e Metodi

bullSistema di Spettrometria Gamma (HPGe)

Efficienza 30 a 1332 keV (60Co)

Risoluzione energetica 18 keV a 1332 keV (60Co)

bullCalibrazione in efficienza con sorgenti certificate IEC 61452

bullSoftware di elaborazione spettri Genie 2000

bullTempo di acquisizione 3600 secondi

bullCorrezione per la densitagrave del campione software LabSOCSISOCS (FL Bronson)

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2018

Stima dose efficace

Materiali e Metodi

Sulla base delle misurazioni eseguite dopo il filtro egrave stata stimata la dose efficace totale rilasciata in

ambiente mediante il software Hot Spot 302 (Homann amp Aluzzi 2013) rilasciato dal Department of

Energy degli USA httpswwwenergygovehsshotspot

Caratteristiche del software

bull Dati meteorologici

bull Diversi modelli di rilascio (a pennacchio

gaussiano - a seguito di un incendio - hellip )

bull Librerie con coefficienti di dose per

irraggiamento incorporazione e

risospensione

bull Condizioni metereologiche prevalenti

nellarea bolognese sulla base delle

rivelazioni eseguite dallAgenzia Regionale

per la protezione dellambiente (ARPA)

dellEmilia Romagna

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2018

Risultati

Sono stati utilizzati e analizzati 39 campioni raccolti in 4 diverse condizioni in particolare

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione spenta

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione attivata

bull nel condotto dellaria di estrazione prima dei filtri

bull nel condotto dellaria di estrazione dopo il filtro finale

Per tutti i campioni lunico radionuclide identificato egrave stato lrsquo41Ar

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2018

Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

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2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

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2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

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zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

Page 7: Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di ... BG/Cicoria...e – 17 -8 Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di 41Ar nell’impiego di un ciclotrone

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

( )( )

dN tn N t

dt

dove

bull Φ egrave la fluenza neutronica (n(cm2 ∙ s))

bull σ egrave la sezione drsquourto 40Ar(nɣ)41Ar (cm2)

bull n egrave il numero di nuclei bersaglio

bull λ egrave la costante di decadimento (s-1)

bull N(t) egrave il numero di nuclei radioattivi al tempo t

( ) (1 )tnN t e

( ) ( ) (1 )tA t N t n e

12

( ) satA t T A n ( ) (1 )t

satA t A e

( )

(1 )sat t

A tA

e

sat

sat

AY

I V

Attivitagrave a saturazione (Bq) Rendimento a saturazione

(Bq(microAdm3)

Termine di produzione

Termine di decadimento

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

( )

(1 )sat t

A tA

e

Attivitagrave a saturazione (Bq)

41Ar aria ferma

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( )( ) ( )

dN tn N t mN t

dt

( )( ) 1( )

m tnN t e

m

( )( ) ( ) 1( )

m tnA t N t e

m

( )( ) 1 m t

satA t A e

( )

satsat

AA

m

( ) 1( )

m tsatY IA t e

m

Termine di produzione

Termine di decadimento

m=ricambiunitagrave di tempo

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

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bre

2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( ) 1

( )

m tsatY IA t e

m

41Ar ventilazione On

12 ricambih

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

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bre

2018

Campionamenti

Materiali e Metodi

Misurazioni in aria ferma

Beaker di Marinelli

Volume 141 dm3

1 Misurazioni con ventilazione accesa nel bunker 2

Misurazioni prima del sistema filtrante 3 Misurazioni dopo i filtri 4

Un Beaker con IN-OUT

Pompa di estrazione dellaria 1 m3h

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

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2018

Spettrometria Gamma

Materiali e Metodi

bullSistema di Spettrometria Gamma (HPGe)

Efficienza 30 a 1332 keV (60Co)

Risoluzione energetica 18 keV a 1332 keV (60Co)

bullCalibrazione in efficienza con sorgenti certificate IEC 61452

bullSoftware di elaborazione spettri Genie 2000

bullTempo di acquisizione 3600 secondi

bullCorrezione per la densitagrave del campione software LabSOCSISOCS (FL Bronson)

XX

XV

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Nazio

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AIR

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ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

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2018

Stima dose efficace

Materiali e Metodi

Sulla base delle misurazioni eseguite dopo il filtro egrave stata stimata la dose efficace totale rilasciata in

ambiente mediante il software Hot Spot 302 (Homann amp Aluzzi 2013) rilasciato dal Department of

Energy degli USA httpswwwenergygovehsshotspot

Caratteristiche del software

bull Dati meteorologici

bull Diversi modelli di rilascio (a pennacchio

gaussiano - a seguito di un incendio - hellip )

bull Librerie con coefficienti di dose per

irraggiamento incorporazione e

risospensione

bull Condizioni metereologiche prevalenti

nellarea bolognese sulla base delle

rivelazioni eseguite dallAgenzia Regionale

per la protezione dellambiente (ARPA)

dellEmilia Romagna

XX

XV

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P d

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rote

zio

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2018

Risultati

Sono stati utilizzati e analizzati 39 campioni raccolti in 4 diverse condizioni in particolare

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione spenta

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione attivata

bull nel condotto dellaria di estrazione prima dei filtri

bull nel condotto dellaria di estrazione dopo il filtro finale

Per tutti i campioni lunico radionuclide identificato egrave stato lrsquo41Ar

XX

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AIR

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2018

Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

XX

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iop

rote

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2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

XX

XV

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i R

ad

iop

rote

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2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

AA

m

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

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2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

XX

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2018

GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

Page 8: Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di ... BG/Cicoria...e – 17 -8 Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di 41Ar nell’impiego di un ciclotrone

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2018

Modello teorico

Aria ferma

Materiali e Metodi

( )

(1 )sat t

A tA

e

Attivitagrave a saturazione (Bq)

41Ar aria ferma

XX

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2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( )( ) ( )

dN tn N t mN t

dt

( )( ) 1( )

m tnN t e

m

( )( ) ( ) 1( )

m tnA t N t e

m

( )( ) 1 m t

satA t A e

( )

satsat

AA

m

( ) 1( )

m tsatY IA t e

m

Termine di produzione

Termine di decadimento

m=ricambiunitagrave di tempo

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2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( ) 1

( )

m tsatY IA t e

m

41Ar ventilazione On

12 ricambih

XX

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2018

Campionamenti

Materiali e Metodi

Misurazioni in aria ferma

Beaker di Marinelli

Volume 141 dm3

1 Misurazioni con ventilazione accesa nel bunker 2

Misurazioni prima del sistema filtrante 3 Misurazioni dopo i filtri 4

Un Beaker con IN-OUT

Pompa di estrazione dellaria 1 m3h

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XV

II C

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2018

Spettrometria Gamma

Materiali e Metodi

bullSistema di Spettrometria Gamma (HPGe)

Efficienza 30 a 1332 keV (60Co)

Risoluzione energetica 18 keV a 1332 keV (60Co)

bullCalibrazione in efficienza con sorgenti certificate IEC 61452

bullSoftware di elaborazione spettri Genie 2000

bullTempo di acquisizione 3600 secondi

bullCorrezione per la densitagrave del campione software LabSOCSISOCS (FL Bronson)

XX

XV

II C

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AIR

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iop

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2018

Stima dose efficace

Materiali e Metodi

Sulla base delle misurazioni eseguite dopo il filtro egrave stata stimata la dose efficace totale rilasciata in

ambiente mediante il software Hot Spot 302 (Homann amp Aluzzi 2013) rilasciato dal Department of

Energy degli USA httpswwwenergygovehsshotspot

Caratteristiche del software

bull Dati meteorologici

bull Diversi modelli di rilascio (a pennacchio

gaussiano - a seguito di un incendio - hellip )

bull Librerie con coefficienti di dose per

irraggiamento incorporazione e

risospensione

bull Condizioni metereologiche prevalenti

nellarea bolognese sulla base delle

rivelazioni eseguite dallAgenzia Regionale

per la protezione dellambiente (ARPA)

dellEmilia Romagna

XX

XV

II C

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2018

Risultati

Sono stati utilizzati e analizzati 39 campioni raccolti in 4 diverse condizioni in particolare

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione spenta

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione attivata

bull nel condotto dellaria di estrazione prima dei filtri

bull nel condotto dellaria di estrazione dopo il filtro finale

Per tutti i campioni lunico radionuclide identificato egrave stato lrsquo41Ar

XX

XV

II C

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2018

Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

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2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

XX

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2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

AA

m

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

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bre

2018

GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

Page 9: Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di ... BG/Cicoria...e – 17 -8 Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di 41Ar nell’impiego di un ciclotrone

XX

XV

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gre

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Nazio

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AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

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bre

2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( )( ) ( )

dN tn N t mN t

dt

( )( ) 1( )

m tnN t e

m

( )( ) ( ) 1( )

m tnA t N t e

m

( )( ) 1 m t

satA t A e

( )

satsat

AA

m

( ) 1( )

m tsatY IA t e

m

Termine di produzione

Termine di decadimento

m=ricambiunitagrave di tempo

XX

XV

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Nazio

nale

AIR

P d

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ad

iop

rote

zio

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bre

2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( ) 1

( )

m tsatY IA t e

m

41Ar ventilazione On

12 ricambih

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

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iop

rote

zio

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17 -

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bre

2018

Campionamenti

Materiali e Metodi

Misurazioni in aria ferma

Beaker di Marinelli

Volume 141 dm3

1 Misurazioni con ventilazione accesa nel bunker 2

Misurazioni prima del sistema filtrante 3 Misurazioni dopo i filtri 4

Un Beaker con IN-OUT

Pompa di estrazione dellaria 1 m3h

XX

XV

II C

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gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

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iop

rote

zio

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17 -

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bre

2018

Spettrometria Gamma

Materiali e Metodi

bullSistema di Spettrometria Gamma (HPGe)

Efficienza 30 a 1332 keV (60Co)

Risoluzione energetica 18 keV a 1332 keV (60Co)

bullCalibrazione in efficienza con sorgenti certificate IEC 61452

bullSoftware di elaborazione spettri Genie 2000

bullTempo di acquisizione 3600 secondi

bullCorrezione per la densitagrave del campione software LabSOCSISOCS (FL Bronson)

XX

XV

II C

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gre

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Nazio

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AIR

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rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

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bre

2018

Stima dose efficace

Materiali e Metodi

Sulla base delle misurazioni eseguite dopo il filtro egrave stata stimata la dose efficace totale rilasciata in

ambiente mediante il software Hot Spot 302 (Homann amp Aluzzi 2013) rilasciato dal Department of

Energy degli USA httpswwwenergygovehsshotspot

Caratteristiche del software

bull Dati meteorologici

bull Diversi modelli di rilascio (a pennacchio

gaussiano - a seguito di un incendio - hellip )

bull Librerie con coefficienti di dose per

irraggiamento incorporazione e

risospensione

bull Condizioni metereologiche prevalenti

nellarea bolognese sulla base delle

rivelazioni eseguite dallAgenzia Regionale

per la protezione dellambiente (ARPA)

dellEmilia Romagna

XX

XV

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2018

Risultati

Sono stati utilizzati e analizzati 39 campioni raccolti in 4 diverse condizioni in particolare

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione spenta

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione attivata

bull nel condotto dellaria di estrazione prima dei filtri

bull nel condotto dellaria di estrazione dopo il filtro finale

Per tutti i campioni lunico radionuclide identificato egrave stato lrsquo41Ar

XX

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2018

Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

XX

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rote

zio

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17 -

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2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

XX

XV

II C

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Nazio

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ad

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rote

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2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

XX

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

XX

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

XX

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2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

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GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

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2018

Modello teorico

Ventilazione

Materiali e Metodi

( ) 1

( )

m tsatY IA t e

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41Ar ventilazione On

12 ricambih

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2018

Campionamenti

Materiali e Metodi

Misurazioni in aria ferma

Beaker di Marinelli

Volume 141 dm3

1 Misurazioni con ventilazione accesa nel bunker 2

Misurazioni prima del sistema filtrante 3 Misurazioni dopo i filtri 4

Un Beaker con IN-OUT

Pompa di estrazione dellaria 1 m3h

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2018

Spettrometria Gamma

Materiali e Metodi

bullSistema di Spettrometria Gamma (HPGe)

Efficienza 30 a 1332 keV (60Co)

Risoluzione energetica 18 keV a 1332 keV (60Co)

bullCalibrazione in efficienza con sorgenti certificate IEC 61452

bullSoftware di elaborazione spettri Genie 2000

bullTempo di acquisizione 3600 secondi

bullCorrezione per la densitagrave del campione software LabSOCSISOCS (FL Bronson)

XX

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2018

Stima dose efficace

Materiali e Metodi

Sulla base delle misurazioni eseguite dopo il filtro egrave stata stimata la dose efficace totale rilasciata in

ambiente mediante il software Hot Spot 302 (Homann amp Aluzzi 2013) rilasciato dal Department of

Energy degli USA httpswwwenergygovehsshotspot

Caratteristiche del software

bull Dati meteorologici

bull Diversi modelli di rilascio (a pennacchio

gaussiano - a seguito di un incendio - hellip )

bull Librerie con coefficienti di dose per

irraggiamento incorporazione e

risospensione

bull Condizioni metereologiche prevalenti

nellarea bolognese sulla base delle

rivelazioni eseguite dallAgenzia Regionale

per la protezione dellambiente (ARPA)

dellEmilia Romagna

XX

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Risultati

Sono stati utilizzati e analizzati 39 campioni raccolti in 4 diverse condizioni in particolare

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione spenta

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione attivata

bull nel condotto dellaria di estrazione prima dei filtri

bull nel condotto dellaria di estrazione dopo il filtro finale

Per tutti i campioni lunico radionuclide identificato egrave stato lrsquo41Ar

XX

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Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

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2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

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nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

AA

m

XX

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17 -

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

XX

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rote

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

XX

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

XX

XV

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2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

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2018

GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

Page 11: Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di ... BG/Cicoria...e – 17 -8 Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di 41Ar nell’impiego di un ciclotrone

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2018

Campionamenti

Materiali e Metodi

Misurazioni in aria ferma

Beaker di Marinelli

Volume 141 dm3

1 Misurazioni con ventilazione accesa nel bunker 2

Misurazioni prima del sistema filtrante 3 Misurazioni dopo i filtri 4

Un Beaker con IN-OUT

Pompa di estrazione dellaria 1 m3h

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2018

Spettrometria Gamma

Materiali e Metodi

bullSistema di Spettrometria Gamma (HPGe)

Efficienza 30 a 1332 keV (60Co)

Risoluzione energetica 18 keV a 1332 keV (60Co)

bullCalibrazione in efficienza con sorgenti certificate IEC 61452

bullSoftware di elaborazione spettri Genie 2000

bullTempo di acquisizione 3600 secondi

bullCorrezione per la densitagrave del campione software LabSOCSISOCS (FL Bronson)

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2018

Stima dose efficace

Materiali e Metodi

Sulla base delle misurazioni eseguite dopo il filtro egrave stata stimata la dose efficace totale rilasciata in

ambiente mediante il software Hot Spot 302 (Homann amp Aluzzi 2013) rilasciato dal Department of

Energy degli USA httpswwwenergygovehsshotspot

Caratteristiche del software

bull Dati meteorologici

bull Diversi modelli di rilascio (a pennacchio

gaussiano - a seguito di un incendio - hellip )

bull Librerie con coefficienti di dose per

irraggiamento incorporazione e

risospensione

bull Condizioni metereologiche prevalenti

nellarea bolognese sulla base delle

rivelazioni eseguite dallAgenzia Regionale

per la protezione dellambiente (ARPA)

dellEmilia Romagna

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2018

Risultati

Sono stati utilizzati e analizzati 39 campioni raccolti in 4 diverse condizioni in particolare

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione spenta

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione attivata

bull nel condotto dellaria di estrazione prima dei filtri

bull nel condotto dellaria di estrazione dopo il filtro finale

Per tutti i campioni lunico radionuclide identificato egrave stato lrsquo41Ar

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2018

Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

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2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

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2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

XX

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

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Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

XX

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2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

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GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

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2018

Spettrometria Gamma

Materiali e Metodi

bullSistema di Spettrometria Gamma (HPGe)

Efficienza 30 a 1332 keV (60Co)

Risoluzione energetica 18 keV a 1332 keV (60Co)

bullCalibrazione in efficienza con sorgenti certificate IEC 61452

bullSoftware di elaborazione spettri Genie 2000

bullTempo di acquisizione 3600 secondi

bullCorrezione per la densitagrave del campione software LabSOCSISOCS (FL Bronson)

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2018

Stima dose efficace

Materiali e Metodi

Sulla base delle misurazioni eseguite dopo il filtro egrave stata stimata la dose efficace totale rilasciata in

ambiente mediante il software Hot Spot 302 (Homann amp Aluzzi 2013) rilasciato dal Department of

Energy degli USA httpswwwenergygovehsshotspot

Caratteristiche del software

bull Dati meteorologici

bull Diversi modelli di rilascio (a pennacchio

gaussiano - a seguito di un incendio - hellip )

bull Librerie con coefficienti di dose per

irraggiamento incorporazione e

risospensione

bull Condizioni metereologiche prevalenti

nellarea bolognese sulla base delle

rivelazioni eseguite dallAgenzia Regionale

per la protezione dellambiente (ARPA)

dellEmilia Romagna

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2018

Risultati

Sono stati utilizzati e analizzati 39 campioni raccolti in 4 diverse condizioni in particolare

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione spenta

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione attivata

bull nel condotto dellaria di estrazione prima dei filtri

bull nel condotto dellaria di estrazione dopo il filtro finale

Per tutti i campioni lunico radionuclide identificato egrave stato lrsquo41Ar

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2018

Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

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2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

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2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

AA

m

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

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bre

2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

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bre

2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

XX

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AIR

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rote

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2018

GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

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zio

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2018

Stima dose efficace

Materiali e Metodi

Sulla base delle misurazioni eseguite dopo il filtro egrave stata stimata la dose efficace totale rilasciata in

ambiente mediante il software Hot Spot 302 (Homann amp Aluzzi 2013) rilasciato dal Department of

Energy degli USA httpswwwenergygovehsshotspot

Caratteristiche del software

bull Dati meteorologici

bull Diversi modelli di rilascio (a pennacchio

gaussiano - a seguito di un incendio - hellip )

bull Librerie con coefficienti di dose per

irraggiamento incorporazione e

risospensione

bull Condizioni metereologiche prevalenti

nellarea bolognese sulla base delle

rivelazioni eseguite dallAgenzia Regionale

per la protezione dellambiente (ARPA)

dellEmilia Romagna

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2018

Risultati

Sono stati utilizzati e analizzati 39 campioni raccolti in 4 diverse condizioni in particolare

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione spenta

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione attivata

bull nel condotto dellaria di estrazione prima dei filtri

bull nel condotto dellaria di estrazione dopo il filtro finale

Per tutti i campioni lunico radionuclide identificato egrave stato lrsquo41Ar

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2018

Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

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2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

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2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

XX

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

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2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

XX

XV

II C

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2018

GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

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2018

Risultati

Sono stati utilizzati e analizzati 39 campioni raccolti in 4 diverse condizioni in particolare

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione spenta

bull allinterno del bunker del ciclotrone con ventilazione attivata

bull nel condotto dellaria di estrazione prima dei filtri

bull nel condotto dellaria di estrazione dopo il filtro finale

Per tutti i campioni lunico radionuclide identificato egrave stato lrsquo41Ar

XX

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2018

Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

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2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

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2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

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Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

Page 15: Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di ... BG/Cicoria...e – 17 -8 Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di 41Ar nell’impiego di un ciclotrone

XX

XV

II C

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AIR

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rote

zio

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17 -

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2018

Aria ferma

Risultati

Posizione Corrente (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

Attivitagrave a EOB

(Bq)

Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 (538 plusmn 27) 10487 (101 plusmn 5) (27 plusmn 02)

(548 plusmn 27) 10297 (99 plusmn 5) (27 plusmn 02)

2 (582 plusmn 29) 9933 (97 plusmn 5) (25 plusmn 02)

(573 plusmn 29) 9075 (105 plusmn 5) (30 plusmn 02)

3 (538 plusmn 27) 10568 (115 plusmn 6) (31 plusmn 02)

(537 plusmn 27) 10993 (120 plusmn 7) (32 plusmn 03)

4 (540 plusmn 27) 10492 (128 plusmn 7) (35 plusmn 03)

(540 plusmn 27) 9168 (123 plusmn 6) (37 plusmn 03)

119884119904119886119905 = 30 plusmn 04 119861119902

1198891198983 ∙ 120583119860

XX

XV

II C

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Nazio

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AIR

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iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

XX

XV

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2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

AA

m

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

XX

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

XX

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

XX

XV

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AIR

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2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

XX

XV

II C

on

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Nazio

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AIR

P d

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iop

rote

zio

ne ndash

17 -

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2018

GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

Page 16: Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di ... BG/Cicoria...e – 17 -8 Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di 41Ar nell’impiego di un ciclotrone

XX

XV

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rote

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17 -

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bre

2018

Allrsquointerno del bunker

Risultati

Campionamento Corrente del

fascio (microA)

Tempo di

irraggiamento

(minuti)

A(tEOB)Vbeak

(Bqdm3)

1 (584 plusmn 29) 101 (500 plusmn 047)

2 (588 plusmn 29) 102 (533 plusmn 043)

3 (576 plusmn 29) 81 (517 plusmn 045)

4 (580 plusmn 29) 89 (492 plusmn 045)

5 (535 plusmn 28) 104 (485 plusmn 040)

6 (536 plusmn 28) 101 (474 plusmn 043)

119884prime119904119886119905 =119860 119905119864119874119861119868 ∙ 119881119887119890119886119896

∙1

[1 minus 119890minus(120582+119898)∙119905119864119874119861]

XX

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2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

AA

m

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AIR

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

XX

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

XX

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

XX

XV

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Nazio

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AIR

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2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

XX

XV

II C

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AIR

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rote

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2018

GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

Page 17: Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di ... BG/Cicoria...e – 17 -8 Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di 41Ar nell’impiego di un ciclotrone

XX

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17 -

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2018

Stima del parametro m

Risultati

Sulla base delle misure eseguite e del parametro di Ysat in aria ferma calcolato precedentemente

per ognuno dei campionamenti egrave stato stimato il parametro m (ricambi dariaunitagrave di tempo)

dellinterno del bunker come soluzione dellequazione

Poichegrave lequazione non egrave risolvibile analiticamente egrave stata data una soluzione mediante il metodo

numerico risolutivo di Newton (o delle tangenti)

119860 119905 = 120582 ∙119884119904119886119905 ∙ 119868

120582 + 119898∙ [1 minus 119890minus 120582+119898 119905]

Campione m

(ricambi drsquoariasecondo)

m

(ricambi drsquoariaora)

1 (36 plusmn 02)middot10-3 (130 plusmn 07)

2 (34 plusmn 02)middot10-3 (121 plusmn 06)

3 (34 plusmn 02)middot10-3 (123 plusmn 07)

4 (36 plusmn 02)middot10-3 (131 plusmn 07)

5 (34 plusmn 01)middot10-3 (122 plusmn 05)

6 (35 plusmn 02)middot10-3 (125 plusmn 06)

Media (35 plusmn 01)middot10-3 (125 plusmn 04)

Ysat = (0088 plusmn 0003) Bq(μAbulldm3)

( )

satsat

AA

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

XX

XV

II C

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AIR

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17 -

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

XX

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2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

XX

XV

II C

on

gre

sso

Nazio

nale

AIR

P d

i R

ad

iop

rote

zio

ne ndash

17 -

19 o

tto

bre

2018

GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

Page 18: Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di ... BG/Cicoria...e – 17 -8 Caratterizzazione sperimentale della produzione in aria di 41Ar nell’impiego di un ciclotrone

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2018

Prima e dopo i filtri

Risultati

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0032 plusmn 0009

2 0047 plusmn 0009

3 0038 plusmn 0006

4 0056 plusmn 0008

5 0033 plusmn 0006

6 0047 plusmn 0006

7 0051 plusmn 0007

8 0052 plusmn 0007

9 0045 plusmn 0007

10 0047 plusmn 0007

11 0051 plusmn 0008

12 0040 plusmn 0007

Valore medio 0045 plusmn 0008

Campione Ysat

[Bq (microA∙dm3)]

1 0055 plusmn 0007

2 0051 plusmn 0007

3 0050 plusmn 0007

4 0050 plusmn 0007

5 0036 plusmn 0007

6 0035 plusmn 0007

7 0052 plusmn 0008

8 0038 plusmn 0006

9 0044 plusmn 0007

10 0038 plusmn 0009

11 0039 plusmn 0006

12 0042 plusmn 0007

13 0046 plusmn 0007

Valore medio 0044 plusmn 0007

Va notato che il risultato ottenuto per il condotto di estrazione egrave inferiore rispetto alla concentrazione di

attivitagrave presente nel bunker (0088 plusmn 0003) Bq(μAdm3)

Il confronto tra lrsquoattivitagrave a saturazione misurata prima e dopo il filtro fornisce risultati simili allinterno

di incertezze sperimentali Questo dimostra che lefficienza del filtraggio per il gas nobile Argon egrave

trascurabile

Prima dei filtri Dopo i filtri

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

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2018

Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

XX

XV

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2018

Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

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GRAZIE PER LrsquoATTENZIONE

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Stima dose efficace

Risultati

Sulla base dei risultati presentati precedentemente egrave possibile valutare lemissione totale dellattivitagrave 41Ar durante il tempo di irraggiamento Considerando un irraggiamento tipico della durata di unrsquoora ad

una corrente media di 60 μA lattivitagrave emessa totale egrave pari a circa 6 MBq

Il valore massimo della Total Effective Dose (TED) egrave di 239∙10-10 Sv (0239 nSv) ad una distanza di

200 m dal punto di emissione

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Stima dose efficace

Risultati

Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

Durata Irraggiamenti 1h

Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

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Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

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Carico di lavoro totale 800 irraggiamenti allanno

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Corrente media 60μA

Il valore massimo di TED per il gruppo critico della popolazione egrave pari a 019 μSvanno

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Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

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Conclusioni

bull La modalitagrave di campionamento dellaria presentata in questo lavoro egrave economica e consente una

misurazione accurata di 41Ar in aria

bull Necessario un sistema di spettrometria gamma ad alta risoluzione disponibile e possibilmente

posizionato vicino alla struttura del ciclotrone

bull La produzione di 41Ar in aria a un ciclotrone in PET egrave misurabile anche se il rateo di produzione

egrave basso

bull I filtri HEPA (High Efficiency Particulate Air) e i filtri a carboni attivi hanno unefficienza di

intrappolamento trascurabile per lrsquoArgon

bull Lrsquoattivitagrave a saturazione di 41Ar emessa nellambiente egrave risultata di (0044 plusmn 0007) Bq(μA∙dm3)

bull In condizioni molto conservative la dose totale efficace per i membri della popolazione ersquo

inferiore a 019 μSvanno Questo valore dovrebbe essere confrontato con il criterio di non

rilevanza radiologica tipicamente assunto come 10 μSvanno

Sulla base delle prove sperimentali lemissione di 41Ar in un centro PET dotato di ciclotrone

non egrave rilevante dal punto di vista radiologico

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