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Estudio mediante simulación
Monte Carlo (MC) de diferentes
matrices analizadas por
espectrometría gamma
Lorena Vázquez Canelas(1) ([email protected])
(1): Universidad de Salamanca, Laboratorio de Radiaciones Ionizantes
2. Materiales
4. Resultados
1. Objetivos
3. Metodología: Implementación MC
5. Conclusiones
1. Objetivos - Obtención de valores de eficiencia por simulación MC, con sus incertidumbres asociadas, adecuados a la medida de muestras en cualquier tipo de geometría y matriz. - Cálculo de los factores de corrección por suma en coincidencia (TSCF) mediante simulación MC de los radionucleidos medidos en las muestras de interés.
Obtener la curva de eficiencia para cualquier tipo de matriz.
2. Materiales
4. Resultados
1. Objetivos
3. Metodología: Implementación MC
5. Conclusiones
2. Materiales
-Volumen activo: 117 cm³ -εr (1332 keV) ≈ 28,3% - Resoluciones a 122 y 1332 keV de 0,806 y 1,87 keV, respectivamente
Blindaje de Fe: 15 cm de espesor
▪ Detector BEGe (Broad Energy Germanium detector), de Canberra.
Holder de Cu
Carbon epoxy
Al
Muestra
CER
SU
PM
AP40
LE
DI
Geometría
C21
C21
C21
CPP
B31
B11
h (mm)
17.80
18.27
20.84
0.475
66.80
25.46
ρ (g/cm³)
1.5710
1.5023
0.7240
0.1524
1.0978
1.374
▪ Matrices a analizar:
▪ Geometrías empleadas:
GEOMETRÍA Referencia Usos
BOTE
DUQUESA
PEQUEÑO
B11
(r = 2.6 cm, h = 3.4cm)
Análisis de aguas (potables, desionizada, ...), dietas
calcinadas.
BOTE
DUQUESA
GRANDE
B31
(r = 5.10 cm, h =
7.05cm)
Leche en polvo.
CAJA PETRI
PEQUEÑA
CPP
(r = 2.825 cm, h =
0.75cm
Filtro de fibra de vidrio (AP40).
CAJA de PE
C21
(r = 4.7 cm, h =
3.21cm)
Análisis de suelos ,materiales NORM (cerámica,
cementos varios, escorias y diversas cenizas volantes
y de fondo), maíz..
2. Materiales
4. Resultados
1. Objetivos
3. Metodología: Implementación MC
5. Conclusiones
3. Metodología: Implementación MC ▪ Eficiencia de detección Monte Carlo (MC):
▪ Incertidumbres consideradas:
107 eventos lanzados
Volumen activo
- Capa superior:
- Capa inferior:
σx = 0.30mm, σy = 0.34 mm
σx = 0.43mm, σy = 0.42 mm
Distancia ventana-fuente
± 0.5 mm
Densidad Composición química
Estadística
- Pipeta - Balanza
3. Metodología: Implementación MC ▪ Eficiencia de detección Monte Carlo (MC):
▪ Incertidumbres consideradas:
107 eventos lanzados
Volumen activo
- Capa superior:
- Capa inferior:
σx = 0.30mm, σy = 0.34 mm
σx = 0.43mm, σy = 0.42 mm
Cristal de Ge (r = 4.05 cm, L = 3 cm)
Capa inactiva
Bote
Soporte protector plástico
Cilindro de Al
Epoxy
2. Materiales
4. Resultados
1. Objetivos
3. Metodología: Implementación MC
5. Conclusiones
- Validaciones: interna y externa. - Análisis de aguas destinadas al consumo humano. - Existencia de varias fases en una misma matriz.
4. Resultados ▪ VALIDACIONES INTERNAS: (Experimental vs. MC)
• Fuentes de calibración → 210Pb y multigamma.
4. Resultados ▪ VALIDACIONES INTERNAS: (Experimental vs. MC)
▪ VALIDACIONES EXTERNAS: (Intercomparaciones vs. MC)
Emisor E (keV)
CSC a (Bq/kg)
aref (Bq/kg)
214Pb 295.22 1.151 (2) 40.05
(83) 42.9 (3) 351.93 1.146 (2)
137Cs 661.65 - 49.9
(125) 48.4 (25)
210Pb 46.54 - 51.10
(209) 54.4 (35)
212Pb 238.63 - 34.50
(74) 41.3 (33)
241Am 59.54 - 126.0
(31) 125 (4)
Emisor E (keV)
CSC a (Bq/kg)
aref (Bq/kg)
131I 636.98 0.991 (3) 197 (20) 191 (16)
134Cs 569.33 1.243 (11)
875 (37)
901 (45)
604.72 1.170 (3) 795.86 1.170 (4)
137Cs 661.65 - 539 (58) 547 (28)
▪ ANÁLISIS DE AGUAS DESTINADAS AL CONSUMO HUMANO:
→ Curvas de calibración Monte Carlo: + 50 muestras de agua subterránea, obtenida de diferentes captaciones en diversos puntos de la comunidad de CyL.
→ Tratamiento experimental:
V< 50 ml
- Densidad de la matriz
- Altura de llenado en la geometría
- Composición química
• Densidad de la matriz y altura de llenado:
- Ley atenuación:
- Absorción en la matriz
▪ EXISTENCIA DE VARIAS FASES: IMPLEMENTACIÓN MC.
E (keV)
a1F
(Bq/Kg)
a2F
(Bq/Kg)
aref
(Bq/Kg)
131I
364.4890 (81.2%)
338.7
385.8
440
284,3050 (6.14 %)
390
447
636,9890 (7.12 %)
341
389
FASE 1 (aq): h1
FASE 2 (s): h2
ρ1
… otro ejemplo:
E (keV)
a1F
(Bq)
a2F
(Bq)
235U
143.767
0.0181(56)
0.0229 (71)
185.72
0.0190 (78)
0.0238
(97)
238U
63.30
0.508 (30)
0.508 (30)
92.38
0.40 (22)
0.47 (25)
92.80
0.45 (22)
0.52 (26)
214Pb
241.997
0.265 (18)
0.313 (22)
295.224
0.303 (13)
0.337 (15)
351.932
0.313 (10)
0.332 (12)
214Bi
609.312
0.263 (10)
0.288 (12)
1120.28
0.128 (13)
0.275 (27)
2. Materiales
4. Resultados
1. Objetivos
3. Metodología: Implementación MC
5. Conclusiones
5. Conclusiones
- Se han obtenido valores de eficiencia para diferentes matrices y geometrías que han sido validadas mediantes fuentes de calibración e intercomparación.
- Estudio detallado para más de 50 muestras de agua destinadas al consumo humano: ▪ Proponer y validar un método de calibración MC, en función de cada matriz, que incluya correcciones por autoabsorción.
- Se ha implementado un método de obtención de la eficiencia cuando existen varias fases para una misma matriz.
Gracias por su atención
Especial agradecimiento a Enrique Estrada y a Roberto Gago (Consejería de Sanidad de la JCyL) por su colaboración en la realización de este estudio.