Implementación de técnicas separativas de Ra-226 y posterior detección por Centelleo líquido y Espectrometría de masas de alta resolución

Abstract

La presencia de elementos radiactivos en la naturaleza es una realidad que no debe asustar a nadie, al contrario, debe ser motivo de interés y estudio respetuoso y continuo para conocerlos, poder medirlos, manipularlos y utilizarlos incluso para nuestro beneficio en distintos aspectos de la vida cotidiana. Así lo ha sido desde los comienzos de la Comisión Nacional de Energía Atómica y como parte de esta institución y por su interés y necesidad, además de como corolario de la Especialización en Radioquímica y Aplicaciones Nucleares, se planteó el estudio de un particular radioisótopo, el Ra-226. El Ra-226 es un isótopo radiactivo del Radio, presente en la naturaleza en forma natural debido al decaimiento de su madre, el U-238. Existen otros isótopos que se generan por otras cadenas de desintegración pero el trabajo está centrado en el isótopo 226 en particular ya que es el que tiene una persistencia mayor en la Tierra que los otros y por su impacto biológico es considerado muy dañino y al cual se lo debe monitorear, cuantificar y de ser necesario aislar de las fuentes naturales. Por la naturaleza de la actividad nuclear de la institución, con principal énfasis en el uranio y su ciclo de combustible, la presencia de Radio en los sitios de trabajo se debe monitorear. Para ello la institución cuenta con los recursos humanos necesarios y respecto de las técnicas de detección, actualmente se utiliza una metodología estándar, de referencia para el OIEA (Organismo Internacional de Energía Atómica) pero que requiere mucho tiempo de preparación y manipulación de muestra. En este trabajo se propone estudiar al Radio, entender su importancia en la vida humana, como un posible contaminante radiactivo. La revisión bibliográfica llevó a conocer los distintos tipos de métodos existentes para aislarlo, preconcentrarlo y poder medirlo. Utilizando todos los medios disponibles en la casa, instrumentales y materiales, este trabajo se basó en plantear un método rápido y simple para la separación y detección del Ra- 226, evaluando las ventajas y desventajas de las distintas alternativas. La separación se llevó a cabo utilizando dos metodologías, la co-precipitación con sulfato de bario y la separación por columna de intercambio catiónico. La co-precipitación tuvo una recuperación de 80-85% y la columna una recuperación de 95-99% en muestras sintéticas. Ambos métodos consumen alrededor de 7-9 hs (1 día si se evapora la muestra). La detección se realizó por centelleo líquido (LSC) para el caso de la co-precipitación, con tiempos de mediciones de 3 hs y por Espectrometría de Masas de Alta Resolución por Plasma Acoplado Inductivamente (HR-ICPMS), con tiempos de 3 minutos por muestra, para las muestras separadas por columna. Se obtuvieron Mínimas Actividades Detectables (MDA) de 0,018 Bq.L-1 para el método de co-precipitación y detección por LSC y 0,092 Bq.L-1 para la 8 separación por columna pero con detección por HR-ICPMS. Este último método es una alternativa novedosa para la Casa, simple y rápida para la determinación de Ra-226 en muestras ambientales contaminadas. Las variables importantes a optimizar para mejorar las MDA son el tiempo de medición y volumen de muestra. Además la naturaleza de la muestra es crítica en la selección del pretratamiento más adecuado según los posibles interferentes, que condicionan la técnica de detección a utilizar. En este trabajo se puso énfasis en el desarrollo de la técnica HR-ICPMS y demostrada la existencia de interferentes en la cuantificación, se plantea a futuro agregar y optimizar una segunda etapa de separación para aumentar la selectividad del método para el Radio, así como también agregar el isótopo Ra-228 a la detección por su importancia desde el punto de vista de la protección radiológica.