Diseño y optimización de un método radioquímico para determinar Pb-210, Bi-210 y Po-210 en muestras complejas de interés nuclear ambiental

Abstract

Los radionucleidos Plomo-210, Bismuto-210 y Polonio-210 son descendientes de la cadena de desintegración del Uranio-238. Su actividad natural presente en la corteza terrestre puede verse aumentada por el accionar del hombre a través de diferentes actividades. El análisis de estos radionucleidos en muestras ambientales es de interés tanto para evaluar el impacto radiológico como así también, la dinámica de los procesos ambientales donde actúan como trazadores. Durante este trabajo se avanzó en el diseño y la implementación de un método radioquímico para la cuantificación de Pb-210, Bi-210 y Po-210 en muestras geológicas complejas para su aplicación a niveles de interés ambiental. El desarrollo abarcó las etapas de caracterización y pretratamiento de las muestras, coprecipitación seguida de separación radioquímica mediante columnas de extracción comerciales (Sr-resin Eichrom®) y posterior medición por Centelleo Líquido (LSC, por sus siglas en inglés Liquid Scintillation Counting). El desarrollo involucró el empleo de la Fluorescencia de rayos X (FRX) en dos modalidades, la dispersiva en longitud de onda (WDXRF) y la de reflexión total (TXRF), la Espectroscopía de Absorción Atómica (AA) y la Espectrometría de Masas por Plasma Inductivamente Acoplado (ICP-MS) para la caracterización de las muestras sólidas y en solución. El análisis elemental inicial, indicativo del tipo de matriz a tratar, permitió tomar decisiones en cuanto al proceso de digestión de las muestras y a las interferencias más relevantes en el proceso de separación radioquímica y posterior medición por LSC. Los ensayos con soluciones simuladoras de matriz y estándares de plomo y bismuto estable se aplicaron a la optimización de los eluyentes y sus volúmenes a lo largo del trabajo, así como al estudio de los efectos de la matriz en el proceso de separación radioquímica. Como parte importante de la optimización del método se realizó la calibración del contador de centelleo líquido. En una primera etapa, utilizando fracciones de Pb-210, Bi-210 y Po- 210 obtenidas mediante separación radioquímica a partir de una solución estándar de Pb- 210 y luego mediante la medición de muestras sintéticas y reales contaminadas. Se aplicó el método de la doble ventana, estableciendo el factor de superposición o tailing, entre el Bi- 210 y el Pb-210. Conjuntamente, se calibró el contador de tal manera de medir alfas y betas. Se establecieron las eficiencias de medición, el conteo medio del fondo en cada región de interés y se calculó el rendimiento químico para Pb-210 discutiendo su variabilidad y haciendo énfasis en el uso de un trazador estable potencialmente medido por ICP-MS o TXRF.