Detección de fuga de Radón en cerámicas sólidas utilizando conteo Alfa

Abstract

Para calcular la edad de una cerámica por termoluminiscencia, se requiere medir la dosis radioactiva natural que la cerámica absorbe cada año. Dicha dosis radioactiva natural proviene de los núcleos radioactivos, que se encuentran como impurezas en el suelo en el que estuvo enterrada la cerámica y en la cerámica misma, siendo el U-238, el Th-232 y el K-40 los isótopos radioactivos responsables por casi la totalidad de la dosis natural. Las series radioactivas de decaimiento de dichos isótopos estarán en equilibrio secular siempre que no se produzca una separación física o química de los isótopos formados, y no se incremente ni remueva ninguno de los núcleos radioactivos que forman la serie de decaimiento, que termina cuando se produce un núcleo estable de Pb. En algunos casos, sin embargo, los miembros de las series pueden estar sujetos a procesos físicos y químicos de separación que interrumpen las cadenas de decaimiento, debido a las condiciones ambientales donde se produce el proceso de decaimiento. Una causa natural común de interrupción de la cadena de decaimiento es la emanación o fuga de radón gaseoso formado en las cadenas de decaimiento del U-238, U-235 y Th-232. En este trabajo discutimos el mecanismo responsable por la emanación de radón observada en cerámi­cas y suelos, y probamos un método simple para detectar y cuantificar el fenómeno y determinar la corrección en el cálculo de la dosis anual calculada por conteo alfa. El método utiliza una celda de bronce y una rutina de conteo adecuada que podrían ser utilizadas también para determinar emanaciones de radón en materiales de construcción como ladrillos y cemento.

When the thermoluminescent dating techniques are used to date ancient pottery we need to measure the natural radioactive dose absorved by the sample each year, during its burial time. This natural radioactive dose is due to the radioactive nuclei that we find in the burial soil and in the pottery itself; being U-238, Th-232 and K-40 the isotopes responsable far almost the entire natural radiactive dose. The decay series of these naturally radioactive isotopes will be in secular equilibra if there is no chemical or physical mechanisms able to separate, increase or remove any of the isotopes constituting the decay series until stable Pb is formed. But in some cases the enviromental conditions, where the decay processes are taking place, allow the removal of some members of the radioactive series interrupting the decay chain. One common natural cause for the interruption of the decay chains is the emanation or loss of the gaseous radon formed in the decay series of U-238, U-235 and Th-232. In this work we discuss the mechanisms responsable for the radon emanation observed in pottery and soil and test a simple way to detect and quantify it, in order to correct the natural anual dose calculated by alpha counting. The method uses a brass cell and an adequate alpha counting routine that could be used a/so to determine radon emanation in building materials such as bricks and cement.