Medida beta por centelleo líquido y su aplicación a la determinación de tritio (3H) y carbono -14 (14C)

Abstract

El objetivo del presente trabajo de suficiencia es mostrar las bondades de la técnica de medida beta por centelleo líquido y su aplicación en la determinación de los radioisótopos de tritio (3H) y carbono-14 (14C). Para cumplir con este objetivo se ha elegido como ejemplo de aplicación la determinación de tritio en agua por lectura directa y con enriquecimiento electrolítico, aquí se hace un énfasis especial en la preparación de la muestra. Así mismo se hace una descripción detallada para su aplicación en la detección del 14C en la datación radiocarbónica de muestras arqueológicas. La medida por centelleo líquido también conocidas como LSC (Liquid Scintillation Counting) se basa en la transformación de la energía radiactiva de las partículas beta en fotones de luz. Se elige esta técnica de medida dado que al disolver la muestra en un cóctel apropiado este se constituye en el detector, resolviendo problemas de absorción, autoabsorción y mejorando la geometría de medida. Al emplear el enriquecimiento electrolítico en la preparación de las muestras de aguas, previa a la medida con el equipo de centelleo líquido, se consigue mejorar el límite de detección de 38 (UT) a 0,5 (UT) y la eficiencia de detección de 21% a 22%. Así mismo, con el sistema de enriquecimiento utilizado se logra un factor de enriquecimiento de 35 y un factor de conservación de 81%. La medida beta por centelleo líquido en datación radiocarbónica representa una alternativa económica para los laboratorios, frente al AMS (Espectrometría de Aceleración de Masas). Montar un laboratorio de esta naturaleza en nuestro país requiere de una inversión mínima de $ 100 000, donde los mayores costos lo representan la construcción de la línea de conversión a benceno líquido elaborado en vidrio con un costo aproximado de $ 20 000 y la adquisición del equipo de medida por centelleo líquido con la característica de leer ultra bajos niveles de un costo aproximado de $ 80.

The objective of this work is to show the benefits of using the liquid scintillation counting (LSC) technique to the determination of radioisotopes like tritium (3H) and carbon-14 (,4C). As an example of the application of the technique we determined the quantity of 3H in water either directly and after electrolytic enrichment, with emphasis in the sample preparation. We also made a detailed description of the application of the technique for radiocarbon archaeological dating using ,4C. The principle of beta measurement by liquid scintillation are based in the transformation of the radioactive energy into light. As the sample is dissolved into a special mix of liquid ingredients the resulting cocktail will also serve as a scintillation media solving autoabsorption and geometry problems. Using electrolytic enrichment in the water sample preparation before the measurement, we improve the detection limits from 38 (UT) to 0,5 (UT), as well as an increase in the detection efficiency from 21% to 22%. With the procedure followed we had an enrichment factor of around 35 and a In radiocarbon dating liquid scintillation counting is an economic alternative against Accelerator Mass Spectrometry (AMS). To set a liquid scintillation facility in our country, it would be necessary to invest around U$ 100 000. The major costs would be the construction of the benzene conversion line with an approximate cost of U$ 20 000 and the detector for around U$ 80 000