INDICE
Introducción.
Objetivos.
Descripción del procedimiento.
Desarrollo experimental.
Conclusiones.
X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental 2
INTRODUCCIÓN
X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental 3
Scales
Sludges
Sedimentos
Principalmente, las sales que conforman estos
depósitos se componen de carbonatos, sulfatos,
óxidos, fosfatos, silicatos… de Ca, Sr, Ba, Fe, Pb
Ba(Ra)SO4
MÉTODOS DE SEPARACIÓN
RADIOQUÍMICA
Coprecipitación
Intercambio Iónico
Extracción Líquido-Líquido
Extracción en Fase Sólida
X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental 4
226Ra MÉTODOS DE
DETERMINACIÓN
Espectrometría Gamma:
directa o a través de sus
descendientes
Espectrometría Alfa
Contador proporcional
Centelleo Líquido (LSC)
Coprecipitación Ba(Ra)SO4 + LSC
OBJETIVOS
Estudio de la viabilidad sobre matrices complejas
de un procedimiento basado en la coprecipitación
de sulfato de bario.
Determinación de la capacidad de separación del
Ba(Ra).
Estudio de la capacidad de limpieza del método
frente a elementos mayoritarios típicos de este
tipo de muestras complejas.
Estudio de posibles interferencias sobre la
determinación del rendimiento químico.
Estudio de posibles interferentes en la medida
LSC.
5 X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental
X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental 6
• Ác. Cítrico
• Adición de portadores de Ba y Pb
Preparación de muestra
• Adición NH4OH hasta pH básico.
• Adición H2SO4.
• Agitación y reposo
Precipitación conjunta Ba + Pb
• Disolución del precipitado con EDTA y NH4OH
• Precipitación selectiva de Ba a pH 4.5
• Decantación
Separación de Ba y Pb
• Centrifugado(Fracción en disolución: Pb)/(Fracción precipitado: Ba)
• Secado
• Pesado y determinación gravimétrica del BaSO4.
Determinación del rendimiento gravimétrico de Ra
Coprecipitación
Ba(Ra)SO4
DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO
Pesado y determinación gravimétrica del BaSO4.
Procedimiento
definido para
muestras acuosas
Determinación del Rendimiento químico por A. A.
7 X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental
DESCRIPCIÓN DEL PROCEDIMIENTO
1. Disolución del BaSO4.
2. Toma de alícuota para A.A.
3. Adición de la muestra al vial de
centelleo PTFE.
4. Adición del Líquido Centelleador UG-F.
5. Anotación de fecha y hora de
preparación del vial.
Preparación de
la muestra para
LSC
Medida LSC 1. Medida del 226Ra tras equilibrio (~25
días) a través de 222Rn, 218Po y 214Po.
Procedimiento añadido para
determinación de
rendimiento y medida LSC
8 X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental
DESARROLLO EXPERIMENTAL
1. Aplicación del procedimiento de separación a
muestras sintéticas
Ca (%) Sr (%) Ba (%) Fe (%) Pb (%)
Muestra con
exceso de Ca 42,8 10 22 22 3,2
Muestra con
exceso de Sr 16,6 30 25 25 3,4
Muestra con
exceso de Ba 25 6 39,5 26 3,5
Muestra con
exceso de Fe 20 5,5 20 50 3,5
Muestra con
exceso de Pb 16 6 18 30 30
9 X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental
DESARROLLO EXPERIMENTAL
Ba Prueba Exceso
de Ca
Prueba Exceso
de Sr
Prueba Exceso
de Ba
Prueba Exceso
de Fe
Prueba Exceso
de Pb
Rendim. A.A (%) 80,9 85,0 79,8 82,8 84,4
Ca
(% eliminado)
Sr
(% eliminado)
Fe
(% eliminado)
Pb
(% eliminado)
Muestra
Exceso de Ca 98,5 73,0 100 100
Muestra
Exceso de Sr 98,8 81,6 100 100
Muestra
Exceso de Ba 89,3 44,0 100 100
Muestra
Exceso de Fe 93,1 71,5 100 100
Muestra
Exceso de Pb 96,9 63,1 100 100
1.1 Determinación del rendimiento de separación de Ba.
1.2 Evaluación del grado de limpieza del procedimiento frente a
interferentes.
La limpieza no es total en el caso de Sr y Ca
1,2% - 10,7% 18,4% - 56,0%
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DESARROLLO EXPERIMENTAL 2. Estudio de la posible influencia de los elementos mayoritarios
remanentes tras la separación.
X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental
Condiciones de trabajo para la determinación
de Ba en Absorción Atómica.
Interferencias de Ba en A.A
Autoionización del Ba KCl
Banda CaOH N2O/C2H2
Ref: “Flame Atomic Absorption Spectrometry. Analytical Methods”.
Agilent Technologies
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DESARROLLO EXPERIMENTAL 2. Estudio de la posible influencia de los elementos mayoritarios
remanentes tras la separación.
2.1 Influencia de Sr y Ca en la medida de Ba por A.A
X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental
Disolución Ba 10ppm
10ppm Ba + 10ppm Sr
10ppm Ba + 50ppm Sr
10ppm Ba + 100ppm Sr
10ppm Ba+ 200ppm Sr
Disolución Ba 10ppm
10ppm Ba + 10ppm Ca
10ppm Ba + 50ppm Ca
10ppm Ba + 100ppm Ca
10ppm Ba+ 200ppm Ca
Muestra Adición 10ppm Adición 50ppm Adición 100ppm Adición 200ppm
Desviación AA
Ba + Sr (%) 2,38 1,74 -2,04 2,17
Desviación AA
Ba + Ca (%) -3,50% -3,80% 4,10% 19,3 (Saturación)
Las desviaciones obtenidas son pequeñas, más bajas que la incertidumbre del
método. Para las muestras con Ca añadido, sólo cuando las concentraciones
son cercanas a la saturación del detector, afectan al resultado.
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DESARROLLO EXPERIMENTAL 2. Estudio de la posible influencia de los elementos mayoritarios
remanentes tras la separación.
X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental
2.2 Influencia de Sr y Ca en la medida por centelleo líquido.
Muestra exceso Sr Muestra exceso Ca
0.6mg Sr 8mg Sr 1mg Ca 10mg Ca
Act. Ref. (Bq/l) 143,7 143,7 143,7 144,6
Incert. (Bq/l) 0,9 0,9 0,9 0,9
Act. Det. (Bq/l) 144,8 146,6 144,8 149,6
Incert. (Bq/l) 6,2 6,3 6,2 6,8
Desviación (%) 0,8 2,0 0,8 3,5
No influye significativamente la presencia
de Sr y Ca en la medida por LSC.
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DESARROLLO EXPERIMENTAL 3. Aplicación del procedimiento de separación a muestras reales.
Muestras reales industrias
TE-NORM
Scales
Sludges
Lodos G.
Muestras con concentración de Actividad 226Ra
conocida
Suelo
Carbonato Cálcico
X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental
71,7%
71,3%
72,2%
71,3%
69,6%
Comparativa del
método:
Intercambio Iónico +
Espect. Alfa
Valores de referencia.
14 X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental
DESARROLLO EXPERIMENTAL 3.1 Resultados y validación.
CaCO3 Suelo Sludge gas Scale Sludge oil
Coprecipita
ción + LSC
Actividad
(Bq/kg) 6972 30,6 2428 146,6 18,8
Incert. (%) 2,6 8,4 3,9 11,6 4,7
I.I + Espect.
Alfa
Actividad
(Bq/kg) 6858 36,6 2226 173,5 16,8
Incert. (%) 5,0 5,1 5,3 8,0 5,4
Valores
referencia
Act. Ref
(Bq/kg) 6970 32,9
Incert. (%) 2,9 11,5
Los valores de Actividad del método de
Coprecipitación + LSC concuerdan con los
valores de referencia y son comparables al
método I.I + Espectrometría Alfa
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DESARROLLO EXPERIMENTAL
% Eliminado
Ca Sr Fe Pb Al Zn Cu As
Scales 100 88,05 100 99,94 99,96 10,81 96,44 100
Slugdes
oil 86,53 -28,89 99,78 99,92 88,23 58,93 27,21 100
Slugdes
gas 99,94 88,17 99,92 99,92 99,94 99,61 71,49 100
3.2 Evaluación del grado de limpieza del procedimiento frente a
interferentes.
X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental
Pequeñas cantidades de Sr y Ca remanentes. El valor de Sr en la
muestra de lodo con un -28% se debe a que la concentración inicial
en Sr en esta muestra era a nivel de trazas, de ahí este valor
anómalo. Lo mismo ocurre a los valores en el aluminio, zinc y cobre.
16 X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental
CONCLUSIONES
El procedimiento de Coprecipitación + LSC
es aplicable sobre matrices complejas:
Robustez: ofrece rendimientos
relativamente buenos (~70%).
Selectividad: grado de aislamiento y
purificación del Ra alto.
No interferencias.
17 X Jornadas de Calidad en el control de la radiactividad ambiental
MUCHAS GRACIAS
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