VALIDACIÓN DE UN MÉTODO MEJORADO

VALIDACIÓN DE UN MÉTODO MEJORADO
PARA LA SEPARACIÓN Y MEDICIÓN DE
Pb-210 Y Po-210
A. BOMBARDa, M. LE BERREb, L. JOHANSSONC, S. HAPPELa
a
Eichrom Environment
Eichrom Europe
c Zentrum für Strahlenschutz und Radioökologie, Universität Hannover, 30167 Hannover, ALEMANIA
b
UGM
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1
Panorámica
§ ¿Por qué es necesario medir el Pb-210 y el Po-210?
§ Procedimiento
– Método anterior
– Método optimizado
§ Resultados de validación
§ Comparación de discos de Ag y Ni para la
autodeposición de 210Po
§ Conclusión
UGM
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2
¿Por qué medir el Pb-210 y el Po-210?
§ Directiva europea sobre agua potable 98/83/EC
– Recomendaciones de la OMS
– Cálculo de la Dosis Indicativa Total (DIT)
• Es necesario conocer la actividad de
210Pb-210Po
§ Análisis de la radiactividad en aguas naturales y
potables
– El Pb-210 y el Po-210 forman parte de los radionuclídeos naturales
– No existe un método normativo
– Se necesitan métodos sensibles con límites de detección (DL)
bajos
UGM
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3
Recordatorio
U-238
U-234
α
Pa-234
Th-234
•
Th-234
Ra-226
Rn-222
Po-218
Po-214
Bi-210
Bi-214
Pb-210
Pb-214
UGM
Po-210
T1/2 = 22,2 y
17 keV
63,5 keV
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T1/2 = 138,4 d
5,304 MeV
T1/2 = 5 d
1,162 MeV
Pb-206
4
Datos existentes sobre la resina Pb
(1/2)
– Extractante: éter corona (igual que para la resina Sr)
UGM
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5
Datos existentes sobre la resina Pb (2/2)
§ Perfiles de elución de la resina Pb:
§ Perfiles de elución de la resina Sr:
UGM
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6
Experimentos
UGM
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7
Procedimiento de separación de
método 1
210Pb-210Po:
§ Preconcentración de Pb-Po en resina catiónica
(C8-B500-M-H)
§ Separación secuencial de Po y Pb en resina Sr
§ Autodeposición de Po en disco de Ag para
espectrometría α
§ Medición de Pb
– 1ml para medición por AAS • determinación de la
producción química
– 9ml para medición por LSC
Synop1_Pb
UGM
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8
Procedimiento de separación de
método 2
210Pb-210Po:
§ Coprecipitación de Pb-Po y Fe(OH)3
§ Separación secuencial de Po y Pb en resina Pb
§ Autodeposición de Po en disco de Ag para
espectrometría α
§ Medición de Pb
– 1 ml para medición por AAS•determinación de la
producción química
– 9 ml para medición por LSC
UGM
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9
Optimización del método 2 (A)
§ Condiciones
– Condicionamiento de la resina con 10 ml de
HCl 2M
– Carga de la muestra
– Baño con 10 ml de HCl 2M
– Elución de Po con 10 ml de HNO3 0,1 M
– Elución de Pb con 20 ml de H2O
UGM
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10
UGM
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A11:Elution Pb 5mL
Eau
Po fraction
A10:Elution Pb 5mL
Eau
actividad
alfa
actividad
beta
alpha
activity
bêta
activity
Fracción de Po
A9:Elution Pb 5mL
Eau
A8:Elution Pb 5mL
Eau
210Bi
210
Bi
A6: Elutuion Po
5mL HNO3 0,1M
A7: Elutuion Po
5mL HNO3 0,1M
40
40
35
35
30
30
25
25
20
15
15
10
10
5
5
0
0
A5:Rinçage 5mL
HCl 2M
A4:Rinçage 5mL
HCl 2M
A3: Echantillon
A2:Conditionnement
5mLHCl 2M
A1:Conditionnement
5mLHCl 2M
CPM
CPM
Po-Pb separation
Pb fraction
Fracción de Pb
210Pb
210
Pb
210Po
210
Po
11
Optimización del método 2 (A)
§ Resultados
– 210Bi en fracciones de carga y baño
– Elución de Pb con H2O:
o100% Pb
o39% Po
UGM
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12
Método de optimización 2 (B)
§ Condiciones
– Condicionamiento de la resina con 10 ml de
HCl 2M
– Carga de la muestra
– Baño con 10 ml de HCl 2M
– Elución de Po con 10 ml de HNO3 0,1 M
– Elución de Pb con 20 ml de ácido cítrico 0,1 M
UGM
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13
UGM
15
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G9: Pb de elución
15
G9: Elution
Pb
5ml de ácido
5mL acide
cítrico 0,1M
citrique 0,1M
G10: Pb de elución
G10: Elution Pb
5ml de ácido
5mL acide
cítrico 0,1M
citrique 0,1M
G11: Pb de elución
G11: Elution Pb
5ml de ácido
5mL acide
cítrico 0,1M
citrique 0,1M
G12: Pb de elución
G12: Elution Pb
5ml de ácido
5mL acide
cítrico 0,1M
citrique 0,1M
20
G8: Po de elución
20
G8: Elution Po
5ml de HNO3 0,1M
5mL HNO3 0,1M
35
G7: Po de elución
35
G7: Elution Po
5ml de HNO3 0,1M
5mL HNO3 0,1M
25
G6: Po de elución
25
G6: Elution Po
5ml de HNO3 0,1M
5mL HNO3 0,1M
30
G5:Rinçage 5mL
HCl 2M
HCl 2M
30
G5:Baño de 5ml
G4:Rinçage 5mL
HCl 2M
HCl 2M
G4:Baño de 5ml
G3: Echantillon
G3: Muestra
G1:
G1:
Condicionamiento
Conditionnement
5 ml de HCl 2M
5 mL HCl
2M
G2:
G2:
Condicionamiento
Conditionnement
5 ml de HCl 2M
5 mL HCl 2M
CPM
CPM
Po-Pb separation
actividad
beta
actividad
alfa
alpha
activity
bêta
activity
Fracción de Po
Po fraction
Pb fraction
Fracción de Pb
210Bi
210
Bi
210Pb
210
Pb
210Po
210
Po
10
10
5
5
0
0
14
Método de optimización 2 (B)
§ Resultados
– Bi en fracciones de carga y baño
– Elución de Po: inferior al 0,1% de Pb en
fracción de Po
– Elución de Pb:
–17% de Po en primera fracción de Pb
–67% de recuperación de Pb sin Po en
fracción
UGM
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15
Optimización del método 2 (C)
§ Condiciones
– Condicionamiento de la resina con 10 ml de
HCl 2M
– Carga de la muestra
– Baño con 10 ml de HCl 2M
– Elución de Po con 5 ml de HNO3 1 M y, a
continuación, con 10 ml de HNO3 0,1 M
– Pb de elución con 15 ml de ácido cítrico 0,1 M
UGM
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16
UGM
Po fraction
200
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J10: Elution Pb,
5mL Acide citrique
0,1M
J11: Elution Pb,
5mL Acide citrique
0,1M
210Po
J9: Elution Pb,
5mL Acide citrique
0,1M
210Bi
J8: Elution Po,
5mL HNO3 0,1M
alpha activity
J7: Elution Po,
5mL HNO3 0,1M
400
J6: Elution Po,
5mL HNO3 0,1M
J5: Elution Po,
5mL HNO3 1M
J4: Rinçage 5mL
HCL 2M
300
250
J3: Rinçage 5mL
HCL 2M
J2: Echantilllon
J1:conditionnement
10mL HCl2M
CPM
Po-Pb separation
bêta activity
Pb fraction
350
210Pb
150
100
50
0
17
Optimización del método 2 (C)
§ Resultados
– Bi en fracciones de carga y baño
– Elución de Po: inferior al 0,2% de Pb en
fracción de Po, 83% de recuperación de Po
– Elución de Pb: recuperación cuantitativa de Pb
con 6% Po en fracción de Pb
UGM
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18
Conclusiones preliminares
§ Diferencias entre los métodos 1 y 2:
–
–
–
–
Método de preconcentración diferente
Resina diferente
HCl 2M como medio en lugar de HNO3 1M
Resultados de recuperación superiores para Po (80% en lugar de
50%) con método 2
§ Es posible la elución de Pb con H2O
Ø pero se necesita más volumen, en comparación, que con el ácido
cítrico
§ Pb eluido con 20 ml de HCl 6M con método 1
§ Pb eluido con 10 ml de ácido cítrico (97% de Pb total) con
método 2
Synop2_Pb
UGM
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19
Resultados de validación para método 2: Selectividad
§ Factores de descontaminación (DCF):
– elevados en general para U, Th y Sr,
– buen factor de descontaminación para Ra en fracción
de Pb,
– factor de descontaminación bastante bajo para Ra en
fracción de Po (no es problemático, dado que Ra no se
ha autodepositado).
Fracción de Pb
Fracción de Po
Factor de
Factor de
Factor de
Factor de
RN que interfiere
descontaminación α
descontaminación β
descontaminación α
descontaminación β
Ra-226
182
89
14
45
U-Nat
> 1000
> 1000
> 1000
> 1000
Th-Nat
> 1000
> 1000
> 1000
> 1000
NA
20
> 1000
UGM
Sr-90
NA
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> 1000
Resultados de validación para método 2: precisión
§ valores t • 1 para todas las muestras analizadas
Pb-210
Po-210
Ref. de
muestra
Ref. A
(Bq.l-1)
Incertidu
mbre A
(Bq.l-1)
Exp. A
(Bq.l-1)
Incertidu
mbre A
(Bq.l-1)
valor
t
Ref. A
(Bq.l-1)
Incertidu
mbre A
(Bq.l-1)
Exp. A
(Bq.l-1)
Incertidu
mbre A
(Bq.l-1)
valor
t
Agua 1+
9,61E-02
2,87E-02
7,00E-02
3,00E-02
0.6
1,30E-02
2,91E-03
1,33E-02
8,54E-03
0.1
Agua 2+
< LD
N/A
2,03E-03
1,15E-03
1,60E-03
6,00E-04
0.3
Agua mezclada
1
1,77E-01
1,93E-02
1,60E-01
3,30E-03
0.9
1,60E-01
1,93E-02
1,39E-01
1,84E-02
1.0
Agua mezclada
2
1,69E-01
5,15E-03
1,63E-01
8,09E-03
0.7
1,69E-01
5,15E-03
1,55E-01
1,94E-02
0.7
Agua mezclada
3
1,66E-01
5,08E-03
1,58E-01
8,09E-03
0.9
1,66E-01
5,08E-03
1,50E-01
2,04E-02
0.7
Agua mezclada
4
1,69E-01
5,18E-03
1,63E-01
8,09E-03
0.6
1,69E-01
5,18E-03
1,57E-01
1,80E-02
0.7
Agua mineral*
1,24E-01
1,69E-02
1,02E-01
3,20E-02
0.6
1,06E-01
1,30E-03
1,06E-01
8,76E-02
0.6
CRM (PTB)
8,00E-02
4,00E-03
8,70E-02
2,20E-02
0.3
8,00E-02
4,00E-03
8,50E-02
2,10E-02
0.2
< LD
+muestra medida previamente con método no acreditado
*media de resultados obtenidos por otros laboratorios
UGM
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21
Definición de precisión con valor t
t=
C A ,det − C A ,Re f
U
2
C A , det
+U
2
C A , ref
§ t ≤ 1 • No existe diferencia significativa: precisos
§ t > 1 • Los resultados no son precisos
(t
corresponde a En en la guía 43-1 ISO/IEC)
UGM
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22
Resultados de validación
§ Precisión
Límites de detección (DL)
§para
V = 1,5 l
Pb-210 Po-210
Repetitividad sr
(N=6)
2.2
8.9
Reproducibilidad
sR (N=12)
4.4
5.2
≤ 15% • resultados aceptados
Ø sr
o sR
Ø sr
o sR > 15% • resultados no aceptados
UGM
§ Pb-210 del orden de 20
mBq.l-1 con 240 minutos de
recuento
§ Po-210 del orden de 3
mBq.l-1 con 1000 minutos
de recuento
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23
Comparación de los resultados de la
autodeposición de 210Po en discos de Ni y Ag
Recuperación (%)
media
estándar
(%)
FWHM (keV)
media
estándar
(%)
Ni (N=10)
61
30
18.4
8.2
Ag (N=10)
99
8.6
19.1
15.8
§ Discos de Ag
– Autodeposición cuantitativa
– Buena reproducibilidad
§ Discos de Ni
– La reproducibilidad no es estable
§UGMAmbos discos reflejan
muy
resolución
Madrid
- 9 debuena
mayo de 2008
24
Conclusión
§ Existen dos métodos para la separación
secuencial de 210Pb-210Po
§ Autodeposición de Po tanto en discos de Ag
como en discos de Ni
UGM
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