EL RADÓN
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EL RADÓN |
El
Radón (222Rn) es un gas
noble radiactivo, incoloro e inodoro, de densidad 9.73 g/l en condiciones
normales, que forma parte de la cadena de desintegración del 238U.
Se produce a partir del Radio (226Ra) con la emisión de radiación
alfa, cuya energía es de 5.5 MeV. Su período de semidesintegración es de 3.82
días.
La
concentración del Radón se expresa como
actividad radiactiva por unidad de volumen. La actividad es la desintegración
por segundo, que se denomina Becquerelio (Bq). La actividad que presenta un
gramo de 226Ra es el Curio (Ci) y equivale a 3.7 x 1010 Bq.
Al ser esta unidad muy grande, normalmente se utiliza el pCi (10-12
Ci), que equivale a 0.037 Bq. Por tanto, las unidades más empleadas para
indicar la concentración de Radón son el Bq/m3 y el pCi/l, siendo
sus equivalencias: 1pCi/l = 37 Bq/m3 y 1Bq/m3 = 2.7 x 10-2
pCi/l.
El
Radón tiene dos isótopos naturales: el Torón (220Rn), producido en
la cadena de desintegración del Thorio (232Th) y con un período de
semidesintegración de 55.6 seg.; y el Actinón (219Rn), producido a
partir del 235U, con un período de semidesintegración de 4 seg. Si
bien las interferencias debidas al Actinón son despreciables por su escasa
abundancia, las producidas por el Torón deben ser tenidas en cuenta.
Cualquier
roca que contenga Uranio o Radio, puede emitir Radón. En ambiente volcánico,
al contener más Uranio las rocas diferenciadas (traquitas o fonolitas), éstas
presentan mayores emisiones de Radón que los basaltos.
El
Radón una vez formado tiende a escapar a la atmósfera por convección, advección,
transportado por otro gas o por simple difusión. Teniendo en cuenta que por
difusión el Radón sólo puede recorrer escasos centímetros o metros, para
considerar que el Radón recorra mayores distancias hay que asumir cualquiera de
los otros procesos.
Las
variaciones en la concentración de Radón pueden variar en función de las
condiciones atmosféricas(Presión, Temperatura, Precipitaciones, Viento, etc.)
y la actividad sísmica, volcánica y sismo-volcánica, ya que éstas pueden
modificar la porosidad, permeabilidad y el transporte efectivo de gas de las
rocas.
El
Radón se ha utilizado con frecuencia en Geología, debido a sus múltiples
aplicaciones: en la predicción de terremotos; en la prospección de uranio,
hidrocarburos y campos geotérmicos; en la detección de sistemas de fallas y de
zonas afectadas por deslizamientos; en la determinación de sistemas de
circulación y ventilación de minas y cuevas; en hidrogeología y en el
seguimiento de la actividad volcánica. Dentro de esta última aplicación, se
ha usado para determinar el grado de desgasificación de un magma durante la
erupción, estimar el volumen de magma emitido en una erupción explosiva,
realizar un seguimiento en volcanes activos, controlar la temperatura y otros
parámetros en sistemas hidrotermales, predecir con antelación erupciones volcánicas,
etc. Dados los diversos modelos propuestos sobre anomalías de Radón para la
predicción de erupciones, es difícil demostrar que los programas de
seguimiento de este gas sean de gran utilidad hoy día para dichas predicciones.
Por ello, para el avance en este campo se ha propuesto aumentar el número de áreas
volcánicas en estudio y mejorar las técnicas de seguimiento.
Todas las técnicas de medida de Radón se basan en la
detección de emisiones producidas en el proceso de desintegración radiactiva.
Unos se basan en la detección de partículas alfa y otros en la medición de
partículas gamma producidas por los descendientes radiogénicos del Radón.
Según el tiempo de resolución se pueden establecer
tres grupos de medida:
Técnicas puntuales, en las que se mide una muestra en un lugar
determinado durante un corto período de tiempo, generalmente de minutos.
Técnicas de integración, que determinan la concentración media de un
cierto período de tiempo, en general, desde unos días a un año.
Técnicas en continuo, que dan información de la concentración de Radón
a lo largo del tiempo.
TECNICAS
ANALITICAS EMPLEADAS POR EL GRUPO DE TRABAJO
Detectores de trazas SSTND (Solid State Nuclear Track Detectors)
Esta
técnica es simple de usar y relativamente barata. Es especialmente útil en las
campañas preliminares de prospección por ser un método de integración que da
el promedio de la concentración de Radón durante el tiempo total de exposición
(por término medio de un mes), por lo que la medida está poco afectada por
variaciones ambientales de corto período. Las medidas sólo se pueden realizar
en aire o en el gas atrapado en suelos.
Canastillas de carbón activado (Activated Charcoal
Canister).
Se
basa en la fuerte capacidad de adsorción de Radón que tiene el carbón
activado a temperatura ambiente. Es también un método de integración de corto
período (normalmente 3 o 4 días). La canastilla tiene una barrera de difusión
que separa el carbón del aire a analizar, a lo largo de la cual se establece un
gradiente de concentración, siendo la velocidad de captación del Radón
proporcional a la concentración del gas en el aire. Al permitir el carbón
activado la continua adsorción y desorción del gas, esta técnica en realidad
no integra uniformemente la concentración de Radón durante todo el período de
exposición, por lo que si hay bruscas variaciones los valores de concentración
obtenidos no son comparables a los de los detectores de trazas y deben ser
tomados con reserva.
Posteriormente
a la exposición y después de cuatro horas de haber sellado la canastilla, la
cantidad de Radón adsorbida se determina en el laboratorio por espectroscopía
gamma a partir de los productos de desintegración del Radón 214Pb y
214Bi.
Consiste
en un detector de silicio instalado en una celdilla especial que detecta radiación
alfa. Además puede detectar partículas de origen cósmico, como neutrones.
Como la distancia que puede recorrer una partícula alfa en el aire es muy corta
(alrededor de 5 cm.), la fuente de radiación alfa tiene que estar muy cerca del
detector para que lo afecte, por lo que tiene unos valores de fondo muy bajos.
Uno
de los detectores alfa utilizados es un Alphameter 611 (AlphaNuclear Inc., Canadá),
consistente en un diodo de silicio de 400 mm2 colocado en una
celdilla abierta al gas , equipado con un sistema de adquisición de datos
integrado. El sensor está protegido del ambiente por una delgada membrana
antitorón aluminizada Mylar. El período de integración de las cuentas puede
variar entre 15 y 60 minutos.
Otro
detector de partículas alfa es un Barasol
(Algade, France). Además de Radón, mide temperatura y presión.
Detector de partículas gamma en continuo.
El
sistema usado es el modelo PM-11 (Rotem Inc., Israel), que consiste en un sensor
de NaI de forma cilíndrica de 2x2 pulgadas, acoplado a un fotomultiplicador. Un
modulador de señal envía un pulso de cada señal gamma a un sistema de
adquisición de datos externo. El sensor de NaI está inmerso en una celdilla
abierta de unos 2 litros, que a su vez está recubierta por una carcasa de Pb de
5 mm de espesor, la cual reduce la radiación gamma de fondo hasta en un 43%.
Todos los componentes está acoplados a un cilindro de PVC. Los datos son
integrados a intervalos de 10 minutos, por lo general, aunque el período de
integración puede ser modificado.
