La carta di radioattivitá naturale del
Comune di Schio
Virginia Strati
Università degli Studi di Ferrara- Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (INFN)
.
email [email protected] – cell 348 9356603
Perché proprio la radioattività?
La radioattività naturale (natural background) si può
classificare secondo l’origine in due categorie generali:
PRIMORDIALE
COSMOGENICA
Si origina continuamente
dai raggi cosmici
provenienti dallo spazio
Orginatasi con la
formazione della Terra
U
Th
K
C
H
Be
Come si misura la radioattività?
La radioattività è un fenomeno fisico naturale che si verifica quando il
nucleo di un atomo instabile raggiunge un nuovo stato di equilibrio
emettendo radiazioni
Becquerel
1 Bq = 1 decadimento al secondo
1 Bq /kg = 1 decadimento al secondo per ogni chilogrammo
Alcuni elementi (potassio e carbonio)
presenti nel corpo umano hanno isotopi
radioattivi (40K e 14C)
Questo corrisponde per un uomo di 75
kg ad un’attività totale del corpo
umano di circa 7500 Bq.
Dall’attività alla concentrazione
In un campione di roccia l’attività totale è data dalla
somma delle singole attività di K, U e Th.
Attività totale = A (K) + A (U) + A (Th)
1 tonnellata di roccia
313 Bq/kg di K = 1% di K
12.35 Bq/kg di U = 1 ppm di U
4.06 Bq/kg di Th = 1 ppm di Th
~10 kg di K
~1g di U e Th
Gli strumenti di misura: in laboratorio
MCA_Rad System
• Rivelatori: 2 HPGe (Rel. Eff. 80%)
• Risoluzione energetica: 2.02 keV at 1.33 MeV
• Temperatura: ~ -190 °C
• Sistema di schermatura: Cu, Pb
• Volume del campione: 180 cc
• Tempo di acquisizione: ~ 1 h
• Incertezza sistematica dell’attività totale: < 5%
• Automazione: 22 campioni senza l’intervento
dell’operatore, attraverso l’utilizzo di un lettore di
codice a barre.
Gli strumenti di misura: in situ
ZaNaI_1.0L
Richieste
Soluzioni
Portatile
1L NaI(Tl) detector ~ 4 kg
zaino
Veloce
Standard acquisition time:
5 - 10 min
Lunga
autonomia
Elettronica integrata USB
Digibase (1024 channel)
Power Aut.: 6 hours
Risposta in real
time
Laptop EeePC Asus
Software Maestro
Sensori
accessori
USB GPS antenna, USB
Temp & Humidity sensor
Risoluzione
energetica
Energetic resolution 12.5% (662
keV 137Cs), 15% (122 keV 57Co)
Strumento
La radioattività nelle rocce e nei suoli:
Strategie di campionamento e strumenti di misura differenti
FORMAZIONI GEOLOGICHE
Due diversi materiali
da misurare: ROCCE
e SUOLI
Due diversi
strumenti di misura:
MCA_Rad e ZaNaI
Due diversi metodi
di analisi
DEPOSITI QUATERNARI
La carta geologica: una guida per il campionamento
Diverse classi di roccia hanno diverse affinità con gli elementi radioattivi
+
VULCANICHE ACIDE
DOLOMIE
- Silice (SiO2 )
RIOLITI
VULCANICHE BASICHE
K -U - Th
- Silice (SiO2 )
SEDIMENTARIE
TERRIGENE
-
SEDIMENTARIE
CARBONATICHE
ARENARIE
SCHIO
La pianificazione del campionamento
30 Unità
cartografiche
FORMAZIONI
GEOLOGICHE
CAMPIONI DI ROCCIA
2 Unità cartografiche
COPERTURE DETRITICHE
E FRANE
3 Unità cartografiche
DEPOSITI ALLUVIONALI
CAMPIONI DI
SUOLO
&
MISURE IN SITU
Le unità cartografiche della carta geologica sono state
utilizzate come riferimento per il campionamento, le analisi
statistiche e l’interpretazione geologica dei risultati
Archiviazione dei dati: il database
Per ogni campione sono
state archiviate le
informazioni acquisite
nelle tabelle del DB
Lat.
Long.
45.5761° 10.6792°
ID_LEG
21
U
5 ppm
Th
1.2 ppm
K
0.1 %
Archiviazione dei dati: il database
CAMPIONI DI ROCCIA
CAMPIONI DI SUOLO
MISURE IN SITU
TOTALI
UTILIZZATI
194
51
70
168
21
70
TOTALE MISURE 259
AREA DEL COMUNE DI SCHIO : 67 KM2
1 CAMPIONE PER 0.25 KM2
RICLASSIFICAZIONE DELLE UNITA’ CARTOGRAFICHE
IN FUNZIONE DEL CONTENUTO DI RADIOATTIVITA’
RICLASSIFICAZIONE DELLE UNITA’ CARTOGRAFICHE
IN FUNZIONE DEL CONTENUTO DI RADIOATTIVITA’
Percentili della distribuzione dei campioni
95
85
65
50
45
40
CARTA DELLA CONCENTRAZIONE DI POTASSIO
DOLOMIE & CALCARI
RIOLITI
Rocce vulcaniche acide
DEPOSITI QUATERNARI
(SUOLI)
Percentili
K (%)
95 - 100
3.4 - 6.2
85 - 95
2.1 - 3.4
65 - 85
1.4 - 2.1
50 - 65
1.0 - 1.4
45 - 50
0.7 - 1.0
40 - 45
0.3 - 0.7
0 - 40
0.03 - 0.3
CARTA DELLA CONCENTRAZIONE DI URANIO
Arricchimento di U nei suoli
Percentili
DOLOMIE
CALCARI
U (ppm)
85 - 100
5.2 - 29.0
65 - 85
3.5 - 5.2
50 - 65
2.8 - 3.5
35 - 50
1.8 - 2.8
25 - 35
1.3 - 1.8
15 - 25
0.9 - 1.3
0 - 15
0.2 - 0.9
CARTA DELLA CONCENTRAZIONE DI TORIO
DOLOMIE & CALCARI
Percentili
RIOLITI: Rocce
vulcaniche acide
DEPOSITI QUATERNARI
Th (ppm)
85 - 100
11.6 - 17.1
75 - 85
9.0 - 11.6
65 - 75
7.3 - 9.0
55 - 65
5.6 - 7.3
45 - 55
4.5 - 5.6
40 - 45
2.2 - 4.5
0 - 40
0.8 - 2.2
CARTA DELLA RADIOATTIVITA’ TOTALE
DOLOMIE & CALCARI ~ 100 Bq
RIOLITI
Rocce vulcaniche acide
Percentili
Attività totale
(Bq/kg)
95 - 100
1166 - 2015
85 - 95
774 - 1166
65 - 85
524 - 774
50 - 65
368 - 524
45 - 50
273 - 368
40 - 45
139 - 273
0 - 40
DEPOSITI QUATERNARI
(SUOLI)
11 - 139
