La radiació ionitzant i la vigilància radiològica ambiental

1.    La Radiació ionitzant

La radiació ionitzant és aquella que té prou energia per provocar l'excitació i la ionització dels àtoms de la matèria al seu pas. Podem parlar de 2 tipus de radiació ionitzant (o radioactivitat) segons l'origen de la radiació: natural o artificial.

Per una banda, tenim la radiació d’origen natural, que ja existia abans de l’aparició dels humans, on destaquen especialment el radó amb els seus descendents; la radiació que ens arriba de l’exterior de l’Univers, o alguns àtoms radioactius que formen part del nostre propi cos (carboni 14 o el potassi 40). Sempre convivim amb la radiació d’origen natural, sempre ens envolta.

Per altra banda tenim les radiacions d’origen artificial que són les produïdes per l’activitat humana: per exemple, el Cs-137 derivat de les bombes atòmiques que determinats països van fer explotar experimentalment a l'atmosfera entre els anys 1950, 1960 i 1970, les emissions d’accidents nuclears o irradiacions en medicina per a exploracions de radiodiagnòstic, tractaments de radioteràpia o l'ús de la medicina nuclear (aquestes suposen de llarg la major contribució a la radiació artificial que rep la població).

 

2.    La Vigilància Radiològica Ambiental

La vigilància de la radiació ambiental és necessària i preceptiva, per directives europees, atesa la seva presència i sobretot pel que fa a la radiació d'origen artificial.

La vigilància radiològica ambiental consisteix en supervisar i detectar la presència d’elements radioactius al medi ambient. Amb aquesta informació, s'avalua l’impacte radiològic ambiental de les instal·lacions nuclears i radioactives, així com la qualitat radiològica del medi ambient de tot el territori.

Per a conèixer i vigilar la qualitat radiològica del territori nacional, la Generalitat de Catalunya disposa d’una xarxa de monitors que mesuren contínuament la radiació ambiental. Les dades obtingudes s'analitzen per a garantir l’adequada qualitat radiològica ambiental i detectar ràpidament possibles increments radiològics anòmals per poder iniciar ràpidament les mesures de seguretat oportunes.

Des de 1986, la Generalitat de Catalunya té instal·lada la Xarxa de Vigilància Radiològica Ambiental de la Generalitat de Catalunya (XVRAC), formada per diferents estacions de mesura per tot el territori de Catalunya. Amb el temps, i atesos també els accidents de Txernòbil i Fukushima, i l'incident de les partícules d'Ascó, la XVRAC s'ha anat ampliant fins a l'actualitat amb equips de tecnologia avançada.

Amb la XVRAC:

·      Mesurem contínuament i en temps real de la radiació que hi ha a l’ambient, monitoritzem les 24 h al dia els valors dosimètrics, de taxa de dosi, en les proximitats de les centrals nuclears i a la resta del territori per si arribés radiació de fora de les nostre fronteres.

·      Avaluem i alertem del risc radiològic potencial per a la població i al medi ambient.

·      Vigilem l'evolució d'elements radioactius, per tal d’identificar-ne ràpidament la seva possible presència i identitat.

·      Determinem les causes dels possibles increments de radiació al medi ambient.

·      Verifiquem el compliment de la legislació en matèria de protecció radiològica ambiental.

 

3.    Tipus d’equipament i anàlisi de les dades

La XVRAC permet conèixer tant els nivells de radiació com les concentracions de radioelements concrets a l’aire (atmosfera) i, en dues de les seves estacions de mesura, també a l’aigua del riu Ebre. Està formada per estacions automàtiques que mesuren de manera contínua diferents variables radiològiques (taxa de dosi gamma o equivalent de dosi ambiental - H*(10), concentració d’activitat de certs isòtops radioactius, etc.) i variables meteorològiques (temperatura, humitat relativa, sentit i velocitat del vent, pressió atmosfèrica i precipitació).

Les estacions de mesura de la XVRAC són de diferents tipus: de mesura de la radioactivitat global en aire (mitjançant detectors Geiger-Müller i detectors d’espectrometria gamma que permet determinar els radioisòtops o radionúclids detectats), de mesura de la radioactivitat en l’aigua del riu Ebre i d'anàlisi espectromètrica gamma en continu sobre aerosols de l'aire atmosfèric.

Cada estació de mesura registra automàticament els valors de la radiació ambiental i, segons del tipus d'estació que sigui, també analitza certs isòtops concrets, cada 10 minuts i de manera ininterrompuda 24 h al dia, els 365 dies de l’any. Les dades es transmeten en temps real per a la seva verificació, anàlisi i avaluació, tasca encarregada a la Universitat Rovira i Virgili.

Amb l'estudi i anàlisi de les dades recollides:

·      Detectem les fluctuacions de la radiació natural, sobretot quan plou ja que neteja l’atmosfera i fa precipitar els isòtops naturals que hi ha en suspensió, i això fa que augmenti lleugerament la dosi “natural” rebuda.

·      Normalment i per fortuna mai veiem res de radiació d’origen artificial: es va mesurar el cas de les partícules d’Ascó de l’any 2007, i es van poder detectar traces mínimes de radiació de Fukushima. Tanmateix tenim els mitjans en atenció permanent per detectar de manera immediata si mai hi hagués algun succés radiològic i poder també identificar-ne els isòtops artificials a l'atmosfera de Catalunya i a l'aigua del riu Ebre. Durant l'accident de Txernòbil la Generalitat encara no disposava d'una xarxa en temps real prou eficient.

·      Avaluem contínuament les dades recollides per identificar i determinar les causes de possibles increments dels nivells radioactius en el medi ambient.

 

4.    Valors mesurats

Es poden consultar els valors de taxa de dosi gamma, que mesuren les estacions automàtiques de vigilància repartides per tot el territori català, web de Dades Obertes de la Generalitat de Catalunya o el mapa de valors radiològics ambientals. Les consultes es poden realitzar tant dels valors actuals com de l’històric dels valors radiològics mesurats.

 

5.    Altres Xarxes de Vigilància Radiològica Ambiental

En els següents enllaços es poden consultar les dades d’altres xarxes de vigilància radiològica ambiental:

·      Consejo de Seguridad Nuclear (CSN): https://www.csn.es/ca/mapa-de-valores-ambientales i https://www.csn.es/varios/rea/index.html

·      Comissió Europea, Plataforma Europea d’Intercanvi de Dades Radiològiques (EURDEP): https://remap.jrc.ec.europa.eu/Simple.aspx

 

 

6.    Glossari

Glossari basat en les recomanacions de la Comissió Internacional de Protecció Radiològica, document ICRP 103, per consultar les definicions de diferents magnituds emprades en la vigilància radiològica ambiental:

-       Activitat (A): Nombre de desintegracions que es produeixen per unitat de temps en un àtom inestable o en una substància radioactiva. És el valor esperat del nombre de transicions nuclears que tenen lloc en una quantitat determinada de material per unitat de temps. La unitat d’activitat en el sistema internacional (SI) és s-1 amb el nom especial de becquerel (Bq).

-       Becquerel (Bq): Nom especial per a la unitat d'activitat del SI, 1 Bq = 1 s-1 (≈ 2,7 10-11 Ci), i és equivalent a una desintegració per segon d’un cos radioactiu.

-       Dosi absorbida (D): La magnitud física fonamental, donada per:

on dε és l’energia mitjana impartida a la massa dm per la radiació ionitzant. La unitat del SI és el J kg-1 i el seu nom especial és gray (Gy).

-       Dosi efectiva (E): Permet la quantificació del dany o detriment que provoca la radiació. Es calcula a partir de la suma ponderada per teixit de les dosis equivalents a tots els teixits i òrgans especificats del cos, donada per l'expressió:

on HT o wR DT,R és la dosi equivalent a l'òrgan o teixit T, i wT és el factor de ponderació de teixit. La unitat per a la dosi efectiva és la mateixa que per a la dosi absorbida, J kg-1, i el seu nom especial és sievert, (Sv).

-       Dosi Equivalent (HT): La dosi en un òrgan o teixit T donada per:

on DT,R és la dosi absorbida mitjana deguda al tipus de radiació R a l'òrgan o teixit T, i wR és el factor de ponderació de radiació. Com que wR no té dimensions, la unitat de la dosi equivalent és la mateixa que per a la dosi absorbida, J kg-1, i el seu nom especial és sievert (Sv).

-       Equivalent de dosi ambiental, H*(10): L'equivalent de dosi ambiental en un punt d'un camp de radiació que es produiria pel corresponent camp alineat i expandit a l'esfera ICRU a una profunditat de 10 mm i sobre el radi oposat a la direcció del camp alineat. La unitat de l'equivalent de dosi ambiental és el J kg-1 i el nom especial és sievert (Sv).

-       Exposició del públic: Exposició incorreguda pels membres del públic procedent de fonts de radiació, excepte qualsevol exposició ocupacional o mèdica i la radiació natural local normal.

-       Isòtop radioactiu: Isòtop que sofreix desintegració radioactiva a causa de la seva inestabilitat nuclear.

-       Magnituds de protecció: Magnituds que la ICRP ha desenvolupat per a protecció radiològica que permeten la quantificació del grau d'exposició del cos humà a radiacions ionitzants tant per a l'exposició total o parcial del cos a radiació externa com per a la deguda a la incorporació de radionúclids.

-       Magnituds operacionals: Magnituds emprades en aplicacions pràctiques de vigilància i per investigar situacions que involucren exposicions externes. Es defineixen per a la mesura i l'assignació de dosis al cos.

-       Radiació gamma: És una forma de radiació electromagnètica, de les més energètiques de l'espectre electromagnètic, que es produeix en les desintegracions radioactives de nuclis atòmics.

-       Radioisòtop: Un radioisòtop (radionúclid, núclid radioactiu, isòtop radioactiu o isòtop inestable) és un àtom que té un excés d'energia nuclear, cosa que el fa inestable. Aquest accés d’energia pot comportar el nucli creï i emeti una nova partícula (partícula alfa o partícula beta) o l’emissió de radiació gamma des del nucli.