Evaluation of the liquid scintillation spectrometry method for measurement of the gross alpha and beta activities in water: application to drinking water from Goiás state, Brazil

A review to determine the gross alpha and beta in water by using liquid scintillation spectrometry is presented. The main factors that influence the accuracy and repeatability of the analytical results are: thermal pre-concentration, acid type, counting window, and calibration standard. Accordingly, an analytical procedure was established and carried out to samples of the public water supplies in the state of Goiás, Brazil, to evaluate the gross alpha and beta radioactivities. The statistical summary of data was conducted by using analysis methods of censored data. The results comply with the guideline values from the Brazilian Department of Health.

Keywords:
liquid scintillation counting; gross alpha; gross beta; water

Authorship

Raquel Maia Mingote

Mestre em Ciências e Técnicas Nucleares, Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN) - Belo Horizonte (MG), Brasil.Centro de Desenvolvimento da Tecnologia NuclearBrasilBelo Horizonte, MG, BrasilMestre em Ciências e Técnicas Nucleares, Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN) - Belo Horizonte (MG), Brasil.

Heliana Ferreira da Costa

Tecnológa em Gestão Ambiental, Centro Regional de Ciências Nucleares do Centro-Oeste (CRCN-CO) - Abadia de Goiás (GO), Brasil.Centro Regional de Ciências Nucleares do Centro-OesteBrasilAbadia de Goiás, GO, BrasilTecnológa em Gestão Ambiental, Centro Regional de Ciências Nucleares do Centro-Oeste (CRCN-CO) - Abadia de Goiás (GO), Brasil.

Endereço para correspondência: Raquel Maia Mingote - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN), Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) - Caixa Postal 941- 30161-970 - Belo Horizonte (MG), Brasil - E-mail: raquel.mingote@cdtn.br

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Figura 1:
Interferências alfa (τα), beta (τβ) e total (τ) em função do valor de pulse shape analyser (PSA) para ²⁴¹Am e ⁹⁰Sr/⁹⁰Y em HCl 0,1 mol.L^-1 e coquetel Optiphase Hisafe 3 na razão 8:12 mL, frasco de polietileno.

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Figura 2:
Espectros alfa e beta em pulse shape analyser (PSA) 80 para padrão de ²⁴¹Am em HCl 0,1 mol.L^-1 e coquetel Optiphase Hisafe 3 na razão 8:12 mL, frasco de polietileno.

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Figura 3:
Espectros alfa e beta em pulse shape analyser (PSA) 80 para padrão de ⁹⁰Sr/⁹⁰Y em HCl 0,1 mol.L^-1 e coquetel Optiphase Hisafe 3 na razão 8:12 mL, frasco de polietileno.

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Figura 4:
Espectros alfa e beta por espectrometria de cintilação em meio líquido de amostra de água do Programa Nacional de Intercomparação para Determinação de Radionuclídeos em Amostras Ambientais, PNI/IRD/CNEN para análise de alfa e beta total, rodada de agosto/2011.

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Figura 5:
Espectros alfa e beta por espectrometria de cintilação em meio líquido de amostra de água.

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Tabela 1:
Parâmetros de determinação das atividades alfa e beta total por espectrometria de cintilação em meio líquido.

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Tabela 2:
Atividade alfa total (Bq.L^-1) por espectrometria de cintilação em meio líquido e desempenho analítico no Programa Nacional de Intercomparação para Determinação de Radionuclídeos em Amostras Ambientais.

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Tabela 3:
Atividade beta total (Bq.L^-1) por espectrometria de cintilação em meio líquido e desempenho analítico no Programa Nacional de Intercomparação para Determinação de Radionuclídeos em Amostras Ambientais.

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Tabela 4:
Resumo dos dados das atividades alfa e beta total (Bq L^-1) em águas de Goiás

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Tabela 5:
Resumo estatístico das atividades alfa e beta total (Bq.L^-1) em águas de Goiás, usando três métodos de estimação.

Figura 1: Interferências alfa (τα), beta (τβ) e total (τ) em função do valor de pulse shape analyser (PSA) para ²⁴¹Am e ⁹⁰Sr/⁹⁰Y em HCl 0,1 mol.L^-1 e coquetel Optiphase Hisafe 3 na razão 8:12 mL, frasco de polietileno.

Figura 2: Espectros alfa e beta em pulse shape analyser (PSA) 80 para padrão de ²⁴¹Am em HCl 0,1 mol.L^-1 e coquetel Optiphase Hisafe 3 na razão 8:12 mL, frasco de polietileno.

Figura 3: Espectros alfa e beta em pulse shape analyser (PSA) 80 para padrão de ⁹⁰Sr/⁹⁰Y em HCl 0,1 mol.L^-1 e coquetel Optiphase Hisafe 3 na razão 8:12 mL, frasco de polietileno.

Figura 4: Espectros alfa e beta por espectrometria de cintilação em meio líquido de amostra de água do Programa Nacional de Intercomparação para Determinação de Radionuclídeos em Amostras Ambientais, PNI/IRD/CNEN para análise de alfa e beta total, rodada de agosto/2011.

Figura 5: Espectros alfa e beta por espectrometria de cintilação em meio líquido de amostra de água.

Tabela 1: Parâmetros de determinação das atividades alfa e beta total por espectrometria de cintilação em meio líquido.

^aAs incertezas correspondem a um desvio padrão de três replicatas de branco e padrões contados em dois períodos de intervalo de sete dias. Valores de background obtidos em 2014. PSA: pulse shape analyser.

Tabela 2: Atividade alfa total (Bq.L^-1) por espectrometria de cintilação em meio líquido e desempenho analítico no Programa Nacional de Intercomparação para Determinação de Radionuclídeos em Amostras Ambientais.

^aAs incertezas correspondem a um desvio padrão. ^b: D = desvio normalizado, utilizado como parâmetro de avaliação e calculado pela expressão ^c: CV = coeficiente de variação, definido por

onde su e s são o desvio padrão dos valores de referência e experimental, respectivamente.

Tabela 3: Atividade beta total (Bq.L^-1) por espectrometria de cintilação em meio líquido e desempenho analítico no Programa Nacional de Intercomparação para Determinação de Radionuclídeos em Amostras Ambientais.

^a,bJanela de contagem beta: (a) 400 - 1.000; (b) 1 - 1.000. As incertezas correspondem a um desvio padrão. ^cD = desvio normalizado, utilizado como parâmetro de avaliação e calculado pela expressão ^d: CV = coeficiente de variação, definido por

onde su e s são o desvio padrão dos valores de referência e experimental, respectivamente.

Tabela 4: Resumo dos dados das atividades alfa e beta total (Bq L^-1) em águas de Goiás

Tabela 5: Resumo estatístico das atividades alfa e beta total (Bq.L^-1) em águas de Goiás, usando três métodos de estimação.

^aNúmero de dados = 225; pct.cen: percentagem de dados censurados. ROS: regressão em estatística de ordem; MLE: estimativa por máxima verossimilhança.

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Evaluation of the liquid scintillation spectrometry method for measurement of the gross alpha and beta activities in water: application to drinking water from Goiás state, Brazil

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[1] Endereço para correspondência: Raquel Maia Mingote - Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN), Comissão Nacional de Energia Nuclear (CNEN) - Caixa Postal 941- 30161-970 - Belo Horizonte (MG), Brasil - E-mail: raquel.mingote@cdtn.br