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Artículo de jóvenes investigadores premiado en las X Jornadas sobre Calidad en el Control de la Radiactividad Ambiental celebradas en Bilbao entre los días 19 a 22 de junio de 2018.
Determinación de 226ra en matrices complejas
AARÓN PÁRRAGA FLORO
Laboratorio de Medidas de Baja Actividad. Departamento de Ingeniería Nuclear y Mecánica de Fluidos. Universidad del País Vasco, UPV/EHU
RESUMEN: Uno de los compuestos mayoritarios que conforman las incrustaciones y lodos depositados en tuberías y demás equipa- miento utilizado en la industria petrolífera es el sulfato de bario, con el que, gracias a su comportamiento químico similar, coprecipita el Ra; elemento que posee diferentes radioisótopos, entre los cuales 226Ra es el de mayor interés. En este trabajo se estudia la aplica- bilidad de un método basado en el aislamiento del Ra y la posterior medida del 226Ra por centelleo líquido, sobre muestras complejas, mayoritariamente procedentes de la industria petrolífera.
La separación radioquímica se lleva a cabo por coprecipitación de Ba(Ra)SO4. Se estudian los rendimientos y la capacidad de aisla- miento del Ra frente a otros elementos mayoritarios (Ca, Sr, Fe y Pb) presentes en matrices tales como incrustaciones, lodos y suelos. Para la medida del 226Ra por centelleo líquido, se acondiciona la muestra mediante la disolución del precipitado final de Ba(Ra)SO4 y su inyección en el vial, con UG-F como centelleador. Se estudia la interferencia de los elementos potencialmente presentes en las
muestras tras la separación (caso del Sr y Ca) en la medida.
Se valida finalmente el método sobre muestras provenientes de intercomparaciones. Se presentan en este trabajo los resultados
obtenidos.
Palabras clave: 226Ra, NORM, coprecipitación, LSC.
ABSTRACT: One of the major compounds present in scales and sludges in oil and gas industry is barium sulfate, with which thanks to his similar chemical behavior, coprecipitates the Ra, of which the 226Ra is the most interesting isotope. In this work the applicability of a method of radiochemical separation established for aqueous samples is studied on complex samples.
The radiochemical separation is carried out by the coprecipitation of Ba(Ra)SO4. The yields and the capacity of isolation of Ra are studied against other major elements (Ca, Sr, Fe and Pb) present in matrices such as scales, sludges and soils.
226Ra is measured by liquid scintillation. The sample is conditioned to the measurement technique by dissolving the final Ba(Ra) SO4 precipitate and the subsequent injection into the vial, with UG-F as scintillator liquid. The possible interference of the elements potentially present in scales and sludges after the separation (case of Sr and Ca) in the measurement of 226Ra is studied.
The procedure is finally validated on complex samples from intercomparisons, both in their radiochemical isolation and in their measurement stage. The results obtained are presented in this work.
Keywords: 226Ra, NORM, coprecipitation, LSC.
introDucción
En la industria petrolífera, uno de los principales proble- mas que nos encontramos a la hora de la extracción del petróleo y gas es la formación de depósitos, incrusta- ciones y lodos en válvulas, tuberías y demás sistemas de conducción, lo que conlleva problemas serios, tanto a nivel operativo como a nivel económico.
Los depósitos e incrustaciones están formados por la precipitación de sales debidas a reacciones químicas pro- ducidas por cambios en la composición del agua de inyec- ción, cambios de presión y temperatura. Los lodos suelen ser emulsiones más espesas y viscosas compuestos por sales disueltas, aceites, sedimentos, arenas, etc.
Estas sales se componen generalmente de sales de Ca, Sr, Ba, Fe y Pb en forma de carbonatos, sulfatos, óxidos, fosfatos e incluso silicatos; en general, sales con baja o muy baja solubilidad en agua. Una de las sales mayorita- rias es el sulfato de bario, con el cual, gracias a su compor-
tamiento químico similar, coprecipita el Ra, objeto de este análisis [1].
El Ra, generado a partir de las cadenas naturales de U y Th, al ser relativamente soluble y por tanto móvil, es arrastrado en la extracción de petróleo y gas con el agua de inyección y se va depositando en la red de tuberías en forma de lodos e incrustaciones.
Existen diferentes métodos para la determinación del Ra. Los métodos habituales en la separación radioquímica del Ra son la coprecipitación, la extracción líquido-líquido, la extracción en fase sólida y la cromatografía iónica. De entre los isótopos de este elemento, el 226Ra es el radionúclido de mayor interés desde el punto de vista radiológico, debido tanto a su período como a sus propias emisiones y a aque- llas procedentes de sus descendientes.
La detección y medida del 226Ra se puede llevar a cabo por espectrometría gamma, con o sin separación radioquímica previa, de manera directa o a través de sus descendientes.
DETERMINACIÓN DE 226Ra EN MATRICES COMPLEJAS
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