Centro di Formazione Professionale del Radon

I RIVELATORI A TRACCE E IL PROBLEMA DEGLI EFFETTI DI FADING E DI AGEING

Ing. Gianluca Troiano, Ingegnere Nucleare – Esperto di Radioprotezione, Esperto in Interventi di Risanamento

Il più comune sistema di misurazione della concentrazione di attività di radon nel lungo periodo è quello che impiega rivelatori “a tracce nucleari” (SSNTD, Solid State Nuclear Tracks Detector), più comunemente noti come CR-39. Si tratta di un materiale polimerico nella forma di “polyallyl diglycol carbonate” che, al passaggio delle particelle Alpha emesse dal radon, viene ionizzato lasciando delle “tracce” nella sua struttura. Attraverso un attacco chimico le tracce vengono scavate e assumono una caratteristica forma circolare o conica e diventano visibile tramite un microscopio ottico. Il numero di tracce per centimetro quadro così determinate, risulta proporzionale all’esposizione del rivelatore al radon. Ovviamente in base a come è realizzato il materiale, il rivelatore avrà una sensibilità differente (a parità di esposizione al radon, cambia il numero di tracce per centimetro quadro che si formano).

    

  A sinistra un rivelatore CR39, a destra un’immagine a microscopio delle trace sul CR39

Quando i rivelatori a tracce per misurare la concentrazione di attività di radon sono impiegati nel lungo periodo, si devono prendere in considerazione due parametri che potrebbero causare errori nella misura: l’effetto di FADING e l’effetto di AGEING. Vediamo di cosa si tratta.


Effetto di FADING
Si tratta di un fenomeno per il quale una traccia formatasi a seguito del passaggio di una particella Alpha nel materiale si può ricomporre (anche parzialmente) con la conseguenza che la sua dimensione dopo l’attacco chimico ha una dimensione troppo ridotta e viene scartata. La probabilità che una traccia formatasi possa ricomporsi aumenta con il passare del tempo.


Effetto di AGEING
Si tratta di un fenomeno per il quale, con il passare del tempo e quindi con l’invecchiamento del rivelatore a tracce, nel materiale si formano meno tracce a parità di esposizione. In pratica con l’invecchiamento del rivelatore il materiale perde di sensibilità.
Entrambi gli effetti mostrano un aggravamento con l’aumentare della temperatura a cui sono conservati prima, durante e dopo il monitoraggio (prima dell’attacco chimico).


Cosa si può fare per limitare le conseguenze di tali effetti?
Innanzitutto, il laboratorio che fornisce e analizza i rivelatori deve avere cura di conservare i rivelatori a temperature inferiore a -15°C, sia prima dell’invio al Cliente sia alla loro ricezione in attesa dell’attacco chimico.
Deve inoltre valutare quanto gli effetti di FADING a di AGEING influiscono sull’errore di misura e indicare di conseguenza al Cliente un termine entro il quale restituire i rivelatori al fine di garantire misurazioni con incertezze accettabili.
Infine, può applicare fattori correttivi che tengano conto dell’effettivo tempo di esposizione dei rivelatori, per correggerne la risposta.


Prova valutativa del Politecnico di Milano
Nel 2022 il Politecnico di Milano ha organizzato la Prova Valutativa Accreditata: “Dispositivi per la misura della concentrazione di radon integrata nel tempo per verifica aging/fading su due livelli di esposizione”.
La prova consente ai laboratori di verificare la propria capacità di tenere conto degli effetti di Fading ed Ageing nel processo di misurazione.
Alla prova hanno partecipato 17 laboratori da paesi di tutto il mondo (inclusi Giappone e Australia!).
Sei set di rivelatori sono stati esposti in diverse condizioni:

  • 2 set sono stati sottoposti a due diversi livelli di esposizione e restituiti in breve tempo al laboratorio per l’analisi (valutazione della risposta senza effetti di fading ed ageing)
  • 2 set sono stati sottoposti a due diversi livelli di esposizione, conservati per 6 mesi a temperatura ambiente e successivamente restituiti al laboratorio per l’analisi (valutazione della risposta con effetto di fading e senza effetto di ageing)
  • 2 set sono stati conservati per 6 mesi a temperatura ambiente, successivamente sottoposti a due diversi livelli di esposizione e infine al laboratorio per l’analisi (valutazione della risposta senza effetto di fading e con effetto di ageing).

In base ai risultati comunicati dal laboratorio, per ogni set esposto è stato attribuito al laboratorio giudizio secondo questo criterio:

A – Ottimi risultati per tutti gli indicatori
B – Buoni risultati, nessuna azione suggerita
C – Risultati discreti, si suggerisce un doppio controllo dei dati
D – Risultati accettabili, si suggerisce una revisione dettagliata dei dati
E – Risultati critici, si suggerisce una revisione dell’intero processo
F – Risultati non accettabili: identificare le ragioni e prendere contromisure

 

Il laboratorio Niton ha partecipato alla prova valutativa e siamo lieti di comunicare ai Clienti che utilizzano il loro servizio che ha ottenuto un giudizio A per tutti i set in tutte le condizioni di esposizione, affermandosi tra i migliori e confermando lo standard elevato nella qualità del proprio sistema di misura.

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