Desarrollo de procedimientos rápidos de ensayo para la vigilancia radiológica ambiental en situaciones de emergencia

Abstract

[ES] Ante posibles emergencias nucleares o radiológicas, los gobiernos u organizaciones internacionales han de disponer de planes de actuación para asegurar la protección de los trabajadores, el público, el personal de intervención y el medioambiente. Además, existe una preocupación creciente por posibles ataques terroristas o actos malintencionados con empleo de fuentes radiactivas o fuentes huérfanas, por lo que es necesario que exista una correcta gestión de la emergencia. En particular, se debe llevar a cabo la evaluación ambiental de la contaminación para establecer cuáles han sido las zonas afectadas y cuál es el nivel de la contaminación en cada una de las matrices o compartimentos medioambientales, como son el aire, agua, suelo, alimentos o vegetación. Este es el objetivo principal de los planes de vigilancia radiológica ambiental en emergencias. La presente Tesis doctoral aporta el desarrollo de procedimientos rápidos de ensayo para llevar a cabo una evaluación de la contaminación producida por una emergencia radiológica o nuclear en diferentes matrices ambientales. En primer lugar, se ha llevado a cabo un estudio de la metodología de actuación en emergencias radiológicas, teniendo en cuenta por un lado las matrices ambientales a analizar, y por otro, el término fuente o radionucleidos a determinar en una emergencia. En concreto, se presenta el estudio del posible término fuente presente en un accidente en una central nuclear, un acto malintencionado con empleo de fuentes huérfanas, "bombas sucias" o dispositivos nucleares improvisados y un accidente en una instalación radiactiva de la Comunitat Valenciana. De los resultados de dicho estudio se han seleccionado los procedimientos a desarrollar en la Tesis doctoral. Como método de screening o cribado, se han puesto a punto diferentes procedimientos rápidos para el análisis de la actividad alfa total y beta total en muestras de agua, aerosoles, suelos y vegetación. Además, se han establecido protocolos de actuación para evaluar el nivel de emergencia en función de los límites de cribado indicados en normativa o guías internacionales y del fondo radiológico propio de la zona de Valencia. Por último, una vez establecido el origen alfa y/o beta de la emergencia, se propone el uso de los métodos desarrollados para la medida de radionucleidos específicos, como son los procedimientos rápidos de determinación de radioestroncio en muestras de leche, aerosoles y vegetación empleando resinas de centelleo plástico; y también el procedimiento rápido puesto a punto para la determinación secuencial de uranio y plutonio en muestras de suelos y sedimentos basado en el pretratamiento con fusión. El trabajo realizado en esta Tesis doctoral se enmarca dentro de la beca de "Formación de Personal Investigador (FPI)-Subprograma 1 de la convocatoria de 2015" financiada por la Universitat Politècnica de València; y dentro de los Convenios de colaboración firmados desde 2016 hasta la actualidad, entre la Agencia Valenciana de Seguridad y Respuesta a Emergencias y la Universitat Politècnica de València para el "Desarrollo del Plan de Vigilancia Radiológica en Emergencias".

[CA] Davant de possibles emergències nuclears o radiològiques, els governs o organitzacions internacionals han de disposar de plans d'actuació per a assegurar la protecció dels treballadors, el públic, el personal d'intervenció i el medi ambient. A més, hi ha una preocupació creixent per possibles atacs terroristes o actes malintencionats amb l'ús de fonts radioactives o fonts òrfenes, per la qual cosa és necessari que existisca una correcta gestió de l'emergència. En particular, s'ha de dur a terme l'avaluació ambiental de la contaminació per a establir quins han sigut les zones afectades i quin és el nivell de la contaminació en cada una de les matrius o compartiments mediambientals, com són l'aire, aigua, sòl, aliments o vegetació. Este és l'objectiu principal dels plans de vigilància radiològica ambiental en emergències. La present Tesi doctoral aporta el desenvolupament de procediments ràpids d'assaig per a dur a terme una avaluació de la contaminació produïda per una emergència radiològica o nuclear en diferents matrius ambientals. En primer lloc, s'ha dut a terme un estudi de la metodologia d'actuació en emergències radiològiques, tenint en compte per un costat les matrius ambientals a analitzar, i d'un altre, el terme font o radionúclids a determinar en una emergència. En concret, es presenta l'estudi del possible terme font present en un accident en una central nuclear, un acte malintencionat amb l'ús de fonts òrfenes, "bombes brutes" o dispositius nuclears improvisats i un accident en una instal·lació radioactiva de la Comunitat Valenciana. Dels resultats de l'estudi s'han seleccionat els procediments a desenvolupar en la Tesi doctoral. Com a mètode de screening o exploració, s'han posat a punt diferents procediments ràpids per a l'anàlisi de l'activitat alfa total i beta total en mostres d'aigua, aerosols, sòls i vegetació. A més, s'han establit protocols d'actuació per a avaluar el nivell d'emergència en funció dels límits d'exploració indicats en normativa o guies internacionals i del fons radiològic propi de la zona de València. Finalment, una vegada establit l'origen alfa y/o beta de l'emergència, es proposa l'ús dels mètodes desenvolupats per a la mesura de radionúclids específics, com són els procediments ràpids de determinació de radioestronci en mostres de llet, aerosols i vegetació emprant resines de centelleig plàstic; i també el procediment ràpid posat a punt per a la determinació seqüencial d'urani i plutoni en mostres de sòls i sediments basat en el pretractament amb fusió. El treball realitzat en esta Tesi doctoral s'emmarca dins de la beca de "Formación de Personal Investigador (FPI)-Subprograma 1 de la convocatoria de 2015" finançada per la Universitat Politècnica de València; i dins dels Convenis de col·laboració firmats des de 2016 fins a l'actualitat, entre l'Agència Valenciana de Seguretat i Resposta a Emergències i la Universitat Politècnica de València per al "Desenvolupament del Pla de Vigilància Radiològica en Emergències".

[EN] In the event of possible nuclear or radiological emergencies, governments or international organizations must develop an emergency response preparedness to ensure the protection of workers, public, intervention personnel and environment. In addition, there is growing concern about possible terrorist attacks or malicious acts using radioactive or orphan sources, so a proper emergency management is necessary. In particular, the assessment of environmental contamination should be carried out to establish which areas have been affected and determine the level of contamination in each of the matrices or environmental compartments, such as air, water, soil, food or vegetation. This is the main objective of the emergency environmental radiological surveillance plans. This PhD thesis provides the development of rapid testing procedures to evaluate the contamination produced by a radiological or nuclear emergency in different environmental matrices. Firstly, a study of the methodology of radiological emergencies response has been developed, taking into account, on the one hand, the environmental matrices to be analyzed, and on the other hand, the term source or radionuclides to be determined in an emergency. Specifically, several source terms are studied produced as a consequence of an accident at a nuclear power plant, a malicious act using orphan sources, "dirty bombs" or improvised nuclear devices, and an accident in a radioactive facility in the Valencian Community. From the results of this study, the procedures to be developed in the PhD thesis have been selected. As a screening method, different rapid procedures have been developed for the analysis of gross alpha and gross beta activity in samples of water, aerosols, soil and vegetation. In addition, response protocols have been established to assess the level of emergency according to the screening limits suggested in the international regulations or guidelines and the radiological background of the Valencia area. By last, once the alpha and/or beta origin of the emergency has been found out, the methods developed for the specific radionuclides measurement should be used. For example, the rapid methods for radiostrontium analysis in milk samples, aerosols and vegetation using plastic scintillation resins; and also the rapid procedure developed for the sequential determination of uranium and plutonium in soil and sediment samples based on fusion pretreatment. The work carried out in this PhD thesis is enclosed into the grant of "Formación de Personal Investigador (FPI)-Subprograma1 de la convocatoria de 2015" supported by the Universitat Politècnica de València. And it is also within the collaboration agreements signed from 2016 to the present, between the Valencian Agency for Security and Emergency Response and the Universitat Politècnica de València for the "Development of the Emergency Radiological Surveillance Plan".