Radiación Natural: Materiales Radiactivos Naturales (NORM)

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1 Radiación Natural: Materiales Radiactivos Naturales (NORM)
Suances, 4-8 Julio 2005 IV Workshop “Radiación Natural y Medio Ambiente” Radiación Natural: Materiales Radiactivos Naturales (NORM) David Cancio (CIEMAT) Jefe Protección Radiológica del Público y Medio Ambiente Miembro del Grupo de Expertos Art 31 del tratado EURATOM Miembro del Comité 4 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) 1

2 ¿ Que es NORM ? “Normally Occurring Radioactive Materials”
Todos los materiales radiactivos naturales en los cuales las acciones humanas han incrementado su potencial de exposición con respecto a la situación no alterada. Importante: La concentración de actividad puede o no haberse incrementado. 2

3 Actividades industriales que podrían dar lugar a materiales NORM
Minería y tratamiento del Uranio (es una práctica ya controlada). Aplicaciones de Radio y Torio. Industria de los fosfatos. Minería y fundición de metales. Extracción de petróleo y gas. Minería del carbón y generación de energía. Industria de tierras raras y titanio. Circonio, (silicatos, óxidos) y cerámicas. Materiales de construcción. Depuración de aguas. 3

4 El Alcance del Sistema de Protección Radiológica (ICRP)
Objeto: la radiación ionizante Ahora incluye a la radiación natural (cósmica,radón en viviendas, irradiación, gamma, etc ) Con respecto a la radiación natural Todavía se presenta una cuestión fundamental ¿Qué se debería controlar?, ¿Cuál es el alcance? Exclusión Se excluye la irradiación que no es susceptible de control. 4

5 La Norma Básica Europea y el Reglamento Español incluyen en el Título VII
Actividades laborales Cuando producen un incremento significativo en la exposición de trabajadores ó público. ¿ Qué es un “ incremento significativo “ ? 5

6 ICRP 60 incluye Prácticas minería y tratamiento de Uranio
Intervención sólo radón en viviendas y lugares de trabajo Prácticas minería y tratamiento de Uranio El principio fundamental que se utiliza es “exclusión” y no “exención”. 6

7 ICRP 65 Y 75 ICRP 75 (ocupacional)
Guía cuantitativa para niveles de Radón (viviendas y lugares de trabajo). El concepto que aplica es que sea “controlable” y no por el incremento tecnológico de la concentración de actividad. ICRP 75 (ocupacional) Aproximación similar para materiales. Considera a las tripulaciones aéreas. 7

8 ICRP 82 Exposición prolongada del público.
Incluye la radiación natural y artificial. Considera la dosis total existente ( “essentially uncontrollable or unamenable to control” ) Entonces: todas las exposiciones están explicitamente incluidas excepto las fuentes que son “esencialmente no controlables” 8

9 (es un concepto relativo)
En resumen: La idea fundamental es que se pueda controlar (es un concepto relativo) Se centra en actividades humanas extracción, uso de materiales naturales, etc. Algunas exposiciones son claramente controlables La exclusión es el concepto mas relevante. (atención a otros contaminantes no radiactivos.) 9

10 Control ¿que significa?
No es un concepto absoluto en sí mismo. Se requiere sopesar costes y beneficios. Depende de las circunstancias. No parece posible establecer un sólo valor de dosis para todas las situaciones. ¡ La radiactividad está en todas partes ! 10

11 Exclusión Muchas fuentes naturales no son controlables.
Ejemplos muy claros: Rayos cósmicos a nivel del suelo. Concentración en la corteza terrrestre no alterada. K-40 en el cuerpo humano. 11

12 Posibilidad del control “operativo” (establecer un nivel de exclusión)
Niveles naturales típicos Concentración de Actividad 12

13 El caso del Radón (ICRP 65, Recomendaciones CE de 1990)
Establecen Niveles de Acción para intervención. En el trabajo define cuando se trata de una práctica. Rangos de concentraciones (no un valor único). Implican dosis 3-10 mSv/año. Nivel de Acción = Nivel de exclusión CE 200 Bq/m3 en vivendas nuevas, 1000 Bq/m3 en ambientes de trabajo. 13

14 Caso de los materiales NORM en lugares de trabajo
Están incluídos U, Th, Ra en minerales Otros materiales requerirían ser especialmente considerados. ICRP 75 ICRP-75, usa 1-10 Bq/g para decidir cuando la exposición debería ser considerada como práctica. Recomendaciones CE deducen niveles de “referencia” (1-6 mSv/año) y niveles de criba en Bq/g. Aquí también hay un rango de dosis. Europa 14

15 ¿ Público ? No están claros los niveles a considerar.
Dependen de las circunstancias. Dependen de la posibilidad de control. Radón en viviendas ~ 3 mSv/año Materiales de construcción mSv/año Contenido en agua potable mSv/año Exención/desclasificación mSv/año Se llaman Niveles de Acción, Niveles indicativos, de referencia, etc, ¡ Confusión con las denominaciones ! 15

16 MARCO EUROPEO (Desarrollo de los criterios de ICRP)
Directiva sobre productos para la construcción (1998) Guía sobre radiactividad en materiales de construcción de viviendas (RP ) Recomendación CE sobre Radón en viviendas (1990) Directiva sobre agua potable (1998) Dósis indicativa y requerimientos de medidas Recomendación sobre Radón en aguas potables. Directiva sobre Normas Básicas de Protección EURATOM (1996) Guías para la aplicación del Título VII (incremento Significativo de exposición a radiación natural de trabajadores y público) Recomendación sobre uso práctico de la exención y desclasificación (RP 122, Parte II: Radiactividad Natural). 16

17 Recomendación CE sobre Radón en viviendas (1990)
Niveles de Referencia 400 Bq/m3 para viviendas existentes Si se excede acciones de remedio simples y 200 Bq/m3 para viviendas de nueva construcción. (después de 1990) Lugares de trabajo Bq/m3 17

18 Directiva (89/106/EEC) sobre materiales para construcción (1998)
Guía (EURATOM) sobre radiactividad natural en materiales de costrucción (Radiation Protection 112, 1999) (se conocía la utilización de cenizas volantes de la combustión del carbón, subproductos de yeso y ciertos barros producidos en grandes volúmenes) Se definió un Indice de concentración (I) basado en el exceso de dosis gamma (respecto al exterior) I = CRa 300 Bq kg-1 CTh 200 Bq kg-1 CK 3000 Bq kg-1 Además Rn < 200 Bq m-3 Consideraciones especiales para reciclado subproductos y piedras naturales I < 0.5 ninguna restricción ( 0.3 mSv/a ) I < 1 ( 1 mSv/a ) - 18

19 CONCENTRACIONES EN MATERIALES HABITUALES PARA LA CONSTRUCCION
Materiales de construcción comunes 226 Ra 232Th 40 K Hormigón 40 30 400 240 190 1570 Hormigón aireado de bajo peso 60 430 2200 1600 Ladrillos de arcilla roja 50 670 200 2000 Ladrillos de limos / arenas 10 330 25 29 700 Piedra natural 640 100 140 1040 Yeso natural 54 280 Materiales de construcción de subproductos industriales Fosfoyesos 390 20 1100 160 300 Escorias de horno 270 70 2100 340 1000 Cenizas volantes del carbón 90 540 1110 1450 Valores normales de concentración de actividad (Bq/kg) Valores máximos de concentración Referencia: STUK-Finland, 1997 (para UE) 19

20 DOSIS EXTERNA DEBIDO A LOS MATERIALES
(vivienda hecha sólo con hormigón, dosis que excede a la recibida al aire libre para una ocupación de 7000 horas al año) 20

21 21

22 Directiva sobre Agua Potable
Dosis indicativa total = 0.1 mSv/a Se excluye radón y descendientes, tritio, K-40 Criba (screening) beta : 1 Bq l-1 alfa : 0.1 Bq l-1 (excluidos H-3 y K-40) (sólo por propiedades radiológicas) Si > 20 % de niveles de referencia se evalúa la dosis Concentraciones de referencia U-238 : 3 Bq/l U-234 : 3 Bq/l Ra-226: 0.5 Bq/l (no aprobadas todavía en europa, sí están en el RD español) ATENCIÓN: OMS para el Uranio=15 mg/l por toxicidad química. (equivale a 0,.2 Bq/l U-238 y 0.2 Bq/l de U-234) 22

23 Recomendación CE sobre Radón en Agua Potable
CRn < 100 Bq/l ninguna restricción CRn > 1000 Bq/l se requiere acción (abastecimiento público) Concentraciones de referencia Po-210 :0.1 Bq/l Pb-210 :0.2 Bq/l Acciones de remedio (incluye a otros radionucléidos) Protección de trabajadores en tratamiento de aguas Para abastecimiento individual (referencia 1000 Bq/l) 23

24 DIRECTIVA 96/29/EURATOM 13 Mayo 1996
NORMAS BASICAS No aplica Exposición al Radón en las viviendas (existe Recomendación de 1990) Exposición a niveles naturales de radiación (radionucleidos en el cuerpo humano, rayos cósmicos a nivel del suelo, exposición sobre nivel del suelo a los radionúclidos presentes en la corteza terrestre no alterada ) 24

25 En lo que se refiere a radiactividad natural
El Ámbito de Aplicación de las Normas Basicas es: a) Como PRACTICA Utilización de radionucleidos naturales… “que son o hayan sido procesados por sus propiedades radiactivas, físiles o fértiles” (importante consecuencia en Exencion / Desclasificación) b) Como Actividades Laborales (TITULO VII) No cubiertas en la categoría anterior en las cuales la presencia de radiactividad natural conlleva un incremento significativo de la exposición de los trabajadores o de los miembros del público. c) Como Intervenciones En caso de emergencias o exposición persistente resultante de situaciones accidentales, del ejercicio de practicas o actividades laborales del pasado. 25

26 Control Regulador Art. 3: Declaración
(excepto : Exención-AnexoI y materiales resultantes de evacuaciones autorizadas). Art. 4: Autorización Art. 5: Autorización y posible desclasificación (dispensa) para la eliminación, reciclado o reutilización. 26 8 25 17

27 RADIACION NATURAL ¡ Hasta ahora ! Se debería armonizar mas.
(gran flexibilidad a las autoridades de cada país) ¡ Hasta ahora ! Se debería armonizar mas. ALCANCE MUY AMPLIO (Incluye al público) OBLIGA A IDENTIFICAR SITUACIONES MEDIDAS CORRECTORAS ( ¿ PRÁCTICAS? ) 27

28 INDUSTRIAS NORM * (procesan materiales naturalmente radiactivos)
Identificación por tipo de industría por concentración de actividad en los materiales niveles de criba radionúclidos indicadores (screening) Niveles de Referencia 1 y 6 mSv/año para trabajadores * Publicación Radiation Protection 95 28

29 Niveles de Referencia para la identificación de actividades laborales (NB-Título VII Radiación Natural Alcance del control regulador Niveles indicadores Normal Improbable a 1 mSv/a 6 mSv/a < a: no necesario banda a-b: nivel bajo banda b-c: nivel más alto > c: no debe permitirse b 6 mSv/a 20 mSv/a c 20 mSv/a 50 mSv/a d 50 mSv/a 29

30 EJEMPLOS DE NIVELES DE “CRIBA” PARA VARIAS INDUSTRIAS
Valores “criba” (Bq/g) Industria Fosfato Ferro-Niobio Fundición de estaño Arenas de Zirconio Extracción de tierras raras Productos de Torio Pigmentos de TiQ2 Extracción petróleo y gas Ejemplo de material Mineral Pirocloro Pb/Po precipitado refractarios Arena monacítica Camisas de gas Cubas de Incrustaciones con Radio Radionu- cleido indicador U-238 * Th - 232 Pb * U-238* Th-232 Ra-226 * Improbable 1 mSv/a 0.08 0.1 70 0.6 200 1 3 Improb. 6 mSv/a normal  1 0.2 400 0.3 2 300 6 10 20 mSv/a normal  6 1000 2000 20 50 50 mSv/a normal  20 4 3000 30 6000 60 100 * Se asume equilibrio con hijos cortos 310

31 USO DE LOS VALORES DE CRIBA
Identificar Radionúclidos Nivel a No requiere Control Nivel d Ver reducción dosis. Si excede límites, no debe permitirse Nivel b Ver si pueden reducirse las dosis Controles simples Nivel c Puede ser necesario establecer zonas controladas 31

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33 DECLARACIÓN Y AUTORIZACIÓN
Identificación de las industrias por cada Estado Mienbro Para los tipos de industrias identificados Declaración cuando las concentraciones de actividad exceden un cierto valor Autorización con respecto a: condiciones de exposición gestión de los residuos productos 33

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35 Niveles Generales de desclasificación de materiales
Radionúclido kBq/Kg U-natural U-238+ Th-230 Ra-226+ Pb-210+ U-235 sec U-235+ Pa-231 Ac-227+ Po-210 Th-232 sec Th-232 Ra-228+ Th-228+ K-40 0.5 5 10 1 incremento de dosis de 300 μSv excluye: Rn en aire agua de bebida fondo natural (UNSCEAR) 35

36 OPCIONES Evaluación específica por tipo de industria
SELECCIÓN de industrias e identificación del grado de control para los trabajadores (posible uso de niveles de referencia) Aplicación de niveles genéricos de exención-desclasificación. 36

37 Consenso internacional (2004)
Novedades Actuales OIEA - Guía de Seguridad RS-G-1.7 Consenso internacional (2004) Utiliza el concepto de Exclusión * Aplica al cabeza de serie en equilibrio secular o al padre de subseries tales como Ra-226 K Bq/g U , U , Th Bq/g 238 235 232 * Dosis a individuos no se espera que superen 1 mSv/año (excluye al radón) 37

38 Posibles Acciones Recomendaciones europeas se basan en exclusión y desclasificación Se ha propuesto al Grupo de Expertos Art EURATOM adoptar los valores de la Guía RS-G-1.7 (Mayo 2004) La armonización internacional es fundamental (los valores no son tan diferentes en radiactividad natural) El tema está en estudio 38

39 Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP)
Borrador de Recomendaciones 2005 Confirma los valores máximos del ICRP-65 como “restricciones máximas” para el Rn-222. Viviendas Bq/m3 Lugares de trabajo 1500 Bq/m3 Las autoridades deben optimizar y definir Niveles de acción (en UE 200 y 1000 Bq/m3) - ICRP recomienda que deben considerarse como Niveles de exclusión. Recomienda valores de exclusión ( 1Bq/g para series naturales, 10 Bq/g para K-40). ¡ AHORA ! ICRP quiere cambiar ese criterio de exclusión de 1 Bq/g debido a comentarios al borrador 39

40 Ejemplos y posible actuación Candidatos para exclusión
Minería y minerales 1 10 100 1 000 10 000 Frecuencia Concentración Bq/kg Nivel de exclusión o desclasificación Inscrustaciones de Ra minerales de U metales Candidatos para exclusión fosfatos monacitas 40

41 Posible actuación Minería y minerales
Evaluar los posibles escenarios de exposición Si la concentración es menor de 1000 Bq/kg (1 Bq/g) puede no ser necesaria ninguna acción Considerar al Rn por separado (si está por debajo de 1000 Bq/m3, puede excluirse) 41

42 Ejemplos y posibles actuación
Concentración de Rn en lugares de trabajo Nivel de Acción para lugares de trabajo Frecuencia excluido Concentración Bq/m3 42

43 Posible actuación Radón en edificios Usar los niveles de acción
Lugares de trabajo: 1000 Bq/m3 Viviendas: 200 / 400 Bq/m3 Si la concentración media está por debajo del nivel de acción, puede excluirse Si se excede, puede considerarse la intervención para reducir las exposiciones Si no pueden reducirse, puede ser necesario aplicar los requisitos para prácticas 43

44 Posible actuación Trabajo con materiales que contienen radiactividad natural (NORM) Evaluar las dósis. Si la concentración es menor de 1 Bq/g puede no ser necesario controlar. Considerar al Rn por separado: aplicar el nivel de acción 1000 Bq/m3 - Si está por debajo puede excluirse. 44

45 Ejemplos y posibles actuaciones
Rayos cósmicos y tripulación de aviones 2 4 6 8 Número de Tripulantes Dósis efectiva mSv/a Dosis depende de: rutas tiempo de vuelo Existen códigos de cálculo validados 45

46 Para el control de la Radiactividad Natural
EN RESUMEN Para el control de la Radiactividad Natural Existe un sistema europeo de protección radiológica que otorga mucha flexibilidad a las autoridades nacionales. La experiencia muestra aproximaciones muy diferentes en los Estados Miembros. Se están logrando consensos internacionales amplios, (ICRP y Guía RS-G-1.7 de OIEA) para todo tipo de materiales de consumo. Hay problemas para una aplicación coherente en todos los paises y en todas las situaciones. 46

47 EN CONCLUSIÓN Para el control de NORM
Todavía se necesitan guías para una mejor armonización. A nivel europeo el Grupo de Expertos Art. 31 EURATOM ha decidido elaborar recomendaciones mucho más detalladas. A nivel internacional la ICRP va a considerar el tema después de las nuevas recomendaciones ( 2007 ). El OIEA está también desarrollando Guías de Seguridad (con bastantes dificultades). 46