Desarrollo de un prototipo económico para monitorear radón en instalaciones industriales y viviendas

Abstract

El Rn-222 se forma por la desintegración del Ra-226 y luego se desintegra en Po-218 y Po-214. Los iones de Po producidos se pueden colectar electrostáticamente usando una cámara polarizada con una fuente de alta tensión, luego el Po-218 decae a Po-214 emitiendo partículas α de 6.003 keV y posteriormente el Po-214 decae a Po-210 emitiendo partículas α de 7.687 keV. Al medir la concentración de estas partículas α en la cámara se puede determinar la concentración del radón en el aire de una forma indirecta. El prototipo que se ha desarrollando utiliza una cámara de medida de acero inoxidable de 2 L con un diodo PIN S3204-09 (Hamamatsu) de cuerpo desnudo como detector de partículas alfa. La cámara y el diodo están polarizados con una fuente de alta tensión (+500 V) para colectar los iones de Po y detectar las partículas alfas que se producen luego en la cadena de decaimiento. Las operaciones y funciones digitales son implementadas sobre un microcontrolador PIC18F4550 y este dispositivo cuenta con un módulo de comunicación USB interno para realizar la transferencia de los datos a una PC. La configuración de los parámetros básicos de operación se realiza a través de una laptop por medio del puerto USB. Se ha realizado la calibración del sistema usando un equipo comercial Alfaguard y una zona en donde se ha enterrado uranio para tener una fuente de radón y se han realizado las medidas en distintos puntos con diferentes concentraciones de radón. Se ha logrado monitorear el radón en oficinas cerradas y ventiladas observándose cómo es la variación de radón a lo largo de varios días.

The Rn-222 is formed by the desintegration of Ra-226, then it desintegrated in Po-218 and Po-214. The produced Po ions were electrostically colected using a polarized chamber conected to a high tension power supply, then the Po-218 decay to Pb-214 emiting α particles of 6.003 keV and later the Po-214 decay to Pb-210 emiting α particles of 7.687 keV. When the concentration of the α particles is measured in the chamber, it is possible to indirectly determine the radon concentration in the air. The prototipe was developed using a 2 L stainless steel chamber and a bare PIN diode S3204-09 (Hamamatsu) as an alpha particles detector. The chamber and diode were polarized with a HV power supply (+500 V) to collect Po ions and detect the alpha particles that are produced during the decay process.The operation and digital functions were implemented in a PIC18F4550 microcontroller and this device has an internal USB communication module to transfer data to a PC. The configuration of the operation basic parameters is done by a laptop using the USB port. The system was calibrated using an Alfaguard ® commercial equipment, applied to an area where uranium was buried, in order to have a radon source; the measurements were done in different points with different radon concentrations. The radon concentration in close and ventilated offices was monitored and was observed how the radon concentration varies during several days.