Contribuição do espalhamento Compton na geração de mapas radiométricos
| dc.contributor.advisor | Bonotto, Daniel Marcos [UNESP] | |
| dc.contributor.author | Barbosa, Eder Queiroz [UNESP] | |
| dc.contributor.institution | Universidade Estadual Paulista (Unesp) | |
| dc.date.accessioned | 2023-09-05T19:02:26Z | |
| dc.date.available | 2023-09-05T19:02:26Z | |
| dc.date.issued | 2023-06-29 | |
| dc.description.abstract | Medidas de espectrometria de raios gama realizadas “in situ”, são de ampla utilidade, além de ser um poderoso método que pode ser empregado em ambos os casos para identificar e quantificar radionuclídeos sem a necessidade do preparo e pré-tratamento físico-químico de amostras e, também, por ser um método não-destrutivo (preservando a integridade da amostra durante a medição). A proposta deste trabalho foi de aprimorar a calibração dos detectores gamaespectrométricos, calcular a incerteza combinada e potenciais efeitos sistemáticos gerados pela interação da radiação gama com a matéria, bem como de fatores que afetam a resposta de diferentes detectores comerciais, como é o caso da resolução em energia, linearidade, eficiência de detecção, o tempo de resposta (LT) e o número total de contagens nas janelas espectrais. A calibração e definição da interferência Compton foi realizada em dois distintos detectores de radiação gama, sendo o primeiro, de NaI(Tl) pertencente ao LABIDRO e outro de NaI(Tl) (portátil) pertencente ao UnesPetro, ambos situados na Unesp de Rio Claro (SP). Por fim foram analisados os dados de amostras provenientes do Projeto Rio Preto (GO) (2002), e da Formação Irati (2021), para a determinação de fatores de interferência da radiação gama nas janelas espectrais dos radionuclídeos naturais de interesse em análises gamaespectrométricas – K, eU, eTh - bem como a confecção de mapas de isolinhas, com base no modelo geoestatístico da “mínima curvatura”, para análise comparativa dos dados com a remoção do efeito Compton nas janelas espectrais de interesse. A quantificação por espectrometria gama possibilitou a mensuração dos radionuclídeos 40K, 214Bi e 208Tl, para um universo de amostras (n = 288) proveniente dos dados do Projeto Rio Preto, e (n = 111) das rochas da Formação Irati, bem como o uso de modelos geoestatísticos que demonstram a distribuição destes radioelementos na área estudada. | pt |
| dc.description.abstract | Gamma-ray spectrometry measurements performed "in situ" are widely useful, as well as a powerful method that can be employed in both cases to identify and quantify radionuclides without the need for sample preparation and physical-chemical pretreatment and, also, as a non-destructive method (preserving the sample integrity during measurement). The aim of this work was to improve the calibration of gamma spectrometric detectors, calculate combined uncertainty and potential systematic effects generated by the interaction of gamma radiation with matter, as well as factors affecting the response of different commercial detectors, such as energy resolution, linearity, detection efficiency, response time (LT), and the total number of counts in spectral windows. Calibration and determination of Compton interference were carried out on two distinct gamma radiation detectors, the first being a NaI(Tl) detector belonging to LABIDRO and another portable NaI(Tl) detector belonging to UnesPetro, both located at Unesp Rio Claro (SP). Finally, data acquired from samples taken within the scope of the Rio Preto Project (GO) (whose samples collection and analysis was conducted between 1995 and 2001) and the Irati Formation (carried out between 2019 and 2021), were analyzed to determine the interference factors of gamma radiation in the spectral windows of the natural radionuclides of interest in gamma spectrometric analysis - K, eU, eTh - as well as the creation of contour maps based on the "minimum curvature" geostatistical model for comparative analysis of data with the removal of the Compton effect in the spectral windows of interest. Quantification by gamma spectrometry enabled the measurement of radionuclides 40K, 214Bi, and 208Tl for a universe of samples (n = 288) from the Rio Preto Project data and (n = 111) from rocks of the Irati Formation, as well as the use of geostatistical models that demonstrate the distribution of these radionuclides in the studied area. | en |
| dc.description.abstract | Las mediciones de espectrometría de rayos gamma realizadas "in situ" son de amplia utilidad y constituyen un poderoso método que puede emplearse en ambos casos para identificar y cuantificar radionúclidos sin necesidad de preparación previa y tratamiento físico-químico de las muestras. Además, es un método no destructivo que preserva la integridad de la muestra durante la medición. El propósito de este trabajo fue mejorar la calibración de los detectores de espectrometría gamma, calcular la incertidumbre combinada y los posibles efectos sistemáticos generados por la interacción de la radiación gamma con la materia, así como los factores que afectan la respuesta de diferentes detectores comerciales, como la resolución en energía, linealidad, eficiencia de detección, tiempo de respuesta (LT) y el número total de recuentos en las ventanas espectrales. La calibración y la definición de la interferencia Compton se llevaron a cabo en dos detectores diferentes de radiación gamma, uno de NaI(Tl) perteneciente al LABIDRO y otro de NaI(Tl) (portátil) perteneciente al UNESPetro, ambos ubicados en la Unesp de Rio Claro (SP). Finalmente, se analizaron los datos obtenidos del Proyecto Rio Preto (GO) (cuyas muestras y mediciones se realizaron entre 1995 y 2001) y de la Formación Irati (entre 2019 y 2021) para determinar los factores de interferencia de la radiación gamma en las ventanas espectrales de interés de los radionúclidos naturales de interés en análisis de espectrometría gamma, como el K, eU y eTh. También se elaboraron mapas de isolíneas basados en el modelo geoestadístico de "mínima curvatura" para analizar comparativamente los datos con la eliminación del efecto Compton en las ventanas espectrales de interés. La cuantificación mediante espectrometría gamma permitió la medición de los radionúclidos 40K, 214Bi y 208Tl en un conjunto de muestras (n = 288) provenientes de datos del Proyecto Rio Preto y (n = 111) de las rocas de la Formación Irati, así como el uso de modelos geoestadísticos que muestran la distribución de estos radioelementos en el área de estudio. | sp |
| dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | |
| dc.description.sponsorshipId | CAPES: 001 | |
| dc.identifier.capes | 33004137036P9 | |
| dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11449/250602 | |
| dc.language.iso | por | |
| dc.publisher | Universidade Estadual Paulista (Unesp) | |
| dc.rights.accessRights | Acesso aberto | |
| dc.subject | Geofísica nuclear | pt |
| dc.subject | Geoquímica | pt |
| dc.subject | Radiometria | pt |
| dc.subject | Espectrometria de raio gama | pt |
| dc.subject | Calibração | pt |
| dc.subject | Geochemistry | en |
| dc.subject | Nuclear geophysics | en |
| dc.subject | Radiometry | en |
| dc.subject | Gamma-ray spectrometry | en |
| dc.subject | Calibration | en |
| dc.subject | Espectrometría de rayos gamma | sp |
| dc.subject | Calibración | sp |
| dc.title | Contribuição do espalhamento Compton na geração de mapas radiométricos | pt |
| dc.title.alternative | Contribution of Compton scattering to the generation of radiometric maps | en |
| dc.title.alternative | Contribución del dispersión Compton en la generación de mapas radiométricos | sp |
| dc.type | Tese de doutorado | |
| dcterms.impact | Esta pesquisa tem como objetivo melhorar a forma como medimos elementos radioativos em amostras do meio ambiente e geológicas. Isso é crucial porque esses elementos naturais podem afetar a saúde humana e o meio ambiente. Desenvolvendo métodos mais precisos de medição, poderemos entender melhor onde esses elementos estão presentes na natureza, incluindo áreas urbanas e suas construções, o que é vital para avaliar riscos e tomar decisões para proteger a saúde e o ecossistema. Imagine que nossa pesquisa funciona como uma lupa, permitindo-nos ver detalhes minuciosos nas amostras. Isso nos ajuda a identificar áreas com potencial de exploração, investigação e contaminação. Resultados mais precisos permitem que autoridades e especialistas implementem ações de redução de riscos, execução de políticas de segurança e promoção da saúde pública. Além disso, estes métodos de acurácia também podem ser úteis em estudos geológicos, como a busca por recursos naturais valiosos e identificação de reservas minerais. Isso pode beneficiar a economia, permitindo a exploração sustentável desses recursos. Em resumo, esperamos que nossa pesquisa aumente a compreensão acearca dos elementos radioativos em nosso ambiente, levando a ações mais eficazes para proteger nossa saúde, economia e recursos naturais. Os elementos urânio, tório e potássio desempenham papéis cruciais em nossas vidas de várias maneiras: • Urânio: É vital na produção de energia nuclear, oferecendo uma fonte poderosa e relativamente limpa de eletricidade. Também é usado na medicina para tratamentos oncológicos e tem importância militar. Na geologia, é usado para datar rochas e entender a história da Terra. • Tório: Menos conhecido, pode ser uma fonte de energia nuclear mais segura em reatores. Já teve aplicações na indústria eletrônica e na melhoria de lâmpadas incandescentes. • Potássio: Fundamental na agricultura, é um componente-chave em fertilizantes que aumentam a qualidade e a quantidade das colheitas, contribuindo para a segurança alimentar global. É usado em várias indústrias, incluindo alimentos, química e medicina. Medir as emissões radioativas desses elementos pode fornecer informações sobre outros recursos minerais e energéticos valiosos, auxiliar na avaliação da qualidade da água subterrânea e identificar fontes de contaminação. Portanto, há um universo de aplicações da gamaespectrometria que sustentam nossa sociedade. | pt |
| dcterms.impact | This research aims to improve how we measure radioactive elements in environmental and geological samples. This is crucial because these natural elements can impact human health and the environment. By developing more accuracy measurement methods, we can better understand where these elements are present in nature, including urban areas and their structures, which is vital for assessing risks and making decisions to protect health and the ecosystem. Imagine our research as a magnifying glass, allowing us to see intricate details in samples. This helps us identify areas with potential for exploration, investigation, and contamination. More accurate results enable authorities and experts to implement risk reduction actions, execute safety policies, and promote public health. Additionally, these accurate methods can also be useful in geological studies, such as seeking valuable natural resources and mineral reserves identification. This can benefit the economy by enabling sustainable exploitation of these resources. In summary, we hope that our research enhances the understanding of radioactive elements in our environment, leading to more effective actions to protect our health, economy, and natural resources. The elements uranium, thorium, and potassium play crucial roles in our lives in various ways: • Uranium: It is vital in nuclear energy production, offering a powerful and relatively clean source of electricity. It is also used in medicine for cancer treatments and has military significance. In geology, it is used to date rocks and understand Earth’s history. • Thorium: Less known, it can be a safer source of nuclear energy in reactors. It has had applications in the electronics industry and improving incandescent lamps. • Potassium: Fundamental in agriculture, it is a key component in fertilizers that enhance the quality and quantity of crops, contributing to global food security. It is used in various industries, including food, chemistry, and medicine. Measuring the radioactive emissions of these elements can provide information about other valuable mineral and energy resources, aid in assessing groundwater quality, and identify sources of contamination. Therefore, there is a universe of gamma spectrometry applications that underpin our society. | en |
| dcterms.impact | Esta investigación tiene como objetivo mejorar la forma en que medimos elementos radioactivos en muestras del medio ambiente y geológicas. Esto es crucial porque estos elementos naturales pueden afectar la salud humana y el medio ambiente. Desarrollando métodos de medición más precisos, podremos comprender mejor dónde se encuentran estos elementos en la naturaleza, incluyendo áreas urbanas y sus construcciones, lo cual es vital para evaluar riesgos y tomar decisiones para proteger la salud y el ecosistema. Imagina que nuestra investigación funciona como una lupa, permitiéndonos ver detalles minuciosos en las muestras. Esto nos ayuda a identificar áreas con potencial de exploración, investigación y contaminación. Resultados más precisos permiten que autoridades y expertos implementen acciones de reducción de riesgos, ejecuten políticas de seguridad y promuevan la salud pública. Además, estos métodos de precisión también pueden ser útiles en estudios geoló gicos, como la búsqueda de recursos naturales valiosos e identificación de reservas minerales. Esto puede beneficiar la economía, permitiendo la explotación sostenible de estos recursos. En resumen, esperamos que nuestra investigación aumente la comprensión acerca de los elementos radioactivos en nuestro entorno, llevando a acciones más efectivas para proteger nuestra salud, economía y recursos naturales. Los elementos uranio, torio y potasio desempeñan roles cruciales en nuestras vidas de diversas maneras: • Uranio: Es vital en la producción de energía nuclear, ofreciendo una fuente poderosa y relativamente limpia de electricidad. También se utiliza en medicina para tratamientos on cológicos y tiene importancia militar. En geología, se utiliza para datar rocas y comprender la historia de la Tierra. • Torio: Menos conocido, puede ser una fuente de energía nuclear más segura en reactores. Ha tenido aplicaciones en la industria electrónica y en la mejora de lámparas incandescen tes. • Potasio: Fundamental en la agricultura, es un componente clave en fertilizantes que aumentan la calidad y la cantidad de los cultivos, contribuyendo a la seguridad alimentaria global. Se utiliza en diversas industrias, incluyendo la alimentaria, química y médica. Medir las emisiones radioactivas de estos elementos puede proporcionar información sobre otros recursos minerales y energéticos valiosos, ayudar en la evaluación de la calidad del agua subterránea e identificar fuentes de contaminación. Por lo tanto, hay un universo de aplicaciones de la espectrometría gamma que sostienen nuestra sociedad. | sp |
| unesp.campus | Universidade Estadual Paulista (Unesp), Instituto de Geociências e Ciências Exatas, Rio Claro | pt |
| unesp.embargo | Online | pt |
| unesp.examinationboard.type | Banca pública | pt |
| unesp.graduateProgram | Geociências e Meio Ambiente - IGCE | pt |
| unesp.knowledgeArea | Geociências e meio ambiente | pt |
| unesp.researchArea | Recursos hídricos, minerais e energéticos | pt |
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