Implicaciones analíticas en la determinación de uranio y torio por diferentes técnicas en suelos no perturbados de zacatecas, méxico

Abstract

RESUMEN La radiación ionizante presente en nuestro planeta proviene de muchas fuentes, se origina principalmente de los radionúclidos existentes en el medioambiente. Existen 3 series radiactivas, que en conjunto contribuyen con el 82.7% de la dosis que recibimos los seres vivos por causas naturales. Es muy importante establecer valores de referencia de los radionúclidos primordiales como el 238U, 235U y 232Th en las diversas regiones con el fin de monitorear alteraciones o anomalías. Estos valores pueden ayudar en estudios geoquímicos, radiológicos o en el análisis forense nuclear, entre otros. El Estado de Zacatecas, uno de los 32 que conforman la República Mexicana, es mayoritariamente árido y sus principales actividades económicas son la minería, agricultura y ganadería. Estas actividades, principalmente la minería, alteran los valores de referencia. Se ha muestreado suelo de 33 lugares de la zona de Zacatecas y alrededores, para determinar la concentración de uranio y torio por diferentes técnicas analíticas. El taildown generado por el uso de 229Th como trazador, puede afectar significativamente la medición de 230Th. En este trabajo se proponen 4 formulaciones. La fórmula para el cálculo de la sensibilidad del método que se muestra en este estudio con una contribución del 0.431% en la región ROI del 230Th puede ser empleada para otros casos modificando esta cifra en función del “taildown” y/o “interferente” en el pico de interés. Se ha caracterizado el suelo por XRF y XRD. No hay diferencias en la concentración de uranio y torio entre superficie y 50 cm de profundidad. Los elementos mayoritarios determinados por XRF son: Si, Al, Fe, K, Na y Ca. El análisis multivariante de componentes minoritarios encontró que el uranio se agrupa principalmente con el Sr y el torio con el Sn o Sc. En XRF, la concentración promedio de U fue de 4.42 y de Th de 14.4 mg·Kg-1. La técnica ICP-OES no mostro resultados confiables, debido principalmente a interferencias espectrales. En ICP-MS los resultados promedio fueron 2.3 y 12.8 mg·Kg-1 de uranio y torio respectivamente, siendo esta, una de las técnicas más rápidas y confiables. Los resultados obtenidos de uranio y torio por ICP-SF-MS fueron 2.6 y 3.2 mg·Kg-1respectivamente, sin embargo, el valor de la concentración de torio fue muy bajo, posiblemente debido a la forma de introducción de muestras en el equipo. La concentración promedio de uranio (238U) en suelo superficial por espectrometría alfa fue de 2.9 y de torio de 10.75 mg·Kg-1, siendo esta la técnica más confiable, pero con procesos muy largos y costosos. El 234U en este trabajo presenta un desequilibrio isotópico con respecto al uranio natural. No se observó empobrecimiento o enriquecimiento de 235U en la zona. En este trabajo se concluye que el suelo en el área muestreada del Estado de Zacatecas no presenta alteraciones en la concentración de uranio y torio. Solamente se ha encontrado uranio natural en concentraciones elevadas en la zona de Villa de Cos el cual fue de 29.7 mg·Kg-1 de uranio. En el caso del torio, todas la técnicas presentan inconsistencias, pero espectrometría alfa es la técnica más confiable incluso con el inconveniente de usar 229Th como trazador debido al taildown. Se propone un nivel de referencia para el Th de 10.7 mg·Kg-1 de torio en suelo superficial.