Sulla determinazione della curva di efficienza per l’analisi spettrometrica gamma di filtri di particolato atmosferico

Uno dei problemi più complessi nella misura con spettrometria gamma di campioni di particolato atmosferico raccolto su filtro è la determinazione, per la geometria di misura adottata, della curva di efficienza fotoelettrica (Full-Energy_Peak Efficiency–FEPE). La geometria di misura che viene presa in considerazione, denominata « packet-sample », dimensioni 6 cm × 6 cm × 0,7 cm, si realizza a partire dal filtro di cellulosa di grandi dimensioni (45 cm x 45 cm) adoperato per il campionamento che, dopo l’aspirazione, viene spruzzato, tagliato, composto e pressato fino a raggiungere le dimensioni indicate per la misura spettrometrica. Le principali difficoltà sono legate alle dimensioni del filtro, alla forma del campione finale, alla densità e altre caratteristiche fisiche non perfettamente riproducibili. Tali fattori rendono praticamente impossibile individuare uno standard di calibrazione tra quelli commercialmente disponibili. Per la valutazione della FEPE sono stati preparati diversi standards, tra cui : - Filtri sulla cui superficie è stata distribuita una quantità nota di KCl ; - Filtri su cui è stata distribuita uniformente una modesta quantità di ThO2, sigillati per assicurare l’equilibrio radioattivo con i prodotti di decadimento; La determinazione delle attività dei prodotti radioattivi adoperati sono state effettuate per confronto con misure di una sorgente tarata di 152Eu a 25 cm. La curva di efficienza viene ottenuta nell’ipotesi di avere una distribuzione uniforme del particolato, realizzata tramite il posizionamento alternato delle strisce del filtro tra il centro e la periferia dello stesso filtro, e la ripetibilità della forma e della densità del campione, che peraltro è stata verificata tramite misura della quantità della polvere raccolta rispetto al peso del filtro bianco. Due tipologie di rivelatori sono stati infine considerati : per la misura di fotoni di bassa energia un rivelatore planare ORTEC™ GLP mentre per quelli di più elevata energia due rivelatori HPGe, un rivelatore streamline ORTEC™ GEM18180 (efficienza relativa 18%) e un rivelatore ORTEC™ GEM 50195 del tipo a basso fondo (efficienza 60%). La curva di efficienza determinata per ciascun rivelatore, per un range complessivo di energia da pochi keV a 2600 keV, ha consentito di derivare valori di attività non dissimili da quelle di precedenti determinazioni (es. 137Cs presente nei filtri prelevati dopo l’incidente di Chernobyl). Tale studio è risultato molto utile nei giorni successivi all’incidente di Fukushima, consentendo la determinazione rapida delle concentrazioni in aria di 131I (particolato), 134Cs e 137Cs.