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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25933| Título: | Determinação da atividade do rádio-226 em fosfogesso usado como adiação ao clínquer por meio de medidas de radônio-222 |
| Título(s) alternativo(s): | Determination of radium-226 activity in phosphogypsum used as an addition to clinker by means of radon-222 measurements |
| Autor(es): | Geraldo, Ricardo Rossasi |
| Orientador(es): | Paschuk, Sergei Anatolyevich |
| Palavras-chave: | Rádio Radônio Fosfogesso Materiais de construção Cimento Portland Cimento - Indústria Radium Radon Phosphogypsum Building materials Portland cement Cement industries |
| Data do documento: | 21-Jul-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | GERALDO, Ricardo Rossasi. Determinação da atividade do rádio-226 em fosfogesso usado como adiação ao clínquer por meio de medidas de radônio-222. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica e Informática Industrial) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2021. |
| Resumo: | A utilização do fosfogesso pela indústria cimenteira é uma alternativa viável em substituição ao gesso natural na produção do clínquer usado na fabricação do cimento Portland e seu emprego pode resultar em benefícios econômicos. Este resíduo é um subproduto gerado em larga escala pelas indústrias de fertilizantes fosfatados durante a produção do ácido fosfórico pelo processo úmido. É um passivo ambiental constituído por impurezas como fluoretos, metais pesados além de apresentar radionuclídeos das séries do 238U, 232Th além do 40K em sua composição. A estocagem deste insumo é feita a céu aberto nas proximidades das indústrias produtoras gerando impactos ambientais devido à poluição dos lençóis freáticos e nascentes e degradação do solo. Um dos elementos radioativos encontrado na composição do fosfogesso é o 226Ra precursor do 222Rn. Estes elementos são responsáveis pelo maior nível de exposição interna a radiação ionizante a que o ser humano é submetido ao longo da vida. O radônio é um gás que quando inalado se apresenta como um potencial causador de câncer pulmonar. Assim, o objetivo deste trabalho foi medir a concentração de 222Rn usando o detector AlphaGUARD (Saphymo GmbH) em argamassa de gesso/fosfogesso e argamassa de cimento com diferentes composições e a partir dessas concentrações inferir a concentração de atividade do 226Ra por meio da aplicação de um modelo físico-matemático simplificado. Os valores obtidos por este método foram comparados aos valores obtidos pela técnica de espectrometria gama a fim de mostrar a viabilidade do uso do modelo físico-matemático simplificado na determinação da concentração de atividade do 226Ra em materiais. Os valores da concentração de atividade do 226Ra, medidos em Bq/kg, obtidos pelo modelo físico-matemático para os corpos de prova analisados foram de 6,2±0,8; 6,0±3,4; 10,0±5,1; 4,3±3,3 e 22000±43000, respectivamente. Os valores obtidos pela espectrometria gama, em Bq/kg, foram de 8±2; 16,7±1,3; 8,8±0,7; 7,7±0,7 e 927±31, respectivamente. Os valores encontrados para a concentração de atividade do 226Ra por ambas as técnicas para os corpos de prova de argamassa de gesso/fosfogesso e para as argamassas são estatisticamente iguais, mostrando que a aplicação do modelo físicomatemático simplificado é uma alternativa economicamente viável em substituição a espectrometria gama na determinação da concentração de atividade do 226Ra em materiais. A CNEN em sua norma nº 147 estabelece um valor limite de 1000 Bq/kg para a atividade do 226Ra empregado na indústria cimenteira. Considerando os valores encontrados para a concentração de atividade deste radionuclídeo por ambas as técnicas estarem muito abaixo do limite estabelecido, não se observam restrições para seu emprego na indústria cimenteira. |
| Abstract: | The use of phosphogypsum by the cement industry is a viable alternative to replace natural plaster in the production of clinker used in the manufacture of Portland cement and its use can result in economic benefits. This waste is a by-product generated on a large scale by the phosphate fertilizer industries during the production of phosphoric acid by the wet process. It is an environmental liability consisting of impurities such as fluorides, heavy metals in addition to presenting radionuclides from the 238U, 232Th series in addition to 40K in their composition. The storage of this input is done in the open in the vicinity of the producing industries, generating environmental impacts due to the pollution of groundwater and springs and soil degradation. One of the radioactive elements found in the phosphogypsum composition is the 226Ra precursor to 222Rn. These elements are responsible for the highest level of internal exposure to ionizing radiation that human beings are subjected to throughout their lives. Radon is a gas that when inhaled presents itself as a potential cause of lung cancer. Thus, the objective of this work was to measure the concentration of 222Rn using the AlphaGUARD detector (Saphymo GmbH) in plaster/phosphogypsum mortar and cement mortar with different compositions and from these concentrations to infer the activity concentration of 226Ra by applying a simplified physical-mathematical model. The values obtained by this method were compared to the values obtained by the gamma spectrometry technique in order to show the feasibility of using the simplified physical-mathematical model in determining the activity concentration of 226Ra in materials. The values of 226Ra activity concentration, measured in Bq/kg, obtained by the physical-mathematical model for the analyzed specimens were 6.2±0.8; 6.0±3.4; 10.0±5.1; 4.3±3.3 and 22000±43000, respectively. The values obtained by gamma spectrometry, in Bq/kg, were 8±2; 16.7±1.3; 8.8±0.7; 7.7±0.7 and 927±31, respectively. The values found for the 226Ra activity concentration by both techniques for the plaster/phosphogypsum mortar specimens and for the mortars are statistically equal, showing that the application of the simplified physical-mathematical model is an economically viable alternative in substitution gamma spectrometry in determining the concentration of 226Ra activity in materials. CNEN in its norm nº 147 establishes a limit value of 1000 Bq/kg for the 226Ra activity employed in the cement industry. Considering the values found for the activity concentration of this radionuclide because both techniques are well below the established limit, there are no restrictions for its use in the cement industry. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/25933 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica e Informática Industrial |
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