Diseño, implementación y gestión de nuevos sistemas de medida en redes de vigilancia radiológica automáticas

Abstract

En Extremadura, desde 1992, se dispone de una red automática y en tiempo cuasi-real de vigilancia radiológica ambiental (RARE) establecida, originariamente, en el entorno de la Central Nuclear de Almaraz (CNA), si bien se ha ido extendiendo a otros puntos de la geografía extremeña y portuguesa, y que tiene como objetivo la monitorización continua de los contenidos radiactivos en aire y/o agua. Las estaciones de monitorización originales, de carácter comercial, presentaban una serie de limitaciones analíticas que dificultaban una adecuada interpretación de las posibles alteraciones radiológicas, tanto de carácter natural como de origen antropogénico. El objetivo de esta tesis doctoral ha sido, principalmente, la implementación de sistemas de espectrometría gamma que permiten la identificación de los radionucleidos involucrados en una alteración radiológica y la cuantificación de sus actividades. La optimización de los sistemas de medida ha supuesto una serie de cambios estructurales de las estaciones, la implementación de algoritmos que permiten una doble funcionalidad de la red, actuando en modo de emergencia y modo de vigilancia, así como la reducción de la presencia de falsos positivos debidos a la presencia de radiación natural. En esta tesis doctoral, se presenta el funcionamiento de las nuevas estaciones de la RARE y el adecuado análisis y gestión de la información generada, tanto de carácter radiológico como operacional. Además, a modo de ejemplo, se muestra cómo las nuevas estaciones han permitido la adecuada interpretación de los incrementos de Ḣ10 durante eventos de lluvia o llevar a cabo estudios de sensibilidad de los sistemas espectrométricos.

In Extremadura, since 1992, there is an automatic and quasi-real time network of environmental radiological surveillance (RARE) originally established in the vicinity of the Almaraz Nuclear Power Plant (CNA), although it has been extended to other locations in Extremadura (SW Spain) and Portugal. Its aim is to monitor the radiological status of the environment through continuous air and/or water analysis. The original commercial monitoring stations presents different analytical limitations that hindered an adequate interpretation of possible radiological alterations of both natural and anthropogenic origin. The purpose of this doctoral thesis has been, mainly, the gamma spectrometry implementation in order to allow the identification of the radionuclides involved in a radiological alteration and to quantify their activities. The optimization of the measurement systems has required structural changes of the original equipment, developments of algorithms to allow a double network functionality, emergency and surveillance modes, as well as to minimise the number of false positives due to natural background radiation. In this doctoral thesis, not only the operation of the new RARE stations is presented, but also the adequate analysis and management of the data, both radiological and operational. In addition, as an example, it is shown how the new stations performance have allowed to achieve a proper interpretation of the increases of Ḣ10 during rain events and to carry out experiments about sensitivity of gamma spectrometry systems.