A comparative experimental study of gross alpha methods in natural waters

Abstract

The aim of the present work was to compare the results obtained with gross alpha methods such as evaporation, co-precipitation and total evaporation by liquid scintillation counting and to check whether these results are representative of the real total alpha activity concentration on the sample. The study was carried out on eight natural waters with very different radioactive characteristics. For all the samples uranium (238U, 235U, and 234U), radium (226Ra and 224Ra), 210Po, and 232Th isotopes were also assayed by using radiochemical separation and alpha spectrometry in order to determine the sum of the activities of these alpha emitters.

Precision (expressed as relative standard deviation) was below 28% for evaporation and below 18% for co-precipitation. In the case of total by liquid scintillation counting it was below 10% for samples with Total Alpha activity above 0.1 Bq/L (this value is about three times the MDA). Furthermore, for most of the studied waters, the Total Alpha activity and the gross alpha activity determined by the three methods were comparable. The obtained bias by the evaporation, co-precipitation, and total evaporation by liquid scintillation counting methods was lower than 40%, 25% and 20%, respectively.

The ANOVA test was applied to find out if there was significant variability among the methods. For the samples with the most common radiochemical characteristics there were no significant differences among the three studied methods. However differences were detected for samples with a high saline content or with a very low activity level.

El objetivo del presente trabajo era comparar los resultados obtenidos con métodos alfa brutos como la evaporación, la coprecipitación y la evaporación total mediante recuento por centelleo líquido y comprobar si estos resultados son representativos de la concentración real de actividad alfa total en la muestra. El estudio se llevó a cabo en ocho aguas naturales con características radiactivas muy diferentes. En todas las muestras se analizaron también los isótopos uranio (238U, 235U y 234U), radio (226Ra y 224Ra), 210Po y 232Th mediante separación radioquímica y espectrometría alfa para determinar la suma de las actividades de estos emisores alfa.

La precisión (expresada como desviación estándar relativa) fue inferior al 28% para la evaporación e inferior al 18% para la coprecipitación. En el caso del total por recuento por centelleo líquido fue inferior al 10% para las muestras con actividad alfa total superior a 0,1 Bq/L (este valor es aproximadamente tres veces el MDA). Además, para la mayoría de las aguas estudiadas, la actividad Alfa Total y la actividad Alfa Bruta determinadas por los tres métodos eran comparables. El sesgo obtenido por los métodos de evaporación, coprecipitación y evaporación total por recuento de centelleo líquido fue inferior al 40%, 25% y 20%, respectivamente.Se aplicó la prueba ANOVA para averiguar si existía una variabilidad significativa entre los métodos. Para las muestras con las características radioquímicas más comunes no hubo diferencias significativas entre los tres métodos estudiados. Sin embargo, se detectaron diferencias para las muestras con un alto contenido salino o con un nivel de actividad muy bajo.