#050 - Radioatividade do Cimento Portland comum

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O objetivo deste ensaio e verificar se o Cimento Portland comum é radioativo. 

 Escrito e desenvolvido por Léo Corradini

O Urânio e o Tório estão bastante disseminados nas rochas e solos, então as matérias primas usadas na produção do cimento podem eventualmente ter pequenas quantidades desses elementos e tornar o cimento radioativo.

Para esses ensaios usei a válvula Geiger-Müller modelo LND-712, ela é mais sensível que a russa modelo SI-3BG.




Coloquei uma capa de plástico para proteger a janela de mica da válvula Geiger porque, neste ensaio, não estou interessado na detecção de partículas Alfa.




Placa eletrônica geradora da polarização de 500V e condicionadora dos pulsos.



Componentes do conjunto detector



Totalizador de pulsos

Veja também:

https://potassio-40.blogspot.com.br/2017/11/contador-geiger-muller.html





Usei uma amostra de 1 kg de cimento que envolveu a válvula durante o teste.




Além do cimento, foram feitos, para efeito de comparação, mais cinco ensaios.

- Radiação de fundo, onde nenhum material em especial foi colocado em contato com a válvula Geiger.




- Radiação de 1 kg de sal light que contém 50% de cloreto de potássio.







- Radiação de uma placa de granito Cinza Corumbá com 180x180x25mm.




- Radiação de uma placa de granito Dourado Carioca com 180x180xx25mm.




- Radiação de uma placa de Ardósia com 180x180x25mm.








Resultados:

- Amostragem da radiação do cimento resultou 28877 contagens em 1440 minutos 
                                                                 -> 20,05 CPM 

- Amostragem da radiação de fundo (*) resultou 28964 contagens em 1440 minutos                                                      -> 20,11 CPM

- Amostragem da radiação do sal light resultou 86560 contagens em 1440 minutos                                                      -> 60,11 CPM

- Amostragem da radiação do granito Cinza Corumbá resultou 41553 contagens em 1447 minutos                           -> 28,72 CPM

- Amostragem da radiação do granito Dourado Carioca resultou 51214 contagens em 1440 minutos                           -> 35,57 CPM

- Amostragem da radiação da Ardósia resultou 34375 contagens em 1440 minutos                                                       -> 23,87 CPM

CPM -> Contagens Por Minuto (**)




Conclusões:

Os resultados mostram que a radiação medida com o cimento é menor que a radiação de fundo, costumo chamar esse fenômeno de efeito blindagem.
O efeito blindagem ocorre quando colocamos um material muito pouco radioativo sobre ou próximo da válvula Geiger. 
Esse material, no nosso caso o cimento, serviu de blindagem para a radiação de fundo.

O sal light é radioativo devido a presença do potássio, para aqueles que acompanham o blog já estão acostumados com essa informação.

Para quem ainda não sabe; o potássio é composto por três isótopos:

Potássio-39 - 93,26 % - estável
Potássio-40 - 0,0117 % - radioativo
Potássio-41 - 6,73 % - estável

A meia vida do Potássio-40 é 1,26 bilhões de anos.
Um grama de Potássio produz 30,65 desintegrações por segundo.
Sendo 88,8 % emissão de partículas Beta resultando em Cálcio-40 e 11,2 % de emissão de radiação Gama resultando em Argônio-40.

O Potássio-40 é mais radioativo que o Urânio e o Tório.

Atividade específica:

K-40 = 262000 Bq/g
U-238 = 12348 Bq/g
Th-232 = 4057 Bq/g


No entanto, a quantidade do isótopo radioativo no Potássio é pequena e seus filhos, diferentemente do Urânio e do Tório, não são radioativos.
Assim, esse sal não é perigoso por conta da radioatividade gerada pelo potássio-40 presente.
Mas, imagino que se nós vivêssemos, por absurdo, imersos em cloreto de potássio, a radiação seria perigosa.

Na amostra de sal light, temos 500 gramas de cloreto de potássio composto por 52,4% de potássio.
Portanto, temos 262 gramas de potássio nessa amostra que produzem 262 x 30,65 = 8030 desintegrações por segundo.
No período da amostragem, foram produzidas 8030 x 60 x 1440 = 693 792 000 desintegrações no sal light das quais apenas 86560 - 28964 (radiação de fundo) = 57596 desintegrações foram detectadas pela válvula.
O que corresponde a 0,0083% de eficiência na detecção de radiação.
A eficiência seria ainda menor, se a válvula estivesse montada dentro da caixa do contador e, portanto, mais afastada da fonte de radiação.


Os granitos, bem como a ardósia, contém pequenas quantidades de Urânio e Tório que os tornam  particularmente radioativos, como podemos observar claramente nos ensaios. 
Outros ensaios, também demonstraram diferenças na radioatividade nos vários tipos de granitos.   

Veja o ensaio de outras amostras de granito:
https://potassio-40.blogspot.com.br/2017/11/a-radioatividade-do-granito.html


(*) A radiação de fundo é o resultado da radioatividade natural do ambiente, ela é composta basicamente pela radiação do radônio e carbono-14 presentes na atmosfera, também por múons produzidos na alta atmosfera e outros elementos radioativos que contaminam todos os materiais a nossa volta.

(**) Cada ensaio teve duração de ~24 horas, a unidade usada é CPM (Contagens Por Minuto).
Para calcular os resultados em CPM basta dividir o valor totalizado no display pelo tempo de ensaio em minutos.

O caráter aleatório do fenômeno da emissão radioativa torna medidas de curta duração um tanto erráticas.
Em função desse comportamento, médias produzidas por totalizações de longa duração dão valores mais consistentes.
Isso é particularmente importante para a medição de níveis baixos de radiação.
Assim, podemos dizer que os resultados dos ensaios são médias de ~1440 leituras.





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