#070 - Radioatividade do Tabaco

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O objetivo deste ensaio e detectar radioatividade no tabaco. 

Escrito e desenvolvido por Léo Corradini




Neste ensaio, envolvi a válvula Geiger com o tabaco.
Dessa forma, praticamente toda a área da válvula foi exposta à eventual radiação emitida pela massa do tabaco.
Essa técnica aumenta muito a sensibilidade do ensaio, mas exige que a válvula esteja fora do aparelho.

Outro ponto importante é a forma como a radiação foi quantificada.
Geralmente, os contadores comuns mostram o valor instantâneo da radiação percebida pela válvula.
Assim, o valor é mostrado analogicamente, com um galvanômetro, ou digitalmente em um display usando unidades como; µSv/h, CPM e a antiga mR/h.
Alguns aparelhos também mostram um gráfico com os valores sendo atualizados de tempos em tempos.





Essas formas de medidas são boas quando se necessita de resultados imediatos para controlar contaminações em ambientes e materiais.
Mas, para fazer medições de baixos valores de radiação prefiro totalizar os pulsos gerados pela válvula num longo período de tempo (1)

A título de comparação, além da radiação de fundo (2), também medi a radiação do sal light (3) e de uma mistura de amido de milho e cloreto de potássio (4).




O objetivo da mistura de amido de milho e cloreto de potássio foi simular uma massa com volume aproximadamente igual ao do tabaco usado no teste.
Com uma quantidade de 5% de potássio, as folhas do tabaco secas podem conter de 2 a 6% de potássio.




Para fazer a mistura usei 11,5 gramas de cloreto de potássio bem triturado com uma pitada de vermelho de fenol (~50mg).
O indicador de pH serviu como corante para obter uma mistura bem homogênea com 120 gramas de amido de milho que corresponde aproximadamente ao mesmo volume da amostra de tabaco.

Com esse artifício, podemos estabelecer a interferência que a radioatividade do potássio está causando nos valores obtidos.

Para esses ensaios usei a válvula Geiger-Müller modelo LND-712.





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




Ensaio da amostra de 100g de tabaco picado que envolveu a válvula durante o teste.




Teste da radiação de fundo, onde nenhum material em especial foi colocado em contato com a válvula Geiger.




Ensaio da mistura de 120g de amido de milho com 11,5g de cloreto de potássio tingido.








Ensaio da radiação da amostra de 100g de sal light.





Resultados das amostragens em CPM (Contagens Por Minuto):

- Radiação do tabaco resultou 30755 contagens em 1440 minutos -> 21,36 CPM 

- Radiação da mistura de amido com KCl resultou 33640 contagens em 1440 minutos -> 23,36 CPM

- Radiação de fundo resultou 27493 contagens em 1440 minutos -> 19,09 CPM

- Radiação do sal light resultou 68848 contagens em 1440 minutos -> 47,81 CPM







Conclusões:

Os resultados mostram que a radiação medida com o tabaco é maior que a radiação de fundo, portanto ele é radioativo e compatível com o potássio presente.

O ensaio com a mistura de amido e cloreto de potássio mostrou radiação maior que a do tabaco.

O ensaio com o sal light mostrou boa dose de radioatividade, compatível com a grande quantidade de potássio presente nesse sal.  

A quantidade de potássio presente na folha seca de tabaco fica entre 2 e 6%.
Interpolando linearmente o resultado deste ensaio, podemos dizer que a quantidade de potássio na amostra de tabaco é de 2,7%.


(1) 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.

(2) 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.

(3) O sal light é composto por 50% de cloreto de sódio e 50% de cloreto de potássio.

(4) O potássio é composto por três isótopos, um deles radioativo:


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.

https://www.youtube.com/watch?v=IT9uTQaMsy4

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