63ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 6. Geociências - 2. Geofísica

Monitoração de Radiação Gama Ambiental: Observação de Variações Diurnas e Efeitos Atmosféricos em São José dos Campos, SP.

Mauro Angelo Alves 1 Inacio Malmonge Martin 2,3

1. Instituto de Aeronautica e Espaco IAE/AMR 2. Instituto de Aeronautica E Espaco - ITA 3. Universidade de Taubate - UNITAU

INTRODUÇÃO:

Em função da presença de elementos radioativos nos solo (e.g. urânio, tório, potássio,), no ar (gás radônio), raios cósmicos (origem solar e galáctica) e fontes antropogênicas (e.g. indústria, geração de energia) o meio ambiente é continuamente exposto a um campo de radiação. Fatores naturais tais como variações meteorológicas, geológicas e astronômicas e atividades humanas podem alterar a intensidade deste campo de radiação. Normalmente, informações sobre o campo de radiação para uma dada localidade ou são inexistentes ou baseiam-se em valores médios históricos. No caso de eventos naturais ou acidentes de origem humana, o campo de radiação pode variar significativamente em escalas de tempo relativamente curtas (horas ou dias). Com o objetivo de compreender como o campo de radiação gama varia ao longo do tempo e como pode ser influenciado por fenômenos naturais, estabelecemos um projeto piloto de aquisição de séries de tempo de radiação gama ao nível do solo com instrumentos portáteis e de baixo custo.

METODOLOGIA:

Para a medida de radiação gama, foi utilizado um cristal cintilador de NaI(Tl) (área, 180 cm2) montado em uma célula de alumínio e acoplado a um tubo fotomultiplicador (Aware Electronics, E.U.A.). Este detector é conectado a um computador PC que armazena séries de dados de radiação gama (fótons/minuto) a intervalos de 1 minuto. Variações de pressão atmosférica foram registradas em forma digital com um barômetro compacto (Gulf Coast Data Concepts, E.U.A.). Os dados foram coletados ao nível do solo na cidade de São José dos Campos, SP (23° 12’ 32”S, 45° 52’ 40” W; altitude, 650 m). As séries de tempo de radiação gama e pressão atmosférica foram analisadas através de métodos convencionais de análise estatística e análise espectral para a determinação dos parâmetros estatísticos descritores das séries, nível de correlação e periodicidades. Para efeitos de confirmação do registro de eventos, as séries de tempo de radiação gama coletadas são comparadas a séries de dados relacionadas a variação de raios cósmicos (e.g. http://neutronm.bartol.udel.edu/spaceweather).

RESULTADOS:

O sistema de coleta de dados se mostrou confiável e compacto. Coleta de dados com o sistema utilizado pode ser realizada em vários tipos de situações (laboratório, campo). Dados foram coletados em vários períodos de 2010-2011. Resultados das análises de séries coletadas mostram haver oscilação diurna da radiação gama e oscilações associadas a alterações meteorológicas tais como chuvas, variação na cobertura de nuvens e pressão atmosférica. Estas oscilações correspondem a variações da ordem 3% a 5% com relação a um valor médio de 0,3 fótons/cm2.s.MeV. Oscilações diurnas estão relacionadas à variação diurna dos raios cósmicos. Oscilações associadas a fatores meteorológicos podem estar relacionadas, por exemplo, ao transporte de radônio da atmosfera ao solo pela chuva, absorção de radiação por hidrometeoros, e efeito barométrico. As oscilações da radiação gama observadas mostram que o uso de valores médios para descrever o campo de radiação de certa localidade pode resultar em interpretação incorreta de eventos. As oscilações observadas têm o potencial de mascarar, por exemplo, variações causadas por acidentes industriais e fenômenos naturais que envolvam a liberação de pequenas quantidades de elementos radioativos na atmosfera.

CONCLUSÃO:

Com um sistema de aquisição de dados compacto e portátil, foram registradas oscilações locais de radiação gama. As oscilações observadas estão relacionadas a fenômenos naturais e mostram que valores médios não descrevem corretamente o campo de radiação local. Estas oscilações têm o potencial de interferir com a interpretação correta da natureza do campo de radiação em situações nas quais processos artificiais ou naturais desconhecidos também estão presentes. Portanto, a monitoração contínua da radiação ao nível do solo é necessária para garantir o conhecimento da radiação de fundo de uma certa localidade.

Palavras-chave: Radiação Gama, Radiação de Fundo, Cintilador de NaI(Tl).