Application of semi-empirical model for the evaluation of radium activity in phosphogypsum used as component of clinker
DOI:
https://doi.org/10.15392/bjrs.v9i1A.1518Palavras-chave:
Phosphogypsum, Clinker, Activity, Radium, Semi-empirical modelResumo
Phosphogypsum is a residue that has been used by the cement industry as a substitute for the natural gypsum, used as a clinker additive during the production of Portland cement. There is a potential increase in this residue use since the large amount of phosphogypsum is generated as outcome of the phosphate fertilizer industries. However, phosphogypsum can be considered a source of radioactive contamination since it has 226Ra in its composition. Depending on the concentration of 226Ra, from the radiological protection point of view, this may cause a problem because this radionuclide and its direct decay product 222Rn along with other decay products, represent the largest fraction of radiation internal dose received by people. In order to evaluate the level of radiological risk that may be associated with the use of phosphogypsum, it is necessary to identify the concentration of 226Ra in building material. The aim of this research is to analyze the samples of phosphogypsum in relation to the concentrations of 226Ra, determined indirectly through 222Rn activity measurements. This measurement process has the advantage of being fast, convenient and relatively inexpensive when compared to traditional 226Ra concentration in samples measurement methods. Proposed physical-mathematical model was used to establish radium concentration from radon exhalation rate from cement mortar samples. The 222Rn activity measurements were performed with a portable detector with cubic phosphate samples with 50 mm edges each placed in a closed atmosphere of the sampling chamber until secular equilibrium is achieved. Obtained concentrations of radium activity in studied samples of phosphogypsum and cement mortars were found below the limits recommended by CNEN and international regulation.
Downloads
Referências
UNSCEAR – United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources and Effects of Ionizing Radiation, annex B, v. I, 2008. UNSCEAR Report to the United Nations General Assembly.
IAEA – International Atomic Energy Agency. The environmental behaviour of radium. Technical reports series n° 310. Vol.1. Vienna, 1990.
ATSDR – Agency for Toxic Substances and Disease Registry – US Department of Health and Human Services. Radon Toxicity. 2012. Disponível em: http://www.atsdr.cdc.gov/toxfaqs/tfacts145.pdf.
EISENBUD, M. Environmental radioactivity: from natural industrial and military sources. 3 ed. New York: Academic Press, Inc. 1987.
ICRP – International Commission on Radiological Protection. ICRP 60 - Recommendations of the international commission on radiological protection. Oxford: Pergamon Press, v.2, n.1-3, 1991.
CANUT, M.M.C. Estudo da viabilidade do uso do resíduo fosfogesso como material de construção. Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-Graduação em Construção Civil – Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2006.
AQUINO, P.E. A Produção de Ácido Fosfórico e a Geração de Fosfogesso. In: Desafios Tecnológicos para o reaproveitamento do fosfogesso. Anais eletrônicos. Belo Horizonte. UFMG, 2005. Disponível em: http://www.fosfogesso.eng.ufmg.
SAUEIA, C.H.; MAZZILLI, B.P.; FAVARO, D.I.T. Natural radioactivity in phosphate rock, phosphogypsum and phosphate fertilizer in Brazil. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, v. 264, p. 445-448, 2005.
RUTHERFORD, P.M.; DUDAS, M.J.; SAMEK, R.A. Environmental impacts of phosphogypsum. The Science Total Environmental, v. 149, p. 1-38, 1994.
SILVA, N.C.; FERNANDES, E.A.N.; CIPRIANI, M.; TADDEI, M.H.T. The natural radioactivity of Brazilian phosphogypsum. Journal Environmental Radioactivity, v. 249, p. 251-255, 2001.
MAZZILLI, B.; PALMIRO, V.; SAUEIA, C.H.R.; NISTI, M.B. Radiochemical characterization of brazilian phosphogypsum. Elsevier: Journal Environmental Radioactivity, n. 49, p. 113-122, 2000.
SANTOS, A.J.G.; SILVA, P.S.C.; MAZZILLI, B.P.; FAVARO, D.I. Radiological Characterization of disposed phosphogypsum in Brazil: Evaluation of the occupation exposure and environmental impact. Radiation Protection Dosimetry, v. 121, p. 179-185, 2006.
RUTHERFORD, P.M.; DUDAS, M.J.; SAMEK, R.A. Environmental impacts of phosphogypsum. The Science Total Environmental, v. 149, p. 1-38, 1994.
SAUEIA, C.H.R. Caracterização Radioquímica do Fosfogesso e implicações radiológicas de sua utilização como material de construção. Dissertação de Mestrado. Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares, São Paulo, 1998.
PEREIRA, R.R. Incorporação do fosfogesso como substituto do gesso natural no processo de fabrico do cimento Portland. Dissertação de Mestrado. Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa, Lisboa, 2010.
BARRETO, R.C.; PERNA, A.F.N.; NARLOCH, D.C.; DEL CLARO, F.; CORRÊA, J.N.; PASCHUK, S.A. Determining Radium-226 Concentration From Radon-222 Emanation In Building Materials: A Theoretical Model. In: International Nuclear Atlantic Conference – INAC. Belo Horizonte, MG, Brazil, 2017.
SAPHYMO GmbH. The Reference in Professional Radon Measurement – AlphaGUARD. 2015. Manual do usuário, Saphymo. Disponível em: http://www.academia.edu/23518941/The_reference_in_professional_radon_measurement.
FERRY, C.; RICHON, P.; BENEITO, A.; CABRERA, J.; SABROUX, J.C. An experimental method for measuring the radon-222 emanation factor in rocks. Radiation Measurements, vol. 35, n°6, pp.579-583, 2002.
JANG, M.; KANG, C.S.; MOON, J.H. Estimation of radon-222 release from the phosphogypsum board used in housing panels. Journal of Environmental Radioactivity, vol.80, n°2, pp.153-160, 2005.
NAKAMURA, F.S.; BATISTA, A.C. Viabilidade Técnica da Utilização de Diferentes Proporções de Gesso e Fosfogesso como Material de Construção. Trabalho de Conclusão de Curso. Departamento Acadêmico de Construção Civil. Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2018.
Downloads
Publicado
Edição
Seção
Licença
Direitos autorais (c) 2021 Brazilian Journal of Radiation Sciences

Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Declaro que o presente artigo é original, não tendo sido submetido à publicação em qualquer outro periódico nacional ou internacional, quer seja em parte ou em sua totalidade. Declaro, ainda, que uma vez publicado na revista Brazilian Journal of Radiation Sciences, editada pela Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, o mesmo jamais será submetido por mim ou por qualquer um dos demais co-autores a qualquer outro periódico. Através deste instrumento, em meu nome e em nome dos demais co-autores, porventura existentes, cedo os direitos autorais do referido artigo à Sociedade Brasileira de Proteção Radiológica, que está autorizada a publicá-lo em meio impresso, digital, ou outro existente, sem retribuição financeira para os autores.
Licença
Os artigos do BJRS são licenciados sob uma Creative Commons Atribuição 4.0 Licença Internacional, que permite o uso, compartilhamento, adaptação, distribuição e reprodução em qualquer meio ou formato, desde que você dê o devido crédito ao (s) autor (es) original (is) e à fonte, forneça um link para a licença Creative Commons, e indique se mudanças foram feitas. As imagens ou outro material de terceiros neste artigo estão incluídos na licença Creative Commons do artigo, a menos que indicado de outra forma em uma linha de crédito para o material. Se o material não estiver incluído no licença Creative Commons do artigo e seu uso pretendido não é permitido por regulamentação legal ou excede o uso permitido, você precisará obter permissão diretamente do detentor dos direitos autorais. Para visualizar uma cópia desta licença, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/