Diseño de un huerto-invernadero para medidas experimentales de dispersión atmosférica, deposición, re-emisión y transporte en suelos de isótopos hidrogenoides para análisis de impacto ambiental asociados al tritio

Abstract

Este trabajo pretende generar una amplia formación en lo que se podría denominar “Ciencia ambiental en relación al tritio y a sus formas químicas (HT, HTO, T2O)”. Los estudios de tritio en relación a su impacto ambiental con origen en instalaciones que manejan importantes inventarios en formas tritiadas y gestionan descargas de emisión representa hoy un ámbito de investigación de enorme relevancia a nivel mundial. Existen hoy en día análisis del más alto nivel académico entre comunidades científicas en lo que suponen la discusión sobre los límites dosimétricos recogidos en las regulaciones internacionales (ICRP 60, IAEA). Una reducción del límite dosimétrico de un orden de magnitud (de 1 mSv a la centena de μSv) en los límites de dosis crónicas para tritio supondría costes prohibitivos en la implementación a la confección de dispositivos de los principios de diseño nuclear (ALARA, Defensa en Profundidad). Lo anterior es enormemente relevante hoy en día con grandes experimentos en curso (ITER, KATRIN, ESS-Lund y otros) que manejan importantes cantidades de tritio. Recordando que cualquier instalación nuclear industrial actual (central nuclear de fisión) emite en órdenes de 1-10 Ci/año en formas tritiadas estos cambios regulatorios supondrían una enorme demanda y refinamiento en las tareas de vigilancia radiológica ambiental (ejemplo, en España Red REVIRA y otras). En este trabajo se pretende justificar que con una evaluación dosimétrica-ambiental sencilla (esquemas deterministas conservadores) pero muy sofisticada en lo que son los mecanismos y caminos de transferencia a dosis (tempranas y crónicas), se respetan estrictamente los límites dosimétricos establecidos en las regulaciones vigentes. Para ello: (1) Se revisan en detalle los esquemas ambientales que integran los mecanismos de emisión y los caminos de transferencia a dosis; (2) Se determinan los parámetros cuantitativamente sensibles que intervienen en dichos mecanismos de emisión y de transferencia en los modelos ambientales, con especial énfasis en la partición química de la presencia del tritio natural en la atmósfera y en los mecanismos que determinan los factores de conversión a dosis (DCF) y los caminos críticos a las dosis potenciales máximas; (3) Se revisan las bases de datos fundamentales del tritio en formas elementales (HT, T2) y oxidadas (HTO, T2O), que intervienen en dichos DCFs: propiedades isotópicas, reacciones de equilibrio e información cinética; (4) Se formula e implementa en un esquema numérico sencillo (MathCad 14.0) el modelo dosimétrico-ambiental para tritio. Finalmente, se concreta en una instalación experimental (huerto-invernadero de análisis dosimétricos para tritio, TRITIOVI) para desarrollo futuro.