La presencia de materiales radiactivos en la corteza terrestre y en consecuencia en la super ficie, origina la contaminaci ón radiactiva natural en los diferentes materiales s ólidos, l íquidos, gaseosos; particularmente en el aire que se respira. Entre estos materiales radiactivos contribuyen a la contaminaci ón ambiental el uranio, el radio, el torio y sus respectivas cadenas de desintegraci ón, entre las cuales se encuentra el gas rad ón (222Rn) que se difunde en el aire; cuya presencia aumenta en zonas donde la actividad s smica es notoria o debido a otros eventos naturales, caso de la ciudad de Lima-Per ú. En este trabajo se muestran las mediciones realizadas durante dos a~nos consecutivos en la azotea del edi ficio de Fí sica (edifi cio de tres pisos) en la ciudad de Lima, con la finalidad de establecer las fluctuaciones de este contaminante gaseoso en el aire circundante. Las mediciones se hicieron usando detectores de nitrocelulosa (LR-115 tipo 2) y aplicando la t écnica de huellas nucleares. Los resultados obtenidos nos permiten tener un indicador de la presencia de rad ón en el aire durante diferentes estaciones del a~no y tambi én de la presencia de otros posibles contaminantes radiactivos. El uso de esta t écnica permite obtener y estudiar las huellas que generan las partí culas que son emitidas durante la desintegraci ón del rad ón o por sus descendientes o antecesores; y nos permite discriminar entre las trazas de corto alcance o huellas de tipo lineal y otras huellas muy distintas obtenidas durante las mediciones. En este trabajo se muestran los resultados de las mediciones que son analizados de acuerdo a modelos propuestos.

Detectores de trazas nucleares de estado sólido (LR-115 Tipo 2) en modo descubierto fueron usados para monitorear la concentración de la actividad del Rn-222 en 84 viviendas en el distrito de San Luis - Lima (Perú), desde Setiembre del 2015 hasta Enero del 2017. Debido a que no se ha evidenciado estudio alguno de la proporción de U-238/Th-232 en nuestro país, se procedió a plantear dos hipótesis, en la primera se consideró la presencia de Rn-222 y su progenie, y en la segunda la presencia mixta de Rn-222 y Rn-220 con sus respectivas progenies; usando factores de equilibrio “F” y de calibración “k” tomados de la literatura especializada. Usando una metodología de grillado en el distrito y considerando una extensión de 1 km2/grilla, se determinó el promedio ponderado de las concentraciones durante todo el proceso de monitoreo. Los valores de concentración de la actividad del Rn-222 encontrados fueron de (68±21) Bq/m3 y (54±16) Bq/m3 para ambas hipótesis respectivamente. Durante el estudio, se identificaron 2 viviendas que tuvieron un alto índice de concentración de Rn-222 con respecto a las demás, superando los valores referenciales proporcionados por la EPA (148 Bq/m3) y NRPB (200 Bq/m3). Estos valores encontrados fueron de (199±40)Bq/m3 y (257±44)Bq/m3 para la hipótesis 1 y de (205±35)Bq/m3, y (159±32)Bq/m3 para la hipótesis 2 respectivamente. En esta investigación se tuvo en cuenta las velocidades de desgaste superficial de los detectores a partir de los espesores reducidos. Por otro lado, se correlacionaron variables atmosféricas y de vivienda con los valores de las concentraciones, permitiendo conocer el grado de influencia de cada una de ellas sobre el resultado. Se evidencia que los factores atmosféricos, ventilación, ubicación de las habitaciones (primer y segundo piso), tipo de habitaciones (dormitorios y salas), tipo de paredes (ladrillo con pintura y ladrillo sin pintura), tipos de piso (cemento, recubiertos con mayólica y de tierra), ausencia de fumadores, tipo de tránsito vehicular (medio) y tipo de zonificación (residencias de densidad media), influenciaron significativamente en los resultados de las concentraciones de la actividad del Rn-222.

Several methodologies for radon concentration measurements have been used for monitoring radon in homes and workplaces to minimize health hazards due to indoor radon exposure. One of them is the Nuclear Track Methodology (NTM), commonly used for passive long-term measurements. The LR-115 type II (cellulose nitrate), as an NTM’s detector, is often located inside a diffusion chamber. The set formed by the detector and the chamber hereinafter will be called a monitor. Commercial monitors, e.g., RadOUT , Radosys, NRPB, are routinely used for radon measurements; they are calibrated in Certified and/or Accredited Laboratories. However, many laboratories have developed their own monitors, varying some characteristics as geometric shapes, dimensions, and material properties. They also do not have access to calibrate them in Certified and/or Accredited Laboratories. In the present thesis, we studied the detector response given the characteristics of the diffusion chamber that we use, and to know how these characteristics influence radon measurements. The results of this study can provide a fast-calibration of the detector that can be compared to calibrations in Certified and/or Accredited Laboratories. This study is based on Monte Carlo methods that imitate the experimental procedure commonly-used in estimating the calibration factor. This calibration method is more accesible than calibrations performed in Certified and/or Accredited Laboratories due to its low cost, feasibility and applicability. For these purposes, a monitor (LR-115 + a non-commercial diffusion chamber made of polypropylene -usually used as cosmetic pot-) was used in this research. LR-115 detector response in this set-up is reported by taking into account the geometric shape, dimensions and material (conductive or non-conductive) of the chamber, the transmission factor (the ratio of final steady state concentration of radon or thoron at the entrance of the chamber to the concentration of radon or thoron just inside this entrance), radon exposure level, and etching and reading process. Regarding the level of radon exposure, it was possible to correct the track overlap effect for high exposure levels, as can occur in radon measurements in soil pores, by applying a mathematical model. Mainly, these researches show that a non-commercial monitor can work as well as commercial ones. Besides, using an LR-115 in bare mode exposed by unconventional exposition results in concentric ring-shaped tracks, caused by UV natural radiation. The repeatability and reproducibility of the observed phenomenon were experimentally demonstrated. We also studied the ability of the LR-115 detector to register alpha particles from nuclear (n,α) reactions, or radon/thoron progeny. This study is also based on Monte Carlo methods and can provide an estimation of the efficiency of the detector to neutron or radon/thoron progeny.

El Radón 222 gas radiactivo, emisor de partículas alfas, que proviene de la cadena de desintegración del Uranio 238; emana desde el subsuelo de forma natural hacia el medio ambiente y se concentra en mayor cantidad en ambientes cerrados, como por ejemplo habitaciones con poca ventilación. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS) el gas Radón 222 es el segundo causante de muerte por cáncer de pulmón. Actualmente, muchos gobiernos y organismos internacionales han recomendado que las exposiciones al gas Radón en las casas sean conocidas y mitigadas en los casos necesarios. Sin embargo, en nuestro país no existe un marco legal so cial basado en estudios locales para interiores, requisito fijado por la Organización Internacional de Energía Atómica (IAEA). Se sabe que los niveles de Radón en viviendas varían ampliamente de un área a otra de acuerdo a la geología del lugar, e incluso para un solo tipo de suelo; los niveles de Radón varían dependiendo de las características de la casa y de los hábitos de vida de los ocupantes, as también por condiciones de ventilación, uso de aerosoles que incrementa los efectos sobre la salud de sus habitantes. Para identi ficar y medir Radón en diferentes viviendas, fue necesario realizar mediciones de las concentraciones de este gas usando detectores de trazas nucleares (LR 115 tipo 2, en modo desnudo) con el objetivo de hacer un mapeo en el distrito. Se realizaron muestreos en 5 periodos, comprendidos desde Octubre del 2015 hasta Enero del 2017, obteniendo as las concentraciones de Radón en el distrito de Los Olivos en el rango de 69,35 Bq=m3 a 364,08 Bq=m3. La data obtenida cumple con la Log normalidad por cada periodo de medición lo cual es característica en este tipo de investigaciones. Este trabajo forma parte del proyecto 120-PNICP-PIAP-2015 "Desarrollo de un sistema de monitoreo de Radón 222 ambiental mediante la técnica de huellas nucleares, en la ciudad de Lima - Perú", el cual abarca un monitoreo a gran escala en la ciudad de Lima, para establecer un precedente y conocer los niveles a los cuales se encuentra expuesta la población. / Trabajo de investigación

El estudio de la presencia del gas radón y su progenie en sitios relacionados con actividades de perforación de suelos como en ingeniería civil, arqueología, geología, minería, etc. es de interés actual, considerando que los trabajos que se realizan asociados a estas actividades son principalmente de excavación y remoción del suelo. Estas actividades originan que la salida de este gas desde el suelo se acentúe y se sume a la contribución producida por vibraciones naturales de los suelos. Se considera que la población o especialistas involucrados en estas actividades, están más expuestos a este gas radiactivo, debido a que la exposición es mayor que la que se produce en cualquier ambiente cotidiano. Como tema de la presente investigación, se plantea hacer un estudio del gas radón y su progenie proveniente del suelo en la Estación Meteorológica Hipólito Unanue (EMHU), localizada cerca al Muro Inca, zona arqueológica protegida que atraviesa el campus de la PUCP en la ciudad de Lima. La zona es elegida por su cercanía y fácil acceso para realizar las mediciones contando con los permisos respectivos y con el compromiso de no dañar o alterar los sitios de estudio. Mediante la técnica de huellas nucleares, con una metodología propia, se detecta el gas radón y su progenie proveniente del suelo, a diferentes alturas en pozos construidos para tal fin. El objetivo principal, es la medición de la concentración de radón a diferentes alturas que nos permite estudiar el proceso de exhalación de este gas desde el suelo. También se busca determinar si los niveles de radón están dentro de los niveles aceptables para la zona de estudio.

Existen diversos estudios de las concentraciones de Radón 222 [36], los cuales comenzaron en minas, el objetivo de este tipo de estudios era determinar la dosis a la que estaban expuestos los trabajadores por diversas fuentes naturales entre ellas el Radón, las concentraciones de Radón 222 encontradas fueron muy elevadas llegando a la conclusión que las hijas del Radón 222 son las mas nocivas adicionándose a los efectos que causa el fumar, dado que el Radón 222 es un gas exhalado por el suelo y por tanto se encuentra en forma natural en la atmósfera cobra enorme importancia medir las concentraciones de Radón 222 en las viviendas y lugares de trabajo en el cual las personas pasamos la mayor parte de nuestras vidas. En este trabajo se muestra resultados de mediciones de Radón 222 en interiores (viviendas) de la zona sur de Lima (principalmente en el distrito de Villa el Salvador) y se analiza los resultados encontrados, así mismo la data encontrada será incluida en la elaboración del mapa de Radón 222 de Lima-Metropolitana. En la actualidad se acepta que la inhalación de los productos de decaimiento del Radón 222 incrementa la incidencia de cáncer al pulmón, estas observaciones han sido estudiadas por diversas organizaciones como la OMS (Organización Mundial de la Salud) [32], ICRP (según sus siglas en inglés, Internacional Commission Radiological Protection )[19]. Si bien es cierto, el interés en esta fuente de radiación natural inicio en países desarrollados, actualmente un importante número de estudios se han desarrollado para evaluar los niveles de Radón 222 y el Radón 220 en casas y áreas con un potencial alto de riesgo a la exposición a este gas radiactivo. En nuestro país recientemente se ha iniciado este tipo de estudios pero aún es insuficiente, este trabajo pretende contribuir con la determinación y estudio de los niveles de Radón 222 en viviendas en la zona sur de la ciudad de Lima, teniendo en cuenta las condiciones atmosféricas, el tipo de suelo, los materiales de construcción utilizados son parámetros que influyen en la medición, la concentración del Radón 222 y sus productos de decaimiento en la atmósfera del interior de las viviendas. Se encuentra que la velocidad con la que entra y sale el aire de una casa es un parámetro determinante, siendo la ventilación una de las formas más efectivas de reducir las concentraciones del Radón 222 en una vivienda habitada.

El objetivo de este trabajo es determinar los niveles de Radón 222 y su progenie en interiores en el distrito de San Martín de Porres durante cinco periodos en los a~nos 2015-2016. Las mediciones se realizaron usando detectores pasivos de huellas nucleares de nitrato de celulosa (LR-115 tipo 2). Las mediciones se realizaron al interior de viviendas considerando diferentes parámetros como el material de construcción, edad de la vivienda, tipo de suelo entre otros, colocando dos detectores en diferentes ambientes de las viviendas. Para la adquisición de imágenes luego de haber sometido a los detectores a un tratamiento químico que revela las huellas latentes, se empleó el software V.4.0 del microscopio óptico marca Leica, que permite una mejor calidad en cuanto a la adquisición de imágenes. Para realizar el conteo de las huellas nucleares en los detectores luego de haber adquirido las imágenes mediante el microscopio se uso el software ImageJ, para el cual se implementó un macro que permite automatizar el proceso de conteo. Finalmente con los 125 puntos de medición se reportan valores promedio por vivienda en el rango de 103,0 Bq=m3 hasta los 218,9 Bq=m3, con los cual se ha elaborado el primer mapeo para el distrito de San Martín de Porres en el cual se muestra los variaciones de los niveles de concentraciones de Radón 222 ambiental y su progenie. Además se determinó que existe un 7,6% de probabilidad de superar el nivel de referencia de 200 Bq=m3 establecido por el IPEN.

El gas radón (Rn 222) decae a polonio (Po 218) y este a su vez decae en otros elementos radiactivos llamados progenie del radón, que son sólidas. Durante el decaimiento se emiten partículas radioactivas ionizantes alfa o beta, las que pueden causar efectos en la salud, estas causan daños a nivel de ADN, ARN, etc. El poder de penetración de las partículas alfa es pequeño no, pueden ser detenidas por la epidermis de la piel que actúa como blindaje para el cuerpo, pero si ingresan al organismo por inhalación de aire con progenie adherida al polvo, pueden causar problemas, al ser retenidas en el tracto respiratorio de manera indefinida. En este trabajo, se propone una metodología para detectar partículas alfa de la progenie del radón adherida al polvo acumulado en lugares con baja ventilación. Utilizando un sistema portátil diseñado y ensamblado para este propósito, inicialmente se acumula polvo en un filtro, el cual es colocado en una c amara de difusión con dimensiones ajustadas al volumen efectivo asociado a este tipo de emisores alfa y al detector. Partículas de polvo con progenie adherida, emiten a su vez, partículas alfa que son registradas usando detectores de trazas nucleares de estado sólido SSNTD. En esta investigación, se eligen áreas bajo condiciones especiales como poca ventilación, acumulación de polvo, etc.; se contrasta con un detector testigo para discernir de las huellas registradas por las alfas del gas radón. Se busca que los resultados del estudio pueden ser útiles más adelante para plantear soluciones que ayuden a disminuir la contaminación ambiental producida II por estos elementos radiactivos de origen natural perjudiciales a la salud. Aplicando la metodología desarrollada en esta tesis, se encuentra que los mejores resultados de registro de la progenie del radón se obtienen usando una bomba de alto caudal para recolectar polvo en un filtro de poro del orden de micras y con el detector CR-39 dentro de un casete ajustable. El detector permanece expuesto durante todo el procedimiento de acumulación de polvo ambiental que es de 3 horas.

La presencia de contaminantes radiactivos en forma natural es y será un problema medio ambiental. Existen elementos radiactivos que sobreviven en la Tierra desde su formación inicial, como el Uranio 238, Torio 232, Actinio 227 y por intervenciones humanas el Neptunio 235. Particularmente, en la cadena de desintegración del Uranio 238 encontramos un elemento gaseoso radiactivo que puede difundirse en el agua o en el aire que respiramos llamado Radón222. Este gas radiactivo se encuentra en porcentajes importantes en la atmósfera de nuestro planeta Tierra. En este trabajo se muestras mediciones de Radón222 realizadas desde la azotea del edificio de Física (edificio de tres pisos) de la Pontificia Universidad Católica del Perú situado en el distrito de San Miguel, realizadas durante cuatro años, con la finalidad de establecer fluctuaciones de este contaminante en el aire circundante. Las mediciones se hicieron aplicando la técnica de huellas nucleares y usando un detector de estado sólido, el polímero LR-115 tipo 2. Esta técnica permite captar las partículas subatómicas que emiten los elementos al desintegrarse y que al interaccionar con el detector polimérico dejan sus huellas o trazas; en este trabajo se demuestra que no solo se forman las trazas ocasionadas por las partículas alfa asociadas al Radón222 sino también se forman otro tipo de trazas que son analizadas teniendo en cuenta las diferentes fases del procedimiento de medición. Los resultados muestran las trazas asociadas a la presencia del contaminante gaseoso radiactivo Radón222 en el aire y la formación de las otras trazas son analizadas teniendo en cuenta la metodología usada y suponiendo que pueden ser asociadas a otros eventos de origen nuclear.

El Radón-222 es un gas de origen natural el cual se produce a partir de la desintegración radiactiva natural del Uranio, que está presente en suelos y rocas. El Radón emana fácilmente del suelo y pasa al aire, donde se desintegra y emite partículas alfa y produce a su vez una serie de partículas de vida corta (Polonio-218, Polonio-214, y Polonio-210) que también decaen emitiendo partículas alfa. Las personas inhalan las partículas de vida corta, y estas pueden causar significativo daño a las células interiores de los bronquiolos y además pueden terminar conduciendo a la aparición de cáncer de pulmón. Por el motivo antes expuesto es de suma importancia medir y evaluar los niveles de exposición debido al Radón. En esta tesis se determina la concentración de Radón-222 en 27 lugares de trabajo ubicados en sótanos que pertenecen a 10 edificios en la ciudad de Lima- Perú. En las mediciones se emplean detectores LR -115 Tipo 2 los cuales se colocan sobre la pared de los sótanos en estudio en tres niveles, 40 cm, 100 cm 160 cm de altura medidos a partir del piso. Los detectores luego son grabados y leídos siguiendo el protocolo usado en el Laboratorio de del Grupo de Investigación de Técnica de Huellas Nucleares de la PUCP (GITHUNU-PUCP). Los resultados estadísticos demuestran que 12 lugares de trabajo presentaron niveles de concentración mayores a 150 Bq/m3 en diferentes periodos de medición. Se determinó que la distribución de concentración de Rn-222 en un recinto no es homogénea; habiendo mayores niveles de concentración en las zonas del recinto donde hay poca circulación de aire y menores niveles de concentración en las zonas donde hay mayor circulación de aire. Empleando el coeficiente de Pearson se evaluó la correlación de la concentración Rn-222 con la altura alrededor de los puntos de medición, donde dos ambientes mostraron correlación lineal entre estas variables. Empleando el coeficiente de correlación múltiple y de Pearson se logró evaluar la correlación de la concentración de Rn-222 con la humedad relativa y temperatura, en 20 ambientes de trabajo; un ambiente muestra una correlación lineal múltiple justificable entre estas variables, un ambiente muestra una correlación lineal positiva significativa entre la concentración y temperatura y un ambiente muestra una correlación lineal negativa significativa entre la concentración y la humedad relativa. Se concluyó que probablemente la ventilación es la variable que más influencia en los niveles de concentración de Radón en recintos con estas características.