Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 1989. / Vita. Includes bibliographical references.

With the construction of the European Spallation Source (ESS) steadily approaching the operational phase, an environmental monitoring program will soon be implemented with the purpose of monitoring emissions. With regard to radiation safety, it is highly important to monitor alpha emitting radionuclides in aerosol form. Thus, an experimental investigation of direct alpha spectroscopy methods was conducted in order to evaluate the current experimental setup at Medical Radiation Physics in Malmö. Direct alpha spectroscopy measurements of aerosols collected on filters collected during combustion of earth soil samples were performed. Additionally, the natural alpha background in aerosols was intended to be assessed from filter samples collected at Hyltemossa Research Station in northern Scania (Sweden). Furthermore, simulations of direct alpha spectroscopy measurements are conducted in order to anticipate a measured spectra during normal operation but also in the case of an emergency at the ESS, simulations used calculated data by the ESS together with a dispersion model in order to track emissions to ground level concentrations. Direct alpha spectroscopy for environmental samples, was able to detect the presence of 210Po with a low approximate activity level of 2.8 mBq per filter. The well-defined peaks resulted from the use of a multi stage impactor when sampling, which lead to a high surface deposition of the particles. The simulations illustrate this further by showing the effect of surface deposition and how it highly affects the quality of the attained spectrum for both the normal operation and the emergency scenario. Simulated spectrum for normal operation suggest the possible detection of 148Gd without any treatment of the filters. For the emergency scenario the activity level of 148Gd is much lower than from other radionuclides. Thus the simulated spectra instead show the possible need of chemical separation of the wanted radionuclide. / Den Europeiska spallationskällans (ESS) konstruktion fortgår precis vid utkanten av Lund och den börjar närma sig driftsfasen. I takt med det här kommer ett program för att säkerställa miljö, säkerhet och hälsa att startas, ett av målen kommer vara att övervaka utsläpp och säkerställa nivåer i förhållande till regelbestämda värden. Därav görs en experimentell undersökning av metoder för direkt alfaspektroskopi, som mål att utvärdera den nuvarande experimentuppställningen vid Medicinsk Strålningsfysik i Malmö. Mätningar av filter görs med direkt alfaspektroskopi, både filter med naturlig alfabakgrund och filter med innehåll uppsamlat under förbränningstest av jordprover. Filterinsamlingen av naturlig bakgrund görs vid Hyltemossa forskningsstation i nordöstra Skåne. Utöver den experimentella studien, simulering av förväntade spektrum vid mätning av uppsamlade filter görs, både vid normal drift för ESS och vid ett hypotetiskt olyckscenario där radioaktiva partiklar släpps ut. ESS egna beräkningar för utsläpp används som grund till de undersökta scenarierna. De resulterande mätningarna av jordprover gav goda resultat som styrker användandet av direkt alfaspektroskopi vid identifiering av miljöprover, närvaro av 210Po identifieras och uppskattas med beräkning till en låg aktivitetsnivå på 2.8 mBq per uppmätt filter. Grunden till den väldefinierade energitoppen för 210Po antas komma ifrån användandet av en kaskadimpaktor, vilket resulterade i en hög ytdeposition av partiklar vid insamling. Resulterande spektrum från simuleringarna för både normal operation och hypotetiskt olycksscenario fortsätter att illustrera den enormt positiva effekten av ytdeposition vid insamling. Slutsatsen från det simulerade spektrumet vid normal drift av ESS är att 148Gd kommer vara möjligt att upptäcka med den använda metoden för direkt alfaspektroskopi. För det simulerade olycksscenariot vid ESS är andelen utsläppt 148Gd i förhållande till andra radionuklider mycket lägre, vilket leder till en låg signal i spektrumet. Slutsatsen är därav att kemisk separation antagligen kommer behövas för att mäta nivåerna av 148Gd.

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-06-22T13:39:10Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-06-22T13:39:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP / FAPESP:11/00769-7

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2016-06-22T13:39:10Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2016-06-22T13:39:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A emissão de poluentes em megacidades e áreas industriais pode ter fortes impactos no clima e na saúde. Nos últimos anos tem sido crescente a preocupação com emissões atmosféricas contendo partículas nanométricas, cuja presença, juntamente com compostos orgânicos voláteis, óxidos de nitrogênio e outros, pode resultar na formação de uma série de substâncias gasosas poluentes e na formação de aerossóis. Medições mais precisas da concentração e distribuição de tamanho de fuligem são importantes, não só do ponto de vista ambiental, mas também para a saúde humana. O objetivo deste trabalho foi determinar a distribuição de tamanho de partículas na chaminé de uma refinaria em Cubatão. Para isso foi utilizada uma abordagem baseada nos métodos de inversão, tradicionalmente usados para calcular parâmetros de aerossóis atmosféricos, ao contexto dos aerossóis de tochas industriais. Os resultados se mostraram consistentes com a literatura científica, sendo possível determinar alguns parâmetros da distribuição do tamanho de partículas provenientes da chama de uma tocha industrial utilizando um sistema lidar de três comprimentos de onda com um nível de discrepância aceitável. Um estudo do expoente de Angström foi realizado com o objetivo de validar o algoritmo de inversão desenvolvido neste trabalho. Os resultados deste estudo mostraram que os dados experimentais corroboram com as curvas teóricas e, portanto, o algoritmo pode ser utilizado como ferramenta para a medição de emissões atmosféricas provenientes de tochas industriais. O desenvolvimento deste projeto representará um passo importante, não somente do ponto de vista tecnológico, mas principalmente como recurso para tratar de problemas de emissões que futuramente poderão surgir, dentre as medidas voltadas ao controle de mudanças climáticas. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP / FAPESP:11/00769-7

La mesure de la radioactivité dans les filtres utilisés pour la surveillance de l’aérocontamination de l’air présente une difficulté métrologique majeure. En effet, l’absorption des rayonnements a dans le médium filtrant et la masse d’aérosols accumulés biaisent la réponse nucléaire. Ce travail de thèse porte sur la détermination de facteurs de correction de la dégradation de la radioactivité mesurée dans les filtres de surveillance. Dans un premier temps, des filtres radioactifs représentatifs des prélèvements atmosphériques ont été préparés à l’aide du banc d’essais nucléaire ICARE. L’étude expérimentale sur les filtres de référence a permis d’avoir une base de données pout la détermination des facteurs de correction dans diverses conditions de filtration. Dans un second temps, ce travail a conduit une nouvelle méthode numérique mise au point pour déterminer les facteurs de correction. Il s’agit de coupler des simulations de filtration des particules d’aérosol à l’aide de GeoDict, permettant de calculer des écoulements dans les milieux poreux et des simulations de parcours de particules a dans la matière à l’aide de MCNPX. Le bon accord obtenu, en comparant les réponses des spectres en énergie et des facteurs de correction numériques et expérimentaux, a permis de valider le modèle numérique / The measurement of radioactivity in the filters of airborne radioactive surveillance is a major difficulty metrology. Indeed, the absorption of a radiation in the filter media and the mass of aerosols accumulated distort the nuclear counters response. This thesis work focuses on the determination of correction factors for the radioactivity loss in the survey filters. In a first step, radioactive filters representing the atmospheric samples have been prepared using the nuclear test bench ICARE. The experimental study on reference filters provided a database to determine correction factors for various filtration conditions. The second step of the work proposed a new numerical method developed to determine the correction factors. It consists of coupling GeoDict for particles filtration simulations and MCNPX simulations for a transport in matter. The good agreement obtained by comparing the numerical and experimental correction factors has permitted to validate the numerical model