Supressão Compton na análise por ativação neutrônica instrumental de produtos agrícolas destinados à alimentação humana

Autor(es)

Luís Gustavo Cofani dos Santos

• Tipo de documento: Dissertação de Mestrado
• Imprenta: Piracicaba.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/STB)
• Data de defesa: 2004-04-14

Membros da banca

Marcio Arruda Bacchi; Maria José Aguirre Armelin; Virgilio Franco do Nascimento Filho

• Orientador: Marcio Arruda Bacchi

Resumo

A análise por ativação neutrônica instrumental (INAA) é uma opção para o estudo da composição de alimentos, permitindo determinar simultaneamente diversos elementos. Todavia, a deposição incompleta da energia da radiação gama no detector, devido à interação por espalhamento Compton, dificulta as determinações. O acúmulo de contagens na linha de base do espectro torna-se um problema quando existem na amostra radionuclídeos com emissões gama em energias mais altas do que a de interesse. Nesses casos, os supressores Compton podem aumentar a sensibilidade analítica. Aqui, avalia-se o uso de supressão Compton para o estudo de produtos agrícolas destinados à alimentação humana. Todas as medições foram realizadas com um detector de germânio hiperpuro com 55 % de eficiência relativa (1332 keV, 60Co), circundado por detectores de iodeto de sódio (annulus e plug). Espectros com supressão foram adquiridos a partir da detecção em anti-coincidência. Foram também armazenados os espectros sem supressão. Inicialmente, testou-se a capacidade do equipamento em reduzir a região Compton, empregando fontes de 137Cs. Medindo-se na região entre 358 e 382 keV, o melhor fator de supressão foi 5,97, sendo observada variação no valor de acordo com a região Compton escolhida para a medição. Reduções foram notadas no fator de supressão com o aumento da taxa de contagem e da distância fonte-detector. Em verificações realizadas durante 20 semanas, o sistema supressor mostrou-se estável. Para avaliar o uso de supressão Compton na análise de amostras, foram tomados diversos tipos e marcas comerciais de arroz, batata, feijão, ervilha, grão-de-bico e lentilha. Após secagem e moagem, as amostras foram irradiadas em fluxo de nêutrons térmicos de 1x10E13 cm-2 s-1 por 8 horas, no reator IEA-R1m do IPEN/CNEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares). A radioatividade foi medida em quatro oportunidades, em aproximadamente 3, 7, 15 e 40 dias após a irradiação. A análise foi conduzida pelo método k0, utilizando o programa Quantu. Quinze elementos foram estudados, entretanto Cd e Hg apresentaram-se abaixo dos limites de detecção, o que também occoreu para As, Cr, La e Se em várias amostras. Foram notados alguns comportamentos próprios de cada tipo de produto analisado. Arroz integral, parboilizado e polido, por exemplo, apresentaram diferentes concentrações de K, Rb e Zn. Dentre os elementos com maior potencial tóxico, a presença de um valor médio de 0,3 mg kg-1 de As em arroz foi a única observação. Houve influência de Br, K e Na sobre os limites de detecção para os elementos medidos entre 3 e 8 dias após a irradiação. A razão entre os limites de detecção sem e com supressão mostrou que a determinação de Br, Co, La, Na, Sc e Se não foi favorecida pelo uso do supressor. Para As, Ca, Cd, Cr, Fe, Hg, K, Rb e Zn, observou-se ganho de sensibilidade fortemente dependente da composição do material e das condições experimentais. Os resultados demonstraram que o desempenho do supressor Compton em INAA deve ser individualmente testado para cada tipo de amostra. (AU)

• Processo FAPESP: 01/12141-0 - Analise por ativacao neutronia de matrizes biologicas utilizando sistema de espectrometria gama com supressao compton.
• Beneficiário: Luís Gustavo Cofani dos Santos
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado