¿Mi llavero de tritio emite cantidades significativas de radiación?

Question

Recientemente compré un llavero de tritio, compuesto por un pequeño vial de vidrio con gas de tritio parcialmente encerrado en un llavero de acero inoxidable. Aquí están los enlaces de Amazon para que puedas ver un ejemplo concreto:

• Enlace para la ampolla
• Enlace para la leontina

La ampolla de vidrio mide 12 mm de largo y 2 mm de diámetro. Aquí está una foto de cómo se ven para el futuro a prueba de putrefacción de enlaces:

El vendedor afirma (en un inglés ligeramente roto) que este producto es perfectamente seguro:

Debido a que la desintegración beta del tritio sólo emitirá móviles electrónicos de alta velocidad, no penetran en el cuerpo humano, no hay daño para el cuerpo humano. La vida media es de 12,3 años, los electrones producen la desintegración beta del tritio es muy débil, un pedazo de papel puede ser bloqueado, por lo que el gas tritio en la lámpara está cerrada extremadamente seguro, incluso si la ruptura del tubo de vidrio, la liberación de gas tritio, y el uso de las personas para completar la inhalación, pero también mucho menos que la gente en la vida normal del día es la cantidad de radiación. La tecnología de emisión de gas tritio se ha aplicado en muchos campos civiles.

Soy consciente, por mis propias investigaciones, de que inhalar o ingerir el contenido de la ampolla no me matará, pero no será algo bueno. Sin embargo, mi pregunta se refiere a la radiación emitida por el vial dentro de la leontina, suponiendo que no se rompa.

El vendedor afirma que las partículas beta no pueden penetrar en el cuerpo humano. Sin embargo, haciendo un poco de lectura básica sobre las partículas beta me llevó a este :

Las partículas beta son capaces de penetrar en la materia viva hasta cierto punto y pueden cambiar la estructura molecular de las moléculas expuestas a este tipo de radiación. En muchos casos, estos cambios pueden considerarse perjudiciales, con resultados posiblemente tan graves como el cáncer o la muerte. Si la molécula afectada es el ADN, puede provocar una mutación espontánea.

Además, he encontrado algunos mensajes en el foro en línea diciendo que el vial en sí es seguro, pero cuando se encapsula en acero inoxidable emite Radiación Bremsstrahlung en forma de rayos X. Esto parece estar respaldado por esta respuesta de Physics SE sobre la detección de rayos X de llaveros de tritio similares .

Todo esto nos lleva a preguntarnos: ¿cómo se comparan la radiación beta y la radiación Bremsstrahlung emitidas por el gas tritio con otras fuentes comunes de radiación de fondo que recibo? ¿Cómo se comparan esos niveles con las directrices de seguridad estándar para las dosis de radiación?

Answer 1

Los electrones beta tienen una energía máxima de 18,6 keV y todos ellos son absorbidos por el vidrio o el plástico. Sin embargo, hay algo de intensidad de rayos X Bremsstrahlung. He medido la espectro en 2015 con un detector dispersivo de energía de silicio Amptek, véase más abajo. La intensidad era baja - se necesitaron varios días para recoger estos datos. El máximo del continuo coincide con la energía beta máxima. También hay picos característicos de zinc $K_\alpha$ . Los atribuyo a la fluorescencia de los rayos X de un fósforo de óxido de zinc.

El espectro es similar en energía al que se recibiría de las antiguas pantallas de televisión de rayos catódicos con una energía similar del haz de electrones. Pero la luz visible de estos llaveros es muchos órdenes de magnitud más débil que la de una pantalla CRT. La "corriente" de electrones beta es sólo $3.7\cdot10^5 \times 1.6 \cdot 10^{-19} = 0.06$ picoamperio, que es mucho menos que la corriente de haz de electrones típica de una pantalla CRT, alrededor de un miliamperio. (Pero las pantallas CRT suelen tener un vidrio pesado (de plomo, etc.) en la parte delantera).

Answer 2

La radiación beta de baja energía del H-3 está eficazmente protegida por cualquier tipo de material, incluidas las capas externas de la piel. Por lo tanto, exposición externa a H-3 generalmente no se tiene en cuenta en la protección radiológica. Los coeficientes de dosis tabulados típicos para la exposición externa al H-3 son todos nulos - excepto para la inmersión en aire que contiene H-3 gaseoso si se tiene en cuenta la pequeña contribución de la radiación del H-3 presente en el volumen de aire de los pulmones ( $h_\text{lungs}=2.75\times10^{-18}\ \mathrm{Sv\ s^{-1}\ Bq^{-1}\ m^3}$ que corresponde a un coeficiente de dosis efectiva de sólo $e=3.31\times10^{-19}\ \mathrm{Sv\ s^{-1}\ Bq^{-1}\ m^3}$ ).

Las vías de exposición limitantes para el H-3 se deben a exposición interna, normalmente tras su inhalación o ingestión. En el caso de algunos productos de consumo como el de la pregunta, también puede ser relevante la penetración del H-3 a través de la piel. Si el H-3 está contenido en un vial de vidrio sellado, es seguro mientras el vial no esté dañado. Sin embargo, en el caso de los relojes de pulsera con esfera luminosa y caja de plástico, la ingesta de H-3 puede demostrarse midiendo la actividad del H-3 en la orina.

Sin embargo, los coeficientes de dosis para la exposición interna al H-3 son bastante bajos en comparación con muchos otros radionúclidos típicos. Los valores asumidos dependen de la forma química considerada del H-3. Según las publicaciones antiguas, pero aún ampliamente utilizadas, ICRP 68 y 72 (que se basaron en las Recomendaciones de 1990 de ICRP 60), el coeficiente de dosis efectivo para el H-3 como agua tritiada (HTO) es $1.8\times10^{-11}\ \mathrm{Sv\ \ Bq^{-1}}$ tanto por inhalación como por ingestión para el público adulto y los trabajadores. Los coeficientes de dosis efectiva correspondientes para el H-3 como tritio ligado orgánicamente (OBT) son $4.2\times10^{-11}\ \mathrm{Sv\ \ Bq^{-1}}$ para la ingestión y $4.1\times10^{-11}\ \mathrm{Sv\ \ Bq^{-1}}$ para la inhalación.

Los nuevos valores basados en las recomendaciones de 2007 de la CIPR 103 pueden encontrarse en la CIPR 134. Para el H-3 como agua tritiada (HTO) o vapor orgánico soluble (distinto de los compuestos orgánicos tritiados biogénicos), el coeficiente de dosis efectiva es $2.0\times10^{-11}\ \mathrm{Sv\ \ Bq^{-1}}$ para la inhalación y $1.9\times10^{-11}\ \mathrm{Sv\ \ Bq^{-1}}$ para la ingestión. Se puede suponer un valor similar para el H-3 que penetra en la piel.

• ICRP, 1991. Recomendaciones de 1990 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica. Publicación 60 de la CIPR. Ann. ICRP 21 (1-3).
• ICRP, 1994. Dose Coefficients for Intakes of Radionuclides by Workers. Publicación 68 de la CIPR. Ann. ICRP 24 (4).
• ICRP, 1995. Age-dependent Doses to the Members of the Public from Intake of Radionuclides - Part 5 Compilation of Ingestion and Inhalation Coefficients. Publicación 72 de la CIPR. Ann. ICRP 26 (1).
• ICRP, 2007. Recomendaciones 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica. Publicación 103 de la CIPR. Ann. ICRP 37 (2-4).
• ICRP, 2016. Ingesta ocupacional de radionúclidos: Parte 2. Publicación 134 de la CIPR. Ann. ICRP 45(3/4), 1-352.