Geofísica Nuclear en Geomedicina.

INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES NUCLEARES
Geofísica Nuclear en Geomedicina (PIXE)
Por: Dr. Miguel Balcázar
25 de Febrero 2016
CONTENIDO
1. ANTECEDENTES
2. METODOS DE GEOFÍSICA NUCLEAR
3. TÉCNICAS CON ACELERADOR
4. PIXE
2
1. ANTECEDENTES
CONVENIO
SERVICIO GEOLÓGICO MEXICANO
INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES NUCLEARES
 Calibración y Curso de Equipos Electrónicos RAD7 de RADÓN
 Prospección de Uranio
 Geología Médica
3
2. METODOS DE GEOFÍSICA NUCLEAR
4
2. METODOS DE GEOFÍSICA NUCLEAR
Versatilidad de técnicas nucleares aportando riqueza de datos al Servicio Geológico Mexicano
ZIRCON
Microscopía Electrónica
Identificación
Ubicación de Uranio
Reactor Nuclear
Difracción R-X
Concentración anormal Rn
Análisis de Microelementos
Relación U/Th
ICP-SFMS
Acelerador de Partículas
2. METODOS DE GEOFÍSICA NUCLEAR
Detector Electrónico
Acelerador
E1
Protones
Concentración ppm o ppb
E2
E3
Mineral Delgado
E3
E2
E1 Energía Elemento
E1
Reactor
E2
Neutrones
Detector
Electrónico
E3
Concentración ppm o ppb
Mineral Grueso
E3
E2
E1
Energía Elemento
3. TÉCNICAS CON ACELERADOR
7
Cuentas
3. TÉCNICAS CON ACELERADOR
100000
REF. Intercomparison of PIXE spectrometry software
packages. IAEA-TECDOC-1342; 2003.
K
Fe (K)
Ca (K)
10000
Fe (K)
Ti
Si
PIXE
Suelo2_p_3
V Mn
Cl
1000
Ca (K)
PIXE
Zn (K)
100
Br Kr
Rb
Multi técnicas
Análisis de Minerales:
Riqueza de Información.
Zr
Canal
10
0
100
200
300
400
500
600
700
800
NRA
NRA
PIGE
REF. PIGE Análisis ; Software MAC10 (M. Fernández , GRF2D (Jorge Fernández)
3. PIXE (TÉCNICAS CON ACELERADOR)
9
4. PIXE
EVALUACIÓN MULTIELEMENTAL DE MUESTRAS GEOLÓGICAS DE
INTERÉS GEOMÉDICO POR TÉCNICA PIXE
1Raúl
DÍAZ GODOY, 2Rosa Ma. TREMARI, 2José Luis LEE, 3Tomás GRIJALVA, 1Maurcio
SALINAS, 1Miguel BALCÁZAR*
1Instituto
Nacional de Investigaciones Nucleares
2Servicio
3Comisión
Geológico Mexicano
Federal de Electricidad
10
4. PIXE
Localización y características
de las Muestras
Muestras del sur de la sierra La Madera, municipio de Moctezuma, Estado de Sonora, Dentro de la sierra
Madre Occidental. México. (29° 50´16¨ de latitud norte y 109° 33´45¨ de longitud oeste), 780 msnm.
La región está compuesta por un basamento de rocas proterozoicas de naturaleza ígnea, cubiertas por
rocas paleozoicas sedimentarias y rocas sedimentarias del Jurásico y Cretácico, estas últimas a su vez,
cubiertas por extensa secuencia de rocas volcánicas larimídicas del Cretácico Superior Terciario.
4. PIXE
• Sistema irradiación muestra.
• Sistema de detección electrónica.
• Calibración de la Técnica .
4. PIXE
SISTEMATICA DEL CÁLCULO DE CONCENTRACIONES MULTIELEMENTALES
1. Calibración de
sistema de detección
con estándar
2. Estadística esperada
en la muestra
3. Espectros digitales
e identificación de
elementos presentes
6. Cálculo de
concentración de
elementos usando
factor de calibración
5. corrección de áreas
por tiempo muerto y
carga acumulada
4. Software GIPIX
7. Comparación con niveles
de toxicidad a la salud
Separación de picos y
evaluación de áreas
4. PIXE
tg2
tg3.2
tg6a
tg6b
tg8
tgb
Cuentas
100000
80000
Resultados PIXE del
análisis de minerales
Bombardeados con
protones 3.0 MeV.
60000
40000
20000
0
B
C
D
E
F
G
40
80
120
Canal
160
200
240
PPM
1000000
100000
10000
1000
100
th_p_3
tgl4a_p_3
tgb_p_3
tg6b_p_3
tg3.
suelo_p_3
10
1
Si
S
Ar
Ca
TK
CK
Fe
Ni
Zn
Rb
14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 35 37
4. PIXE
Resultados PIXE del análisis de minerales
Bombardeados con protones 3.0 MeV.
Z
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
35
37
Elemento
Si
P
S
Cl
Ar
K
Ca
Sc
Ti
V
Cr
Mn
Fe
Co
Ni
Cu
Zn
Br
Rb
ppm
suelo2_p_3
70456
0
0
120
0
7053
1459
38
306
10
0
87
5149
21
5
1
3
22
27
suelo_p_3
82671
0
0
78
0
5983
120940
1874
1454
42
0
112
23057
172
0
164
17
0
152
tg2_p_3
165514
0
0
179
0
15112
40977
737
5014
301
0
364
85439
414
0
101
24
0
224
tg3.
0
61859
0
162
515
2093
71613
97251
0
24714
1521
937
6412
405477
25185
5985
195
0
977
tg6a_p_3
0
183839
0
270
116
22684
17275
0
0
0
70
9488
0
0
0
0
2
0
0
tg6b_p_3
124276
0
0
206
0
25261
7921
158
1351
94
0
250
26303
196
0
50
8
0
164
tg8_p_3
0
29363
0
43
90
68
3186
573
38
64
0
0
281
5167
274
87
21
0
0
tgb_p_3
119357
99
0
56
0
3473
2651
35
1755
114
20
0
26950
145
22
32
14
0
120
tgc_p_3
53890
0
0
58
81
6
5731
39
1945
234
25
0
96391
784
181
116
0
203
912
tgl4a_p_3
155130
0
111
104
0
18456
328
2
1844
104
0
0
21929
159
0
35
3
0
126
tgl4b_p_3
166255
0
178
96
0
15948
392
7
1214
84
0
0
19473
74
0
32
4
0
82
th_p_3
172985
4767
4015
0
405
1628
6043
65
127
652
112
0
422401
6632
1461
1400
649
0
6405
4. PIXE
P. Porqué PIXE y no Florescencia de RX?.
R1: Mayor eficiencia selectiva por elemento.
R2: Técnicas complementarias simultáneas con Acelerador
Eficiencia de detección
Partícula de 12C
Tipos de Partículas
Partícula de 1H
REF. How the sensitivity in PIXE elemental analysis is affected by the type of particle, cross-sections, background radiation
and other factors?. C.M. Romo-Kroger, Vacuum 84 (2010) 1250–1253.
4. PIXE
CONCLUSIONES
• Se tiene equipo calibrado y sistemática PIXE de análisis de muestras geológicas .
• Se requiere focalizar estudios con PIXE para Geomedicina.
• Se requiere estudiantes que mediante tesis sean los enlaces entre SGM e ININ.
• Se requiere difundir resultados mediante publicaciones científicas.
INSTITUTO NACIONAL DE INVESTIGACIONES NUCLEARES
Gracias por su Atención