Determination of radioactive elements concentration, especially 40K, in food, condiment, tobacco, fertiliser and soil samples by gamma spectrometry

En este trabajo se utiliza un método analítico para determinar la concentración de 40K en muestras solidas de geometría cilíndrica mediante espectrometría gamma con un cristal de NaI(Tl). Este método parte de la aproximación de fuente emisora puntual, pero se extiende a muestras extensas cilíndricas, y tiene en cuenta el efecto de atenuación de los fotones gamma dentro de la propia muestra (autoabsorción). Aunque en él se llevan a cabo diversas aproximaciones, se corrige con los resultados obtenidos para una muestra patrón que contiene una cantidad conocida de potasio. Se han analizado muestras de alimentos, condimentos, tabacos, tierras y fertilizante. Algunas de las mues- tras de alimentos, condimentos y tabaco han sido sometidas a un proceso de secado, previamente al análisis, con el fin de crear muestras más concentradas en elementos radiactivos y, por lo tanto, obtener fotópicos más intensos, distinguibles del fondo ambiental. A partir del número de cuentas netas del fotópico Producido por los fotones de 1460.8 keV emitidos en la desintegración del 40K en 40Ar (por captura electrónica) que aparece en el espectro gamma, se ha obtenido la actividad específica (actividad por unidad de masa) para cada una de las muestras analizadas. También, se ha realizado un análisis de espectrometría gamma con un detector semiconductor de germanio hiperpuro (HPGe) a determinadas muestras de alimentos, tierras, tabaco y, eventualmente, a una muestra de tierra del Sahara recolectada de la deposición seca de una calima que tuvo lugar el 19 de marzo de 2022 en Santander, mientras se realizaban el resto de medidas.In this work, an analytic method has been used to determine the concentration of 40K in cylindrical solid samples by gamma spectrometry with a NaI(Tl) crystal. This method is based on the punctual source approximation, but it’s extended to extended cylindrical sources, and considers the attenuation effect of the gamma photons within the sample (self-absorption). Even though several approximations have been implemented, the method has been corrected with the results obtained from a standard sample containing a known amount of potassium. Food, condiment, tobacco, soil and fertiliser samples have been analysed. Some of the food, condiment and tobacco samples have been dried before the analysis, in order to obtain concentrated samples of radio- active elements and, therefore, more intense photopeaks, distinguishable from the background. Samples specific activity (activity per unit mass) has been determined from the number of net counts produced by 1460.8 keV photons emitted in the decay of 40K to 40Ar (via electron capture) that appears in the gamma spectrum. It has also been carried out a gamma spectrometry analysis with a hyper pure germanium (HPGe) semiconductor detector on some of the food, soil and tobacco samples. A soil sample from the Sahara Desert collected from dry deposition of a haze that took place on the 19th of March in Santander, during the other samples analysis, has been analysed.Grado en Físic