LSC - Laboratorij za tekočinskoscintilacijsko spektrometrijo

Institut "Jožef Stefan"
Jamova 39
SI-1000 Ljubljana
Slovenija

T:+38614773970, +38614773264, +38614773841

Vodja: dr. Jasmina Kožar LogarSodelavci: Klara Poiškruh, dr. Romana Krištof

Dejavnosti

Akreditirane meritve po ISO 17025 – ugotavljanje vsebnosti tritija (H-3), radioogljika (C-14), skupne aktivnosti sevalcev alfa in beta:

okoljski vzorci (Program meritev radioaktivnosti v okolici Nuklearne elektrarne Krško, Nadzor radioaktivnega onesnaženja življenjskega okolja v Republiki Sloveniji, Nadzor radioaktivnosti v okolici Rudnika Žirovski vrh in začasnega skladišča radioaktivnih odpadkov na Brinju),
vodovodne in ustekleničene vode (ugotavljanje radiološke obremenitve prebivalcev),
termalne in druge podzemne vode (datiranje, hidrološke študije, ugotavljanje ranljivosti),
živila in ustekleničene vode (potrebe upravnih organov in kontrole uvoza in izvoza),
premazi, smole, kemikalije, goriva itd. (ugotavljanje deleža bio- komponent),
urin (nadzor delavcev v jedrski industriji).

Razvoj in vpeljava novih metod za meritve radioaktivnosti s tekočinskoscintilacijsko spektrometrijo:

tritij v vodah in urinu - različne metode, ki se razlikujejo po pripravi vzorcev in občutljivosti,
tritij v tkivnih tekočinah in organsko vezan tritij v bioloških vzorcih,
radioogljik v tekočinah, plinih in trdnih snoveh,
skupna aktivnost sevalcev alfa in beta v vzorcih vod,
karakterizacija hitre metode IAEA za določanje radijevih izotopov v vzorcih vod.

Izobraževanje in usposabljanje:

pridobivanje izkušenj v akreditiranem laboratoriju za študente vseh stopenj izobraževanja,
organizacija delovnih praks za slovenske in tuje študente,
mentorstvo pri diplomskih, magistrskih in doktorskih nalog za domače in tuje študente in univerze,
usposabljanje štipendistov mednarodnih organizacij (IAEA) in tujih univerz,
gostovanja tujih univerzitetnih profesorjev,
izvedba delavnic za upravne organe, izvajalce javnih služb, koncesionarje, gospodarske družbe
vabljena predavanja na mednarodnih delavnicah, univerzah, organizacijah.

Priprava, karakterizacija in testiranje referenčnih materialov in vzorcev za medlaboratorijske primerjave v sodelovanju z naslednjimi organizacijami:

ARPA Lombardija, Italija
IARMA, Škotska,
IAEA.

Razvojno - raziskovalna dejavnost, ekspertne študije:

aplikativni in temeljni raziskovalni nacionalni in mednarodni projekti,
industrijski projekti – razvoj metod, meritve specifičnih vzorcev, evalvacija rezultatov,
okoljske in radiološke študije za upravne organe,
evalvacije okoljskih monitoringov, ekspertize za mednarodne organizacije (IAEA)
načrtovanje specifične opreme za doma razvite analizne metode.

Metode

Tritij: v vodi

Za določitev tritija v vzorcih vod uporabljamo dve metodi priprave (direktna metoda in metoda z elektrolitsko obogatitvijo).

Priprava merjencev: Vzorce najprej destiliramo, preverimo pH in prevodnost destilata. Pri direktno metodi destilatu dodamo scintilacijski koktajl. Pri metodi z elektrolitsko obogatitvijo destilatu dodamo natrijev peroksid. Pol litra vzorca elektrolitsko obogatimo, mu po končani elektrolizi dodamo svinčev klorid in opravimo drugo destilacijo. Destilatu z izmerjenim pH dodamo scintilatorski koktajl.

Meritev: V tekočinskoscintilacijskem števcu Quantulus 1220 (Wallac, PerkinElmer) merimo merjence, pripravljene iz destilata vzorca in scintilacijskega koktajla. Za kalibracijo števca in pripravo krivulje dušenja uporabljamo certificirano standardno raztopino.

Tritij v urinu

Na voljo imamo tri različne metode priprave (direktna metoda, metoda z destilacijo ali nevtralizacijo)

Priprava merjencev: Pri direktni metodi vzorcu dodamo scintilacijski koktajl. Pri destilacijski metodi vzorec destiliramo, izmerimo pH destilata. Postopek po potrebi ponavljamo, dokler pH vrednost ni ustrezna. Destilatu primešamo scintilacijski koktajl. Metoda z nevtralizacijo in razbarvanjem predvideva dodatek vodikovega peroksida. Brezbarvnemu tretiranemu vzorcu dodamo scintilacijski koktajl.

Meritev: V tekočinskoscintilacijskem števcu Quantulus 1220 (Wallac, PerkinElmer) merimo merjence, pripravljene po eni izmed treh metod. Za kalibracijo števca, pripravo krivulje dušenja in metodo standardnega dodatka uporabljamo certificirano standardno raztopino.

Tritij v tkivnih tekočinah (TFWT)

Na voljo imamo dve različni metodi priprave (liofilizacija in azeotropna destilacija)

Priprava merjencev: Svež in očiščen vzorec razrežemo na majhne koščke in iz njega iztisnemo vodo z azeotropno destilacijo ali liofilizacijo. Vzorcu s primernim pH dodamo scintilacijski koktajl.

Meritev: V tekočinskoscintilacijskem števcu Quantulus 1220 (Wallac, PerkinElmer). Za kalibracijo števca, pripravo krivulje dušenja in metodo standardnega dodatka uporabljamo certificirano standardno raztopino.

Organsko vezan tritij (OBT)

Priprava merjencev: Posušen in zmet vzorec sežgemo. Po popolni oksidaciji CO2 lahko uporabimo za ugotavljanje vsebnosti C-14, vodo pa po nevtralizaciji z natrijevim peroksidom in hipermanganom liofiliziramo. Preverimo pH in postopek liofilizacije po potrebi ponovimo. Tako pripravljenemu vzorcu dodamo scintilacijski koktajl.

Delež biokomponente v gorivih, premazih, smolah in drugih tekočih vzorcih – direktna metoda

Priprava merjencev: Stehtanemu vzorcu dodamo ustrezen scintilacijski koktajl v primernem razmerju.

C-14 v tekočih, plinastih ali trdnih vzorcih – absorpcijska metoda

Priprava merjencev: Ogljik posušenega vzorca transformiramo v CO2, bodisi s sežigom ali ustrezno kemijsko reakcijo. Plin očistimo in ujamemo v stehtano in hlajeno past, napolnjeno z absorbentom. S tehtanjem določimo količino ujetega CO2 in v absorbentu in tako pripravljenemu vzorcu dodamo scintilacijski koktajl.

Skupni sevalci alfa in beta v vodi

Vzorce lahko pripravimo na dva načina: direktno ali s prekoncentracijo.

Priprava merjencev: Pri direktni metodi vzorec nakisamo in mu dodamo scintilacijski koktajl. Pri metodi s prekoncentracijo nakisan vzorec izparevamo, ohlajenemu izmerimo pH, po potrebi dokisamo in koncentratu dodamo scintilacijski koktajl.

Meritev: V tekočinskoscintilacijskem števcu Quantulus 1220 (Wallac, PerkinElmer). Za kalibracijo števca in določitev diskriminacijskih oken uporabljamo par certificiranih standardnih raztopin.

Drugi projekti in programi

Programi:

Struktura hadronskih sistemov

Mednarodni projekti

(2010 – 2011) BI-HR/10-11-009: Meritve tritija v naravnih vodah po elektrolitski obogatitvi
(2010 – 2014) BC 381. 170. 10010. H1060731: Ponovljivost in reproducibilnost metode za hitro določevanje Ra-226 in Ra-228 v vodi s tekočinskoscintilacijskem štetjem
(2005 – 2010) RER-7003-9008: Okoljska presoja Sredozemskega morja
(2012 – 2013) BI-RO/12-13-016: Metode tekočinskoscintilacijske spektrometrije za določevanje H-3 in C-14 v vzorcih iz okolja
(2017) Elaborat o srednjeročni strategiji IAEA glede produkcije referenčnih materialov in organizacije interkomparacijskih testov
2013 – danes) Izdelava in karakterizacija referenčnih materialov in interkomparacijskih vzorcev

Nacionalni projekti

(2005 – 2008) L1-7035-0106: Datiranje vod s H-3 in Pb-210: dinamika in ranljivost podzemne vode v globokih vodonosnikih
(2006 – 2008) V1-0293: Starost, izvor in dinamika vod globokih vodonosnikov Ljubljanskega barja
(2006 – 2008) V2-0379: Sledenje tritija v okolici Nuklearne elektrarne Krško
(2006 –danes) Nadzor radioaktivnosti v okolici Nuklearne elektrarne Krško
(2008 – 2011) L1-0347: Naravna hidrokemijska ozadja in dinamika podzemnih vod Slovenije
(2008 – 2011) J7-0363: Naravni in antropogeni sevalci gama in beta v podzemnih vodah Slovenije
(2008 – danes) Vsebnost tritija v mineralnih in termalnih vodah Slovenije
(2009 – 2010) N161300-09-0328: Postavitev in validacija metode za določevanje deleža biokomponent v gorivih
(2009 – danes) Ugotavljanje deleža biokomponent v gorivih
(2010 – 2011) Analize tritija in interpretacija rezultatov
(2011 – 2014) Datacija podzemnih vod v globokih vodonosnikih
(2015) N4500105754: Radioaktivnost naravnih mineralnih vod v predpisih po svetu
(2015) C2717-15-232006: Ugotavljanje tritija v pitni vodi
(2015 – 2019) C2717: Skupna aktivnost sevalcev alfa in beta v pitnih vodah Slovenije
(2017) Specifične analize vod na specifičnih vzorčnih mestih
(2017) AMIIGA - Določanje tritija v podzemnih vodah Ljubljanskega Barja
(2017 – 2020) Ugotavljanje bioporekla v melaminskih smolah in vhodnih surovinah
(2018) Skupna aktivnost sevalcev alfa in beta na specifičnih vzorčnih mestih – trendi in vrednosti
(2020) Specifične analize vod na specifičnih vzorčnih mestih

Zunanji sodelavci

Mitja Centrih
Polona Gerjol
Urška Petrač
Nataša Čipanovska
Sonja Gabrijelčič
Matic Dokl
Polona Mertelj

Radioaktivnost je (predvsem) naravni pojav, ki ga lahko izkoristimo kot orodje v medicini, geologiji, industrijskih procesih in še kje, lahko je ura, sledilec naravnih in drugih procesov, terapija, energija. Z nekaterimi od teh čudovitih možnosti se ukvarja tudi Laboratorij za tekočinskoscintilacijsko spektrometrijo (Laboratorij LSC), ustanovljen leta 2005 v okviru Infrastrukturne skupine ISMIS Odseka za fiziko nizkih in srednjih energij na Institutu "Jožef Stefan".

Rezultati Laboratorija za LSC so uporabni za nadzor naravne in umetne radioaktivnosti v okolju, na primer v pitni vodi, rekah, kmetijskih pridelkih. Posebno pozornost namenjamo vzorcem iz okolice jedrskih objektov. Z meritvami radioaktivnosti lahko opozorimo na stopnjo ranljivosti podzemnih vod in ocenimo njihov zadrževalni čas v vodonosnikih. Za goriva, maziva, premaze, smole, olja, kemikalije lahko povemo ali in v kakšni meri so pridobljeni iz biokomponent oziroma obnovljivih virov. Z meritvami vsebnosti radionuklidov sledimo fiziološkim procesom, transportu hranil in drugih snovi v zemlji, zraku, v posameznih celicah, zapletenejših organizmih.

Laboratorij za LSC nudi akreditirane analize vsebnosti radionuklidov, predvsem sevalcev alfa in beta (H-3, C-14, skupna aktivnost sevalcev alfa in beta). Najpogostejši uporabniki naših storitev so slovenski in tuji upravni organi, industrija, znanstveno raziskovalne skupine ter seveda radovedni posamezniki. V Laboratoriju LSC razvijamo in vpeljujemo nove analizne metode, spodbujamo njihovo uporabo na različnih področjih, tolmačimo rezultate in jih postavljamo v širši okvir, izobražujemo laično in strokovno javnost ter študente na vseh ravneh izobraževanja. Na metrološkem področju sodelujemo pri pripravi referenčnih materialov in medlaboratorijskih testov.

Hrbtenica Laboratorija LSC so trije tekočinskoscintilacijski števci, ki se ponašajo z visoko stopnjo stabilnosti in izredno nizkimi merskimi ozadji. To nam omogoča natančne meritve vsebnosti radioaktivnih snovi tudi v vzorcih, kjer se radionuklidi pojavljajo le v sledovih. Tekočinskoscintilacijska spektrometrija sloni na detekciji fotonov, ki jih radioaktivni razpadi izzovejo v fluorescentnih snoveh, ki jih primešamo predhodno kemijsko obdelanim vzorcem.