Rete di allerta per il monitoraggio in tempo reale della radioattività ambientale in Piemonte

 

Arpa Piemonte ha installato una rete automatica di monitoraggio della radiazione gamma basata su sensori Geiger-Mueller (29), dislocati su tutto il territorio regionale. Scopo di tale rete è quello di ottenere in tempo reale (ogni 10 minuti) un dato sui livelli di radioattività presenti in atmosfera, con un particolare riguardo ai possibili rilasci provenienti dagli impianti nucleari transfrontalieri: sono state perciò privilegiate le installazioni lungo l’arco alpino, anche se non sono state trascurate le aree a più elevata densità demografica. La particolarità della soluzione proposta risiede anzitutto nell’integrazione della rete di sensori gamma con le stazioni della rete meteo idrografica, anch’essa gestita da Arpa Piemonte: la trasmissione dati radiometrici avviene infatti assieme a tutto il pacchetto dati meteo idrografici acquisito dalla stazione, tramite ponte radio UHF attraverso un sistema di ripetitori. I dati rilevati confluiscono, sempre in tempo reale, al Centro Funzionale dell’ARPA Piemonte, dove vengono visualizzati, elaborati, archiviati e gestiti ai fini della valutazione delle emergenze.

Nella figura che segue sono mostrati i punti di misura della rete Geiger ARPA Piemonte.

 

Mappa_Geiger2.jpg

 

Punti di misura della rete Geiger dell’ARPA Piemonte

 

Per per ogni centralina dislocata sul territorio è stato valutato il fondo medio, da cui poi sono state ricavate apposite soglie di allarme sito specifiche e definite come soglia di allarme e soglia di calcolo. La soglia di allarme indica quel livello che se superato occorre mettere in allarme il tecnico reperibile per la valutazione della natura e dell’entità del superamento. La soglia di calcolo indica quel livello a cui, se superato, si debba fare una valutazione dosimetrica della radiazione, per la verifica del rispetto della normativa che indica in 1 mSv/anno il limite del valore di dose a cui la popolazione non deve essere sottoposta.

CHE COS'E' IL RATEO DI DOSE GAMMA IN ARIA

Il Sievert (simbolo Sv) è l'unità di misura della dose equivalente di radiazione nel Sistema Internazionale ed è una misura degli effetti e del danno provocato dalla radiazione su un organismo. La dose equivalente ha le stesse dimensioni della dose assorbita, ovvero energia per unità di massa. Nel Sistema Internazionale si ha:

 1 Sv = 1J/1Kg

 I sottomultipli del Sv sono il millisievert (mSv) (1 Sv = 1.000 mSv), il microsievert (μSv) (1Sv = 1.000.000 µSv) ed il nanoSievert (nSv) (1Sv = 1.000.000.000 nSv). I sensori della rete di monitoraggio misurano il rateo di dose equivalente in aria, cioè quanto varia nel tempo la radioattività gamma presente in aria e pertanto l’unità di misura del dato fornito dalle centraline sarà il nanosievert / ora (nSv/h) (ad esempio 100nSv/h è da interpretarsi come valore di dose equivalente di 100 nSv in un tempo di 1 ora).

 DESCRIZIONE DEL SISTEMA

 Il sensore impiegato per la misura del rateo di dose gamma è costituito da due Geiger-Mueller accoppiati. Tale sonda è in grado di operare anche in condizioni climatiche estremamente gravose (fino a un range di temperatura esterna compreso tra -40°C e +60°C) e con sensibilità elevata. La presenza nel sensore di 2 tubi Geiger consente di operare anche su ampi intervalli di ratei di dose (da 10 nSv/h fino a 10 Sv/h) coniugando in tal modo un’estrema sensibilità con la capacità di valutare correttamente, in caso di incidente, anche valori di dose molto elevati. Nella configurazione adottata, si è preferito privilegiare la sensibilità del sistema piuttosto che l’ampiezza dell’intervallo di rateo di dose. In tal modo si ottiene un dato che può essere più agevolmente impiegato per scopi di allerta in caso di emergenza.

La sonda, rivestita di alluminio anodizzato per resistere efficacemente ai fenomeni di corrosione ha un diametro di 40 mm (60 mm alle estremità) e ha una lunghezza di 544 mm, che divengono 745 mm includendo anche le parti non sensibili, che ospitano i dispositivi di interfacciamento.

In figura si riporta l’immagine di una sonda Geiger-Muller, nello specifico quella installata nella stazione meteo di Passo del Moro (VB).

DSCN0818.JPG 

Sensore Geiger-Muller sito presso la stazione meteo di Passo del Moro (VB) 

La rete risulta costituita da stazioni periferiche di rilevamento dati, dotate di strumentazione elettronica con trasmissione continua dei dati a mezzo ponte radio UHF attraverso un sistema di ripetitori. I dati rilevati confluiscono, sempre in tempo reale, al Centro Funzionale dell’ARPA Piemonte, dove vengono visualizzati, elaborati, archiviati e gestiti ai fini della valutazione delle emergenze.

I dati vengono acquisiti ogni 10 minuti e in fase di scaricamento è possibile sia avere i singoli dati che la media giornaliera. Tramite sistemi web-gis si è in grado di mappare in tempo reale tutti i dati misurati dalla rete osservativa e dei radar meteorologici. Per i dati radiometrici provenienti dalle centraline Geiger sono state sviluppate le seguenti attività:

- creazione archivio DataBase e flusso di alimentazione in continuo;

- produzione dei grafici degli andamenti temporali del parametro gamma confrontato con i livelli di riferimento;

- implementazione di un servizio di consultazione web GIS.

Nella figura seguente si riporta schematicamente il diagramma di flusso dei dati acquisite dalle centraline.

 

 Architettura_rete_Geiger2.jpg

 Architettura della rete e flusso dati

 

Tale servizio è utilissimo in caso di emergenza o presunta emergenza. Infatti in caso di superamento della soglia di attenzione presso una centralina, il Centro Grandi Rischi dell’ARPA contatta il reperibile di turno per la radioattività, che sarà in grado di seguirne l’evoluzione nel tempo e valutare se il superamento della soglia è dovuto ad un aumento effettivo del fondo o a una oscillazione casuale.

Nella seguente figura è riportato un esempio della visualizzazione dei dati via web.

 Dati_Web_Gis2.jpg

 Rappresentazione della visualizzazione dei dati tramite il sistema web GIS.

 INTERFERENZE METEOROLOGICHE E RADIAZIONE GAMMA

 Il livello di rateo di dose misurato dalle centraline è soggetto a fluttuazioni legate principalmente alle interazioni di vari contributi: componente cosmica, terrestre ed atmosferica.

La componente atmosferica gioca un ruolo fondamentale in alcune situazioni particolari quali quelle legate a fenomeni di precipitazione. La pioggia infatti produce un dilavamento del pulviscolo atmosferico a cui possono essere legati dei radionuclidi gamma emettitori, pertanto aumentando il numero di emissioni radioattive si avrà un innalzamento del livello di rateo di dose misurato dal sensore.

Nella figura sottostante si riporta un esempio che evidenzia il picco registrato dal sensore gamma in corrispondenza del picco di pioggia registrato dalla centralina meteo.

 

Rateo_Vs_Pioggia2.jpg

 

Correlazione dose – piovosità.

 

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