Para comprender cómo se mueven los radioisótopos a través del suelo, Los científicos utilizaron las mismas técnicas de imágenes que se utilizan para rastrear los isótopos durante las pruebas médicas. centrándose en el transporte a través de interfaces. La investigación utilizó diferentes tipos de escaneos CAT de interfaces en una columna que contenía perlas de diferentes tamaños (en la imagen de la parte superior izquierda, los círculos blancos son cuentas de 2 milímetros) para comprender el flujo y la acumulación de especies radiactivas. Las áreas de mayor radiactividad están indicadas por las regiones azules en la imagen inferior izquierda. En las imágenes de lapso de tiempo de la derecha, Se observan fenómenos de flujo no uniforme local (A) y global (D) (mm =milímetros, t =tiempo). En la imagen inferior derecha, la "E" indica la ubicación de los papeles de filtro en la columna. Crédito:Departamento de Energía de EE. UU.
La eliminación de los desechos de la producción de armas nucleares es importante para la seguridad nacional. Es fundamental saber cómo se comportan el tecnecio y otros isótopos en los sitios de almacenamiento subterráneos. Los estudios anteriores sobre la movilidad de los radionucleidos se han limitado a muestreos destructivos del suelo a posteriori. Este estudio adaptó dos técnicas de imagenología médicas conocidas para realizar análisis no destructivos. Las imágenes de SPECT (tomografía computarizada por emisión de fotón único) revelaron un transporte no uniforme. La tomografía computarizada de rayos X correlacionó los poros y otras características estructurales.
Este estudio demostró que la combinación de estas técnicas de imágenes médicas comunes ofrece una resolución suficiente para obtener imágenes no invasivas de los procesos de transporte en el suelo y la roca. También proporciona información sobre las rutas de flujo preferenciales y el transporte reactivo. Este trabajo podría conducir a mejores predicciones a gran escala de la liberación y el transporte de isótopos radiactivos. Comprender cómo se mueven los isótopos es vital para el análisis de riesgos de la eliminación de desechos subterráneos.
Las técnicas existentes para comprender el transporte de radionucleidos en el medio ambiente no captan completamente la complejidad tridimensional del transporte en el suelo y las formas de desechos. Para comprender la influencia de los procesos acoplados en el transporte en el medio ambiente, un equipo dirigido por investigadores de la Universidad de Clemson combinó técnicas de imágenes médicas para monitorear experimentos dinámicos de radionúclidos en mezclas de suelo y perlas de vidrio. Utilizaron suelo y perlas de vidrio como modelo para investigar la viabilidad de estas técnicas de imágenes para estudiar el transporte ambiental potencial si las formas de desechos fallaron o se rompieron. Combinaron la SPECT (tomografía computarizada por emisión de fotón único) de uso común con una tomografía computarizada de rayos X (TC) bien establecida. Las imágenes SPECT transcurridas en el tiempo ilustraron fenómenos de transporte no uniformes tanto locales como globales, y los datos de TC de alta resolución permitieron correlaciones de falta de uniformidad con características estructurales dentro de los materiales, como los macroporos.
Estos datos combinados se pueden utilizar de manera eficiente para detectar fracturas, macroporos, y variaciones de permeabilidad, así como trayectorias de flujo no uniformes. La obtención de imágenes directas de los cambios de concentración durante el transporte puede permitir probar y perfeccionar los modelos que describen cómo interactúan los radionucleidos con materiales geológicos y artificiales. Estos conocimientos podrían promover nuestra comprensión fundamental de los procesos biogeoquímicos en medios porosos, lo cual es importante en los análisis de riesgos ambientales a gran escala.
