NORM and TENORM Brandon C. NuGall, PG 113661 Eastern - - PowerPoint PPT Presentation

Eastern ¡Mineral ¡Law ¡Founda2on ¡ Lexington, ¡Kentucky, ¡19-­‑Oct-­‑2016 ¡

NORM ¡and ¡TENORM ¡

Brandon ¡C. ¡NuGall, ¡PG ¡113661 ¡

Caveat ¡

What ¡is ¡a ¡pico-­‑Curie ¡ anyway? ¡ ¡ A ¡geologist ¡telling ¡ lawyers ¡about ¡physics? ¡ ¡ ¡ Nothing ¡can ¡go ¡wrong ¡

• here. ¡

Adapted ¡from ¡www.edvardmunch.org ¡

Ionizing ¡Radia2on ¡

Protons ¡and ¡ neutrons ¡balanced ¡

α ¡ 2 ¡neutrons ¡& ¡2 ¡protons ¡ β ¡ Charged ¡par2cle ¡(-­‑ ¡or ¡+) ¡ γ ¡ High-­‑energy ¡photons ¡ Emit ¡to ¡achieve ¡balance ¡“decay” ¡

234Th ¡

24.1 ¡d ¡

238U ¡

4.5x10e9 ¡y ¡

234Pa ¡

1.2 ¡m ¡

214Pb ¡

26.8 ¡m ¡

218Po ¡

3.05 ¡m ¡

222Rn ¡

3.8 ¡d ¡

226Ra ¡

1,600 ¡y ¡

230Th ¡

7.7x10e4 ¡y ¡

234U ¡

2.5x10e5 ¡y ¡

214Bi ¡

19.8 ¡m ¡

210Pb ¡

22 ¡y ¡

214Po ¡

165 ¡μs ¡

226Ra ¡ 210Bi ¡

5 ¡d ¡

206Pb ¡

stable ¡

210Po ¡

138 ¡d ¡

238Uranium ¡Decay ¡Series ¡

α, ¡γ ¡ α, ¡γ ¡ α, ¡γ ¡ α, ¡γ ¡ α ¡ α ¡ α ¡ α ¡ β, ¡γ ¡ ¡ β, ¡γ ¡ β, ¡γ ¡ β ¡ β, ¡γ ¡ β, ¡γ ¡ Highlighted ¡ isotopes ¡are ¡ primary ¡health ¡ concerns ¡

Radia2on ¡Metrics ¡(an ¡apology) ¡

• Ac2vity ¡– ¡decays ¡or ¡

counts ¡ ¡

– Becquerel, ¡Bq ¡= ¡1 ¡cps ¡ – 1 ¡pCi ¡= ¡0.037 ¡Bq ¡

• Exposure ¡– ¡travel ¡in ¡air ¡

– Roentgen, ¡R ¡

• Dose ¡equivalent ¡

– Seivert, ¡Sv ¡ ¡

For ¡prac2cal ¡purposes: ¡ ¡ 1 ¡R ¡(exposure) ¡= ¡0.01 ¡Sv ¡(dose) ¡

www.nrc.gov/about-­‑nrc/radia2on/health-­‑effects/measuring-­‑radia2on.html ¡

Name ¡ English ¡ milli, ¡m ¡ thousandth ¡ micro, ¡μ ¡ millionth ¡ pico, ¡p ¡ trillionth ¡

Radia2on ¡Measurement ¡

• Dependent ¡on ¡

– Type ¡of ¡detector ¡ – Type ¡and ¡energy ¡of ¡radia2on ¡

• “Geiger” ¡counters ¡

– Ac2vity ¡ – Counts ¡(or ¡decays) ¡per ¡unit ¡2me ¡

• Calibrated ¡with ¡known ¡sources ¡

– Exposure, ¡mR/hr ¡ – Dose ¡equivalent, ¡µSv/hr ¡

Background ¡Radia2on ¡– ¡6.24 ¡mSv/y ¡

Radon ¡ 37% ¡ Cosmic ¡ 5% ¡ Terrestrial ¡ 4% ¡ Internal ¡ 5% ¡ Medical ¡ 49% ¡ Consumer ¡ Products ¡ 0.2% ¡ Other ¡ 0.1% ¡

Natural ¡– ¡3.10 ¡mSv/y ¡ (50%) ¡ Man-­‑made ¡– ¡3.14 ¡mSv/y ¡ (50%) ¡

Reducing ¡Exposure ¡

• Time ¡– ¡less ¡is ¡beGer ¡
• Distance ¡– ¡farther ¡is ¡beGer ¡

– “Inverse ¡distance ¡squared” ¡rule ¡

• Shielding ¡– ¡aGenuates ¡radia2on ¡

– α: ¡a ¡few ¡cen2meters ¡of ¡air ¡or ¡paper ¡ – β: ¡a ¡meter ¡of ¡air, ¡aluminum ¡foil ¡ – γ: ¡lead ¡

Radiometric ¡Map ¡of ¡Uranium ¡ (NURE) ¡

• High ¡– ¡red ¡& ¡orange ¡
• Low ¡– ¡blue ¡ ¡

Data ¡from ¡hGp://mrdata.usgs.gov/radiometric/ ¡ Compiled ¡from ¡USGS ¡OFR ¡2005-­‑1413 ¡& ¡OFR ¡2009-­‑1129 ¡ KMZ ¡file ¡ploGed ¡with ¡Google ¡Earth ¡

Geology ¡and ¡Radon ¡(> ¡4 ¡pCi/liter) ¡

• Bluegrass ¡

– Phosphates ¡ – Black ¡shale ¡

• Cave ¡country ¡

Indoor ¡canister ¡readings ¡before ¡mi2ga2on ¡

Low-­‑Level ¡Radioac2ve ¡Waste ¡

• Radioac2ve ¡waste ¡that ¡is ¡not… ¡

– High-­‑level ¡radioac2ve ¡waste ¡ – Transuranic ¡waste ¡ – Spent ¡nuclear ¡fuel ¡ – By-­‑product ¡materials ¡as ¡defined ¡in ¡the ¡Atomic ¡ Energy ¡Act, ¡1954, ¡Sec ¡11e(2) ¡

• High-­‑level ¡radioac8ve ¡waste ¡

– Spent ¡reactor ¡fuel ¡ – Waste ¡remaining ¡a<er ¡spent ¡fuel ¡reprocessing ¡

KRS ¡211.859 ¡Ar2cle ¡II ¡(k) ¡and ¡KRS ¡211.862(6) ¡

NORM ¡

• Naturally ¡Occurring ¡Radioac2ve ¡Material ¡
• Not ¡regulated ¡under ¡the ¡Atomic ¡Energy ¡Act ¡
• f ¡1954 ¡ ¡
• No ¡specific ¡ac2vity ¡level ¡is ¡implied ¡

Paraphrased ¡from ¡KRS ¡211.862 ¡

TENORM ¡

• Technologically ¡Enhanced ¡NORM ¡
• Radionuclide ¡concentra2ons ¡have ¡been ¡

increased ¡by ¡or ¡as ¡a ¡result ¡of ¡(controllable) ¡ human ¡prac2ces ¡

– Circula2on ¡ – Filtra2on ¡ – Extrac2on ¡

• Excludes ¡the ¡natural ¡radioac2vity ¡of ¡rocks, ¡

soils, ¡or ¡background ¡radia2on ¡

Paraphrased ¡from ¡KRS ¡211.862 ¡

TENORM ¡in ¡the ¡Oilfield ¡Over ¡Time ¡

• Radium ¡in ¡produced ¡water, ¡scales, ¡sludge ¡

– 238U ¡→ ¡… ¡→ ¡226Ra ¡ ¡

• Radon ¡(gas) ¡

– 226Ra ¡→ ¡222Rn ¡ – Can ¡accumulate ¡in ¡closed ¡spaces ¡

• Lead ¡ ¡

– 222Rn ¡→ ¡… ¡→ ¡210Pb ¡ – Dust, ¡“removable” ¡radia2on ¡ – Film ¡in ¡gas ¡processing ¡(C2 ¡& ¡C3) ¡

Auer ¡OGo ¡(1989), ¡Fisher ¡(1995) ¡

Kentucky ¡Landfills ¡

Blue ¡Ridge ¡ Green ¡ Valley ¡

Blue ¡Ridge ¡Landfill, ¡Irvine ¡

37.741127, ¡-­‑83.982814 ¡

• Fairmont ¡Brine ¡Processing, ¡Fairmont, ¡WV ¡

– Treat ¡wastewater ¡to ¡remove ¡Ba, ¡Sr, ¡solids ¡

• Advanced ¡TENORM ¡Services, ¡West ¡Liberty ¡

– Transported ¡TENORM ¡into ¡Kentucky ¡

• Blue ¡Ridge ¡Landfill, ¡Irvine, ¡Es2ll ¡Co. ¡

– 47 ¡sealed ¡boxes ¡at ¡25 ¡cubic ¡yards ¡each ¡(C-­‑J) ¡

Oil ¡and ¡Gas ¡Workgroup ¡

• Oil ¡and ¡gas ¡producers ¡
• Waste ¡transporters ¡
• Public ¡at ¡large ¡
• Environmental ¡organiza2ons ¡
• Kentucky ¡Geological ¡Survey ¡
• Landfill ¡owners ¡and ¡operators ¡
• Cabinet ¡for ¡Health ¡and ¡Family ¡Services ¡

Radon ¡Research ¡at ¡KGS ¡

U.K. ¡College ¡of ¡Nursing ¡BREATHE, ¡www.uky.edu/breathe/radon ¡

Radon ¡Poten2al ¡

…combining ¡

• bserved ¡

radon ¡values ¡ and ¡geologic ¡ informa2on ¡ may ¡provide ¡ beGer ¡maps ¡ for ¡ iden2fying ¡ and ¡targe2ng ¡ radon-­‑prone ¡ areas… ¡

Thank ¡you ¡

• bnuGall@uky.edu ¡
• (859) ¡323-­‑0544 ¡
• www.uky.edu/KGS ¡