Radonkoncentráció dinamikájának és forrásainak vizsgálata a Pál-völgyibarlangban

Átírás

1 Radonkoncentráció dinamikájának és forrásainak vizsgálata a Pál-völgyibarlangban Nagy Hedvig Éva 1,2 Környezettudományi Doktori Iskola 1. Évfolyam Témavezetők: Dr. Horváth Ákos 1 Szabó Csaba Ph.D. 2 1 ELTE TTK, Atomfizikai Tanszék 2 ELTE TTK, Litoszféra Fluidum Kutató Laboratórium * UNIV. BUDAPESTINENSIS DE EÖTVÖS NOM. * FACULTAS SCI. NAT.

2 Vázlat obevezetés, célkitűzés ovizsgált terület oalkalmazott módszerek omintavételezési pontok oeredmények oösszefoglalás oszakmai tevékenység

3 Bevezetés, előzmények o Barlangokban kiemelkedően nagy radonkoncentráció alakulhat ki o Barlangokban végzett radon méréseknek általában két céljuk van: -turistákat, barlangászokat, dolgozókat ért dózis számítása -radon mint nyomjelző alkalmazása, barlangi légmozgás vizsgálata o Magyar Tudományos Akadémia debreceni Atommagkutató Intézete több mint 30 éve végez barlangi radon méréseket Magyarországon

4 Célkitűzés Radon dinamikája Radon forrása Egy kiválasztott ponton a levegő radontartalmának monitorozása egy éven keresztül 1 órás mérési idővel Meteorológiai paraméterek mérése a barlangon kívül a bejárat előtt és belül a bejárathoz közeli ponton Agyagos kitöltés mintavétel Fizikai vizsgálatok Ásványos összetétel Kitöltés pórusainak radonkoncentráció mérése Vizek oldott radontartalma

5 Vizsgált terület Pálvölgyi-Mátyáshegyi-barlangrendszer Keveredési korrózióval keletkezett Kioldódásának kezdete: alsópleisztocén vége (~1 millió évvel ezelőtt) 18,7 km hosszú barlangrendszer 40 méter összvastagságú eocén mészkőben (Szépvölgyi Mészkő Formáció) húzódik

6 Alkalmazott vizsgálati módszerek hosszú távú mérések Műszer AlphaGUARD radonmonitor (1 db) FWS 20 meteorológiai állomás (2 db) Vizsgált paraméterek radonkoncentráció, hőmérséklet, légnyomás, páratartalom hőmérséklet, légnyomás, páratartalom, szélirány, szélsebesség, csapadék

7 Alkalmazott vizsgálati módszerek laboratóriumi és rövid távú helyszíni mérések Laboratóriumi vizsgálatok Radon exhaláció meghatározása Radioaktív izotóptartalom vizsgálata Ásványos összetétel vizsgálata Oldott radontartalom vizsgálata agyagos kitöltésből származó mintákon vízmintákon Rövid távú helyszíni mérések Kitöltés pórusaiban lévő levegő radonkoncentrációjának vizsgálata Termek levegőjének radontartalma

8 Mérési és mintavételezési pontok Hosszú távú mérési pont 1. pont: kijelölése: 5510±348 Bq/m pont: Irodalmi 6640±508 adatokbq/m pont: Előzetes 6370±476 rövid távú Bq/m 3 mérések 4. pont: 7120±670 Bq/m 3 5. pont: 8390±618 Bq/m 3 Hosszú távú mérési pont

9 Radonkoncentráció (Bq/m 3 ) Radonkoncentráció térbeli eloszlása Barlangi levegő radonkoncentrációjának térbeli eloszlása 1600, , , ,00 800,00 600,00 400,00 200,00 0, ös pont 3-as pont Budai márga 2-es pont Eltelt idő (óra)

10 Hőmérséklet (C) Páratartalom (%) Légnyomás (mbar) Hosszú távú mérés, meteorológiai paraméterek ,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0-5,0-10,0-15,0-20, Eltelt idő (nap) Páratartalom Eltelt idő (nap) Légnyomás Hőmérséklet T barlang huzatos pontja - T külső K=0,8 bent (2-es pont) bent (szellőző) kint Eltelt idő (nap)

11 Radonkoncentráció (Bq/m 3 ) Hosszú távú mérés, radonkoncentráció C Eltelt idő (nap) radonkoncentráció Radonkoncentráció C Rn - T külső K=0,6 külső hőmérséklet

12 Radonkoncentráció (Bq/m 3 ) Radonkoncentráció (Bq/m 3 ) Kitöltés pórusaiban lévő radonkoncentráció Kitöltés pórusainak radonkoncentrációja, 2-es pont, , , , , , , , , ,00 0, Rn-222 Rn cm mélyen Eltelt idő (perc) Kitöltés pórusainak radonkoncentrációja, 5-ös pont, cm mélyen 40000, , , , , , , ,00 0, Rn-222 Rn-220 Eltelt idő (perc)

13 Agyagos minták fizikai vizsgálata 226 Ra (Bq/kg) 232 Th (Bq/kg) 40 K (Bq/kg) E/m ( 222 Rn) E/m ( 220 Rn) minta A/m hiba A/m hiba A/m hiba (Bq/kg) (Bq/kg) PBMA 31,6 3,7 25,8 1,4 315,3 9,1 11,9 1,6 PB2A 26,9 3,6 21,3 1,3 239,3 8 1,6 1 PB3A 25,7 3,7 22,3 1,3 264,5 8,6 1,9 0,6 PB5A/2 37 4,5 30,8 1,7 386,1 11,3 1,9 2,4 PB5A 35,1 4,1 29,9 1,4 276,2 8,4 5,4 3,1

14 Agyagos minták ásványos összetétele Átlagminták általános ásványos összetétele (röntgen pordiffrakció alapján): kvarc kalcit kaolinit muszkovit

15 Vízminták radontartalma Minta C Rn (Bq/l) hiba (Bq/l) PB PB PB PBM PBM/

16 Összefoglalás Dinamika: a hosszú távú mérések alapján a barlangi radonkoncentráció értékét a külső hőmérséklet befolyásolja, 12 C-nál a légcsere iránya megfordul Területi eloszlás: a barlangban a bejárattól távolodva a radonkoncentráció értéke nő -ennek egyik oka a szellőzés mértékének csökkenése -másik oka a bejárattól távolabb található kitöltés nagyobb rádiumtartalma és a pórusokban lévő levegő nagyobb radonkoncentrációja Radonforrás: a Budai márga erősebb radonforrás, mint a Szépvölgyi mészkő három mérés alapján: terem levegőjének radonkoncentrációja, víz radontartalma, kitöltés radon exhalációja

17 Szakmai tevékenység Rövidkurzusok Workshop on Radioactivity in the Environment, Dr. Franz Schönhofer (Federal Institute for Food Control and Research, Vienna), november 20, Budapest IX. Research Course on New X-ray Sciences, Disordered Materials in Synchrotron and XFEL X-ray Light, február 17-19, Hamburg (KDI támogatással) Konferenciák MinPet 2009 MSCC szeptember 07-11, Budapest, angol nyelvű poszter 1st Students International Geological Conference, április 16-18, Krakkó, angol nyelvű előadás II. Földkérgi radioizotópok a környezetünkben, Környezetvédelmi Konferencia, május 12, Veszprém Third European IRPA Congress (International Radiation Protection Association), június 14-18, Helsinki, angol nyelvű poszter (elfogadott absztrakt) (NKTH és KDI támogatással) IMA 2010 (The 20th General Meeting of the International Mineralogical Association), augusztus 21-27, Budapest, angol nyelvű poszter (elfogadott absztrakt)

18 Köszönöm a figyelmet!