Hévíz és környékének megemelkedett természetes radioaktivitás vizsgálata

Átírás

1 Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar Fizikai Intézet Atomfizikai Tanszék Hévíz és környékének megemelkedett természetes radioaktivitás vizsgálata Szakdolgozat Készítette: Kaczor Lívia földrajz környezettan szak Témavezető: Dr.Horváth Ákos Docens és Csorba Ottó Mérnök oktató

2 Témaválasztás: légigamma térkép motiválta Munkám célja: Hévíz környéki talajminták 235 U, 238 U és 232 Th izotópok γ sugárzását vizsgáltam félvezető detektoros γ spektroszkópiával, és a radioaktivitás eredetére kerestem a választ. Feltevéseim szerint, a légigamma térképen ábrázolt magas aktivitású terület az itt található Hévízi forrástónak köszönhető.

3 A bomlások fajtái: α bomlás: β bomlás: béta negatív típusú bomlás béta pozitív típusú bomlás K befogás γ legerjesztődés A radioaktivitás jelensége, fajtái A X A 4 Z Z 2 Y 4 2 He A bomlások jellemzői: aktivitás: felezési idő: A X A Z Z 1 Y e ν A X A Z Z 1 Y e ν A X e A Z Z 1 Y ν A=λ N T 1 /2 = ln 2 λ A radioaktív családok: Tórium sor Uránium sor Aktínium sor Neptúnium sor

4 Radioaktív izotópok a talajban A radioaktív izotópok természetes és mesterséges forrásokból származhatnak. Egyrészt a bolygónk alkotó elemei között található, a Föld életkorával összemérhető felezési idejű radioaktív anyagokból származik: 238 U, 235 U, 232 Th és bomlási soraik, és a 40 K, valamint a 87 Rb és még mintegy 15 más hosszú felezési idejű természetes radioaktív izotóp. Másrészt kozmikus sugárzásból. Harmad részt a kozmikus sugárzás több lépcsőben hoz létre radioaktív izotópokat, mint pl. a 3 H, 7 Be, 22 Na, 14 C. A nukleáris robbanások alatt képződő radioaktív izotópok, nukleáris berendezések üzemelésével vagy balesetével összefüggésben a stabil izotópok neutronokkal történő sugárzásával.

5 Radioaktív sugárzások detektálása félvezető detektorral A detektálás fizikai alapja a részecske (sugárzás) és a detektoranyag kölcsönhatása: Fotoeffektus Compton effektus Párkeltés 1. detektor, 2. előerősítő, 3. nagyfeszültségű tápegység, 4. spektroszkópiai előerősítő, 5. sokcsatornás analizátor, 6. mérést vezérlő számítógép, 7. árnyékolás A= N b η I t [Bq]

6 Mintavétel helye, körülményei, mérése : Terepi mintavétel Minta előkészítése Minta mérése Aktivitás meghatározása

7 A hazai talajok és a Hévíz környéki talajok fajlagos aktivitásának összehasonlítása Átlag: 238 U 66 Bq/Kg = 1,8ppm 232 Th 37 Bq/Kg = 9ppm Forrás: NCRP Report No oldal Fajlagos aktivitás (Bq/kg) U 238 Th 232 K 40 Hazai talajokra jellemző érték Hévíz környéki talajokra jellemző érték

8 A talajminták összes fajlagos aktivitása 1400 Fajlagos aktivitás (Bq/kg) A talajminták összes fajlagos aktivitása Ap1 Ap2 Ap3_144u Ap4 Ap5 Ap6 Ap7 Ap8 Dm1 Erd1 erd2 Erd3 Fev11_20 Fp1 fp2 Hev2 hev3 Hev10 Hev13 Hev14 Hev15 Hev16 Hev18 Hev19 Hk01 Hk01j Hk02 Hk04 Hk05 Hk06 Kert1 A talajminta fajlagos aktivitása 238 U ra vonatkoztatva 1000 A 238 U izotóp fajlagos aktivitása Fajlagos aktivitás (Bq/kg) Ap1 Ap2 Ap3_144u Ap4 Ap5 Ap6 Ap7 Ap8 Dm1 Erd1 erd2 Erd3 Fev11_20 Fp1 fp2 Hev2 hev3 Hev10 Hev13 Hev14 Hev15 Hev16 Hev18 Hev19 Hk01 Hk01j Hk02 Hk04 Hk05 Hk06 Kert1

9 A talajminták fajlagos aktivitása 232 Th ra vonatkoztatva Ap1 Ap2 Ap3_144u Ap4 Ap5 Ap6 Ap7 Ap8 Dm1 Erd1 erd2 Erd3 Fev11_20 Fp1 fp2 Hev2 hev3 Hev10 Hev13 Hev14 Hev15 Hev16 Hev18 Hev19 Hk01 Hk01j Hk02 Hk04 Hk05 Hk06 Kert1 Fajlagos aktivitás (Bq/kg) A 232 Th izotóp fajlagos aktivitása A talajminták fajlagos aktivitása 40 K ra vonatkoztatva 800 A 40 K izotóp fajlagos aktivitása Fajlagos aktivitás (Bq/kg) Ap1 Ap2 Ap3_144u Ap4 Ap5 Ap6 Ap7 Ap8 Dm1 Erd1 erd2 Erd3 Fev11_20 Fp1 fp2 Hev2 hev3 Hev10 Hev13 Hev14 Hev15 Hev16 Hev18 Hev19 Hk01 Hk01j Hk02 Hk04 Hk05 Hk06 Kert1

10 Hévíz környékére tervezett erdei iskola A helyszín adta adottságok Hévíz környékén Geológiájának megismerése lehetőséget teremt a földrajzi ismeretek elmélyítésében, és jobb megértésében a tó és a felszín alatti vizek kapcsolatrendszerének példáján. A speciális mikroklímájú völgy egyedülálló növényvilág és állatvilág kialakulását tette lehetővé. Hévíz környéki lápok példáján jól bemutatható védettségük fontossága A múltbéli bauxitbányászat kapcsán érzékeltethetjük a tanulók számára, hogy milyen fontos a körültekintő, elővigyázatos emberi tevékenység. A hévízi tó földünk egyik legnagyobb meleggyógyvizes tava, ezáltal a gyógyturizmus generálója. A forrástó radioaktív nukleidokat tartalmaz.

11 Erdei iskolai programjavaslat Hévíz környékére 5 napos erdei iskola, négy osztályos gimnázium, 11. évfolyamos diákjai számára. A program célja egy kiállítás létrehozása. Plakátok fő témái a következők: Hévízi tó keletkezése, Hévíz környékének élővilága, Hévíz környéki talajok, Hévíz idegenforgalma, Hévízi tó és a radioaktivitás, Emberi tevékenységek hatása Ezt elősegítendő tevékenységek, feladatok: Radioaktivitás mérése Geiger Müller számlálóval Hévízi tó vizének fizikai és kémiai vizsgálata Talajvizsgálatok Egész napos túra (geológiai értékek feltárása)