Beltéri radioaktivitás és az építőanyagok szerepének vizsgálata a középmagyarországi

Átírás

1 Beltéri radioaktivitás és az építőanyagok szerepének vizsgálata a középmagyarországi régióban Völgyesi Péter V. évf. környezettudomány szakos hallgató Témavezető: Szabó Csaba, Ph.D. Konzulens: Nagy Hedvig Éva, doktoranda Litoszféra Fluidum Kutató Labor Kőzettani és Geokémiai Tanszék Eötvös Loránd Tudományegyetem

2 Az előadás vázlata Bevezetés Vizsgált helyszínek Mérési protokoll Eredmények Összefoglalás

3 Bevezetés Beltéri szennyezések és ezek forrásai Veszélyforrások: VOC, azbeszt, építőanyagok radioaktivitása (erőművi salakok és pernyék) Radiometriai mérések fontossága, salak- és pernyetartalmú építőanyagok megfelelő vizsgálata, minősítése

4 Lakossági felkérés: Bevezetés 10 ház (6 vidéki, 4 budapesti) radiometriai felmérése 60-as évek után épültek Helyszíni és laboratóriumi mérések Salak- és pernyetartalmú építőanyagok (gázszilikát, salakbeton, salak) vizsgálata, minősítése 2 XI. kerületi panelház (Budapest 5, Budapest 6) vizsgálata Szigetelt és nem szigetelt Szintenkénti radonaktivitás-koncentráció mérés Ytong gázbeton vizsgálata

5 Helyszínek bemutatása

6 Helyszínek bemutatása Budapest 1 IX. ker. Budapest 2 X. ker. Budapest 3 IX. ker. Budapest 4 XI. ker. Budapest 5 XI. ker. Budapest 6 XI. ker. + Ytong gázbeton Dunaharaszti Gödöllő Kistarcsa Sülysáp Kecskemét Kiskunhalas

7 Mérési protokoll Helyszíni mérések Radonaktivitás-koncentráció mérés (RAD7, AlphaGUARD) Gamma dózisteljesítmény mérés (FH 40 GL 10) Fizikai vizsgálatok 226 Ra, 232 Th, 40 K meghatározás (HPGe Gamma spektroszkópia) Radon exhaláció meghatározása radon kamrás módszerrel (RAD7) Geokémiai vizsgálatok Polarizációs mikroszópos vizsgálat Pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálat

8 radonaktivitás-koncentráció (Bq/m 3 ) radonaktivitás-koncentráció (Bq/m 3 ) Mérési protokoll: helyszíni mérések (radon) Radon mérés aktív detektorral (RAD7) Radon koncentráció időbeli változása ( , RAD7) EU, WHO 400 Bq/m Átlag <120 Bq/m ,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 eltelt idő (óra) Budapest 4: XI. kerületi 1960-as évek elején épült, első emeleti lakás 00±42 Bq/m 3 Átlag Radon mérés aktív detektorral (AlphaGUARD) Radon koncentráció időbeli változása ( , AlphaGUARD) eltelt idő (óra)

9 Mérési protokoll: Helyszíni vizsgálatok (gamma dózisteljesítmény) Padló/1m Gamma dózisteljesítmény nsv/óra OSSKI által mért magyarországi átlag: 155 nsv/óra

10 Mérési protokoll: Fizikai vizsgálatok Gamma spektroszkópia: <370Bq/kg I<1 Fajlagos radon exhaláció: FRE (Bq/kg) ± 61 6

11 Mérési protokoll: Geokémiai vizsgálatok Pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálat Egy salak szemcse visszaszórt elektronképe

12 Eredmények Zsámbéki medence talaj : Magyarországi 1-10 Bq/kg EU, WHO átlag Kővágószőlősi uránbánya 400 Bq/m nsv/h <370Bq/kg meddőhányó: I< Bq/kg

13 Összefoglalás 4 budapesti és 6 vidéki ház, ill. lakás radiometriai mérése, építőanyag minták vizsgálata Radon koncentráció értéke a 400 Bq/m 3 -es határértéknél kisebb Gamma dózisteljesítmény mérések: 7 esetben a magyarországi átlag értékekkel megegyeznek 2 esetben a magyarországi átlag értéket kissé meghaladják (Budapest 1, Budapest 2) 1 esetben a magyarországi értéket jelentősen meghaladja (Budapest 4) Az építőanyagok radionuklid tartalma az indexekben (Ra eq, I) foglalt ajánlott értékeket egy esetben eléri, egy esetben jelentősen meghaladja (Budapest 2, Budapest 4 salak építőanyagok)

14 Összefoglalás Radiometriailag a salak nagyobb kockázatot jelent, mint a pernyetartalmú gázszilikát Pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálat: salak, pernye, Fe-gazdag fém fázisok, Ca-Mg-gazdag alumoszilikát, kalcit, U-gazdag fázisok, cirkon, monacit A múltban elkövetett hibák ma is hatással vannak környezetünkre Elengedhetetlen a komplex (fizikai és geokémiai) vizsgálatok elvégzése

15 Köszönöm a figyelmet! Köszönettel tartozom: A vizsgált lakások tulajdonosai Szabó Csaba, Ph.D. Nagy Hedvig Éva Bendő Zsolt Dr. Horváth Ákos Csorba Ottó Kocsy Gábor Breitner Dániel Hidas Károly Szabó Zsuzsanna Szabó Katalin Zsuzsanna Magyar Fejlesztési Bank Zrt. A Litoszféra Fluidum Kutató Laboratórium minden tagja Családom, Ildi és barátaim

16

17 Építőanyag minták jellemzése Erőművi pernyét és salakot tartalmazó építőanyagok Gázszilikát, ill- gázbeton, salakbeton, salak salak gázszilikát salakbeton 2 cm képszélesség 2 cm képszélesség 2 cm

18 Panel házak- mérési eredmények Aktív radon detektor + Passzív radon detektor Panel ház Budapest 5 Budapest 6 Épület szint Radon koncentráció (Bq/m 3 ) Radon koncentráció hiba (Bq/m3) ± <60 378±80 <120 0 <60 <70 1 <50 <60 2 <50 <50 3 <50 <70 4 <50 <50 5 <50 <60 6 <40 38±9 <80 7 <60 <70 8 <60 <70 9 <70 <50 40±6 45±7

19 Indexek: Építőanyagok radiológiai minősítése Rádium ekvivalens (Ra eq ) Aktivitás koncentráció index (I) 226 Ra, 232 Th, 40 K Házépítés: Ra eq 370<Bq/kg Beretka and Mathew, 1985, Khatibeh et al., 1997 Nagy mennyiségben használt anyagok (beton, tégla) esetén: I 1 EC, 1999

20 Mérési protokoll: Geokémiai vizsgálatok Polarizációs mikroszkópos vizsgálat Egy salak szemcse ráeső fényben készített képe

21 Indexek: Építőanyagok radiológiai minősítése Rádium ekvivalens (Ra eq ) Ra eq C Ra226 1,26C Th 232 0,086 C K40 Házépítés: Ra eq 370<Bq/kg Beretka and Mathew, 1985, Khatibeh et al., 1997 Aktivitás koncentráció index (I) I C Ra C Th C K Nagy mennyiségben használt anyagok (beton, tégla) esetén: I 1 Kis mennyiségben használt anyagok (pl: cserép, salak) esetén: I 6 EC, 1999

22 Dózisok A biológiai hatás meghatározására használják a dózisegyenérték fogalmát, amely megadja, hogy az adott sugárzás milyen dózisú gamma-sugárzással egyenértékű biológiai károsító hatást keltett. Ennek jele: H, egysége Sievert (Sv): ahol Q a sugárzás típusára jellemző állandó, értéke béta-és gammasugárzásra 1, természetes alfa-sugárzásokra pedig 20. A test bizonyos szövetei, ill. szervei máshogy reagálnak a radioaktív sugárzásokra, ezért ezeket a szerveket máshogy kell súlyozni az egyed egészségkárosodásakor, így eltérő kockázatnövelő hatásuk van. Az egésztest effektív dózisegyenérték az összes szövetre átlagolt dózisegyenérték. Jele:H E : H Q D Ahol wt a különböző szövetekre jellemző súlyfaktor.

23 Passzív detektor Rnexp=nys*KF RAK=Rnexp*1000/24/T Rnexp : radon expozíció (kbqh/m3), nys: nyomsűrűség (nyom/mm2), KF: kalibrációs faktor, RAK: radonaktivitás-koncentráció (Bq/m3), T: mérési idő (nap)

24 Exhaláció számítás C lev C m C m C h V V det net Clev= a radonkoncentráció értéke a bezárt kamrában a detektor hozzákapcsolása előtt (Bq/m3) Cm= a minta feletti levegő radonkoncentrációja a kamrában a mérés során (Bq/m3), Ch= a mérés előtt mért háttérkoncentráció értéke abban a helyiségben, ahol a mérés történik (Bq/m3), Vdet= a detektor, a páralekötő és a használt csövek térfogata (m3) Vnet= a kamra térfogata a minta térfogata (m3) E V C net lev (ludens.elte.hu/~akos/sflab).

25 Eredmények A minta radon exhalációjának meghatározása radon kamrás módszerrel:

26 Gamma spektroszkópia A T I t A : az aktivitás (Bq), T : a kiválasztott energián mért csúcsterület, η : a hatásfok, I : a kiválasztott energiájú gamma foton relatív intenzitása, t : a mérési idő (s). 232-Th fajlagos aktivitását : 208-Tl 2614 kev 40-K: 1460 kev

27 c K A K ( 1000 M) /( N ) A c : a koncentráció (ppm), K : az átszámításhoz szükséges konstans (kg/bq), A : a fajlagos aktivitás (Bq/kg), M : a tömegszám (g/mol), NA : az Avogadro-szám (6*1023 1/mol) λ : a bomlási állandó (1/s) Szabó, 2009

28 Sugárzások Fajtái: α, β, γ Gamma sugárzás: Építőanyagok gamma-sugárzása Nagy áthatoló képesség Nagy rendszámú atomokból álló anyag elnyeli

29 tricarb Az eredmények kiértékelése során egy kalibrációs mérés eredményét használjuk fel, ahol ismert aktivitású radonos oldatok CPM-jét határoztuk meg. Ezen kalibrációs mérés eredménye a kalibrációs görbe, ami a CPM és a 10 ml-es minta aktivitását összeköti. A minta térfogata ismert, ezért az aktivitás-koncentráció is meghatározható, ami c=a/v, ahol A a minta aktivitása (a mintában másodpercenként történő bomlások száma) és V a minta térfogata. Az aktivitás-koncentrációt Bq/l-ben mérjük. Ismert radon-koncentrációjú mintákkal elvégzett kalibráció eredménye a következő: CPM 12 C Bq / l 1,98 E C V

30