Radon, mint nyomjelzı elem a környezetfizikában

Átírás

1 Radon, mint nyomjelzı elem a környezetfizikában Horváth Ákos ELTE Atomfizikai Tanszék XV. Magfizikus Találkozó Jávorkút, szeptember 4. Radon környezetfizikai folyamatokban 1

2 Mi ebben a magfizika? A detektorok és az ehhez kellı ismeretek Atommagok jobb megismeréséhez nem vezet Nukleáris detektorok és magfizikai tudás adnak választ környezetfizikai kérdésekre Alfa-spektroszkópia, gamma-spektroszkópia Radon Sugáregészségi fontosság környezeti nyomjelzı elem Radon környezetfizikai folyamatokban 2

3 Mérési módszerek Gamma-spektroszkópia, levegı dózisteljesítmény HPGe detektor, proporcionális kamra Levegı Rn-koncentráció, Radonexhaláció RAD7 alfa-spektrométer Vizek radontartalma folyadékszcintillációs spektroszkópiával Radonkibocsátó ásványok keresése mikroszondával (LRG) Radon környezetfizikai folyamatokban 3

4 A vizsgált kérdések Meteorológia 1. Talajeredető szennyezıanyagok légköri mozgása 2. Az esı radioaktivitása Földtan 3. Felszín alatti vizek áramlási sebessége 4. Termálvíz rádiumkiválásának meghatározása 5. Keveredı vizek paramétereinek meghatározása Radon környezetfizikai folyamatokban 4

5 1. Felszíni határréteg és a radon CO 2 szennyezıdés: talaj növényzet, antropogén z(m) 2000 Szabad légkör 1000 Felhõréteg Konvektív határréteg Felszíni réteg Beszívási zóna Felsô inverzió Beszívási zóna Átmeneti réteg Stabil (éjszakai) határréteg Felszíni réteg Konvektív határréteg Felszíni réteg (Stull, 1988 alapján) Dél Napnyugta Éjfél Napkelte Dél Radon környezetfizikai folyamatokban 5

6 1. Felszíni határréteg és a radon A szabad levegı radontartalmának napi menete hımérséklet ( C) / c Rn Határréteg vastagsága (m) Radon-koncentráció (Bq/m3) Radon környezetfizikai folyamatokban 6

7 1. Felszíni határréteg és a radon Turbulens diffúzió jelei c Rn [Bq/m 3 ] dt/dt [ C/h] Konklúziók: radon mutatja a turbulens diffúziót határréteg magasságával van korreláció talaj eredető CO 2 -re lehet következtetni Radon környezetfizikai folyamatokban 7

8 2. Az esı radioaktivitása Az esı megemeli a dózisteljesítményt November Csapadékmennyiség Dózisteljesítmény 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0, Csapadék (mm) és dózisteljesítmény (100nSv/h) Dátum Radon környezetfizikai folyamatokban 8

9 2. Az esı radioaktivitása Hosszabb esı során a radon leányelemek aktivitásának megnövekedése és lecsengése tapasztalható KQ1 KQ2 KQ2 átlag május dózis(nsv/h) extra dózis esı (mm/10perc) esı + ablakfgv 2 1 csapadék (mm/10 perc) modell: eltelt idı (óra, éjfél óta) 0 extradózis és az átlagolt csapadék összefügg Radon környezetfizikai folyamatokban 9

10 2. Az esı radioaktivitása Az aznapi meteorológiai helyzet ( Radon környezetfizikai folyamatokban 10

11 napi e xtra dózis (nsv) 2. Az esı radioaktivitása Egyedi nap volt-e ez? Napi extra dózis 40 Napi csapadék napi extra dózis Radon környezetfizikai folyamatokban napi cs apadé k (mm) y = 0,3012x R 2 = 0, értelmő kapcsolat van az arány függ a meteorológiai helyzettıl y = 0,3775x R 2 = 0,8411 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 napi cs apadék (mm)

12 3. Felszín alatti vizek áramlása l L V víz V víz Rn Rn-activity (%) time (day) c=c max (1-exp(-λt))=c max τ c pot =M*m/V összes /P=M*ρ/P c(mért) c pot Radon környezetfizikai folyamatokban 12

13 4. Rádium feldúsulás mennyisége Minták fajlagos rádiumaktivitása Fajlagos Ra-aktivitás (Bq/kg) Fajlagos exhaláció átlag (Bq/kg) Fajlagos Ra-aktivitás (Bq/kg) Fajlagos exhaláció átlag (Bq/kg) 0 VBK1 vörös bakteriális kiválás LK1 lemezes kiválás LK2 lemezes kiválás VK1 vízfelszíni kiválás VK2 vízfelszíni kiválás LK3 lemezes kiválás MI mésziszap Minta neve Radon környezetfizikai folyamatokban 13

14 4. Rádium feldúsulás mennyisége A forrásvíz radontartalma 660 Bq/l A vörös anyag exhalációja 500 Bq/kg megbecsültük mennyi anyag kell ehhez: 7 cm vastag, ami reális Radon környezetfizikai folyamatokban 14

15 összefoglalás A szabadtéri radonkoncentrációt a turbulens diffúzió alakítja, és nagysága összefügg a légköri határréteggel Az esı az aeroszolokon radon leányelemeket szállít a földre, ez emeli a természetes dózisteljesítményt A felszín alatti vizek radonfelvételének egyszerő modelljébıl meghatározható egy anyagban töltött idı A Rudas-fürdı Török forrásának rádiumtartalmú anyagát azonosítottuk, mennyiségét meghatároztuk Radon környezetfizikai folyamatokban 15