A természetes és mesterséges sugárterhelés forrásai, szintjei. Salik Ádám

A természetes és mesterséges sugárterhelés forrásai Természetes eredetű Kozmikus sugárzás (szoláris, galaktikus) Kozmogén radioaktív izotópok (pl. C-14, H-3) Terresztrikus sugárzás (99 %-ban K-40, U-238, U-235 és Th-232 bomlási sorok) Effektív dózisa 1,5 2,5 msv/év Mesterséges beavatkozás által megnövelt természetes eredetű (Technologically Enhanced Natural Origin Radioactive Materials: TENORM) Bányászat, kohászat, energetika Speciális építőanyagok (salak, pernye) Utasszállító repülőgépek Földgáz, hálózati víz radontartalma stb. Effektív dózisa 0-1 msv/év Mesterséges eredetű Orvosi (diagnosztika, terápia) Légköri nukleáris robbantások (atomcsend egyezmény előtt) Atomtechnika, atomenergetika Effektív dózisa 0 0,5 msv/év

Sugárterhelés Háttérsugárzás: kozmikus sugárzás + természetes radioaktív izotópok sugárzása Természetes: 2,6 msv/év (85,6 % ) Mesterséges: 0,4 msv/év (14,4 %) (UNSCEAR) Összesen: 3 msv/év

A természetes és mesterséges sugárterhelés szintjei

Külső belső expozíció Külső expozíció Kozmikus sugárzás nagyenergiájú töltött részecskék : p+, összetétele időben változó (napfolttevékenység), semleges részecskék: n, fotonok (ɤ-sugárzás) (közvetlen ionizáló komponens) kölcsönhatás a légkör atomjaival másodlagos kozmikus sugárzás (elektromágneses v. részecske) és kozmogén radionuklidok (H-3, Be-7, C-14, Na-22) Földkérgi gamma-sugárzó izotópok Belső expozíció Lenyelés U-238, Th-232 sor, K-40, Rb-87 egyéb (pl. H-3, C-14) Belégzés radon, toron és leányelemeik

Kozmikus sugárzás dózisteljesítményének változása magasság szerint 15 km 10 μsv/h 10 km 5 μsv/h Himalája 6,7 km 1 μsv/h Tibet 3,7 km Mexikóváros 2,25 km 2 km 0,1 μsv/h Tengerszint 0,08 μsv/h

Belső sugárterhelés, Lenyelés és belégzés légkör kőzet, talaj levegő, víz növény- és állatvilág emberi szervezet Kozmogén és földkérgi radionuklidok belégzés (radon nélkül): 5-6 μsv urán- és tórium-sor az élelmiszerekben: 1-2.000 mbq/kg teljes aktivitás a szervezetben: 8600 Bq K-40 > C-14 > Rb-87 > H-3 5.500 Bq 3.000 Bq 100 Bq 10 Bq sugárterhelés a szervezetben: 0,29 msv/év K-40 közel 60%

Hosszú felezési idejű természetes radioaktív izotópok fogyasztásából eredő dózis K-40 Az emberi test (75 kg) átlag 150g káliumot tartalmaz (2 g / kg) A természetes kálium (K) 0,0117% K-40 A természetes K fajlagos aktivitása 30,4 Bq/g (60,8 Bq/testsúly kg) Az emberi testben a K-40 aktivitása 4560 Bq K-40 dóziskonverziós tényező: 3 µsv/év/bq/kg 60,8 * 3 = 182,4 µsv/év

Földkérgi eredetű sugárzás Jellemző dózisteljesítmény: szabadban: 80-120 nsv/h épületekben: 80 200 nsv/h Jellemző radioaktivitás-koncentrációk a talajban és építőanyagokban Bq/kg Talaj Beton Tégla Ytong tégla Gázbeton K-40 350-450 204 721 173 158 Th-232 25-30 11 44 9 30 U-238 25-30 13 44 13 30

Radon Belégzése: a természetes sugárterhelés legnagyobb része (60%) jellemző értékek szabadban: 1-10 Bq/m 3 épületekben: 50-300 Bq/m 3 hazai átlag: kb. 130 Bq/m 3 talajgázban néhány 10 kbq/m 3 a sugárterhelés döntően a leányelemektől ered forrása: talaj, építőanyag, vezetékes víz, földgáz Rn-222 múlt század második felében néhány lakóépületben 10 kbq/m 3

Radon Emanáció: Hány százaléka jut ki a szabad térbe a keletkező radonnak a rádiumtartalomtól, hogy van elosztva fajlagos felület nyílt pórusok térfogata víztartalom Exhaláció: Egységnyi felületen egységnyi idő alatt kiáramló radon, átlag: 0,022 Bq m -2 s -1 talaj szerkezete Hőmérsékleti, nyomás viszonyok nedvességviszonyok szélviszonyok gázfeláramlás

Élelmiszerek természetes radioaktivitása (Bq/kg) K-40 Ra-226 Banán 0,13 0,04 Sárgarépa 0,12 0,07 Burgonya 0,12 0,09 Sör 14,4 - Vörös húsok 0,11 0,02

NORM/TENORM A NORM/TENORM anyagokban a 40 K, valamint a 238 U, 232 Th és a bomlási sorukban lévő elemek nagyobb aktivitás-koncentrációban találhatók, mint az átlagos talajokban. Így a feldolgozásuk során képződő hulladékok is tartalmazzák ezeket a nuklidokat, méghozzá többszörösen feldúsulva (néhány Bq/g-többezer Bq/g).

Radioaktivitás a környezetben Emberi beavatkozás által megnövekedett természetes radioaktivitás Technically Enhanced Natural Origin Radioactivity TENORM ot produkáló eljárások: Bauxitbányászat, -feldolgozás Cirkonhomok felhasználás, kerámiagyártás(zrsio 4, ZrO 2 ) Fémércbányászat, érckohászati feldolgozás Foszfátérc feldolgozás, műtrágyagyártás Kőolaj és földgáz kitermelés Ritkaföldfém bányászat, -feldolgozás Szénbányászat, széntüzelésű erőművek

Mesterséges eredetű sugárterhelés Atomfegyverkezés Légköri kísérletek Nukleáris Fűtőanyag ciklus Orvosi Röntgen vizsgálatok

Atomfegyver kísérlet 1945 1980 között 520 légköri atomfegyver kísérlet végrehajtása. Lokális: 1-200 km 50% Globális: 2-3000 km 25% Lokális és globális kihullás: Belső sugárterhelés:h-3; Sr-90; Külső-belső: Mn-54; I-131; Cs-137; A globális kihullás következtében a népesség éves sugárterhelése max. 0.01 msv

Teljes nukleáris fűtőanyag ciklus Izotóp Kibocsátás (PBq) 1970-1997 Reaktorok Reprocesszálás Teljes Átlagos évi lekötött effektív dózis (E) (nsv/ fő) H-3 270 170 440 1 C-14 2 1 3 4 Kr-85-3200 3200 10 I-129-0,015 0,015 1 Összesen 16

Orvosi célú alkalmazások Röntgen felvételek (CT felvételek) 1 főre eső éves sugárterhelés súlyozott világátlaga 0,3 msv effektív dózis 0,03 8 msv/alkalom Izotópdiagnosztikai vizsgálatok 1 főre eső éves sugárterhelés világátlaga 0,03 msv külső besugárzások ( 5 millió ember/év) Izotópterápiás kezelések 1 főre jutó éves sugárterhelés világátlaga 0,002 msv beadott aktivitás néhány GBq/alkalom 31/2001 EüM r. az egészségügyi szolgáltatások nyújtása során ionizáló sugárzásnak kitett személyek egészségének védelméről

Röntgenvizsgálatok szöveti elnyelt Elnyelt dózis (mgy) dózisai és effektív dózisai Csontvelő Emlő Méh Pajzsmirigy Gonádok Petefészek / herék Effektív dózis (msv) Mellkas 0,04 0,09-0,02-0,4 Mellkas CT 5,9 21 0,06 2,3 0,08/- 7,8 Fej CT 2,7 2,7 0,03-1,9 1,8 Medence 0,2-1,7-1,2/4,6 1,1 Medence CT 5,6 0,03 26-23,0/1,7 7,1 Has 0,4 0,03 2,9-2,2/0,4 1,2 Has CT 5,6 0,03 26-23/1,7 7,1 Mammográfia - 2 - - 0,1 0,1 Intervenció - - - - - 20 - kevesebb, mint 0,01 mgy

Fogászat Effektív dózis (µsv) Intraorális 4-8 Panoráma 15-25

Csomagvizsgáló röntgen "csomag dózisa minimális, legfeljebb 1-2 µsv/vizsgálat Árnyékolás és ólomgumi függönyök

NDK határátkelő Cs-137 sugárforrás detektor

Sugárzás a mindennapokban TERMÉSZETES 10,000 µsv/év Guarapariban (Br) 2,400 µsv/év világátlag 200 µsv/alkalom Oda-vissza Tokio New York µsv 250,000 50,000 1,0000 1,000 100 10 MESTERSÉGES 250,000 µsv/év Balesetelhárításiban résztvevők max 50,000 µsv/év Sugaras munkavállalók 6,900 µsv/alkalom Mellkas CT 1,000 µsv/év Lakosságra vonatkozó határérték 600µSv/év Gyomor röntgen 50 µsv/év Atomerőmű, lakkosságra vonatkozó dóziskorlát

Összefoglalás Természetes: 2,6 msv/év Kozmikus sugárzás: 0,3 msv/év Kozmogén nuklidok: H-3, B-7,C-14 Föld eredetű sugárzás: K-40; U-238; Th-232 Külsőleg-belsőleg TEENORM: Széntüzelésű erőmű Műtrágyázás Nagy magasságú repülés Mesterséges: 0,4 msv/év Nukleáris fegyverkísérletek: Sr-90; Cs-137 Orvosi alkalmazások: tüdőszűrés; fogászati röntgen Nukleáris energia

Köszönöm a figyelmet!