SUGÁRZÁSOK 5.1 Ionizációs sugárzás az épületek belsejében: a helyzet felmérése és kezelése Tárgyszavak: sugárzás; ionizáló sugárzás; épület; lakóépület; építőanyag; radionuklid-koncentráció. Sugárzás vesz körül bennünket. Ez a természetes és mesterséges forrásokból eredő sugárzás hat az emberekre. A hatás mértéke (pontosabban az egészségre káros hatás valószínűsége) a kapott dózis nagyságától függ, amit pedig a sugárforrás erőssége, a sugárzás típusa, a behatás módja, a besugárzott szövetek fajtája, a besugárzás hossza és további más paraméterek befolyásolnak. Az épületen belüli ionizációs sugárzás fontos része az elszenvedett teljes besugárzásnak. A jelen összeállítás sorra veszi az épületen belüli sugárhatásért felelős fontosabb tényezőket, és tárgyalja a sugárvédelem optimálásának kérdéseit. A probléma megfogalmazása Régen tudott, hogy az emberekre hat a természetes radioaktív sugárzás. Azonban a figyelem hosszú ideig a mesterséges sugárforrásokra: a nukleáris kísérleti robbantások során a légkörbe jutott radioaktív nuklidokra, a nukleáris balesetek után bekövetkező kihullásokra, valamint a gyógyászatban, iparban, kutatásban és számos más területen használt radioaktív nuklidokra összpontosult. Azt, hogy az emberi tevékenységhez nem kapcsolódó természetes forrásokból származó sugárzás problémát okozhat, viszonylag későn ismerték fel, de még ekkor sem hozták kapcsolatba az épületen belüli környezettel. Hagyományosan a beltéri környezetet sugárvédelmi szempontból biztonságosnak tekintették, hacsak nem volt kitéve mesterségesen keltett radioaktív nuklidok hatásának. A megnövekedett radioaktivitás problémáját először a svéd kékbetonból épített házak esetében ismerték fel; a kékbeton uránban gazdag
alumíniumtartalmú agyagpala. Még ebben az időben is mint Svédország számára fontos, de helyi kérdést kezelték e problémát. A különböző országokban végzett későbbi vizsgálatok kiderítették, hogy az épületen belüli radontól és az építőanyagokban lévő radioaktív nuklidoktól származik általában az elszenvedett besugárzás legnagyobb része. Miután ez az információ elérhetővé vált, és számos kutatás megerősítette, a természetes sugárzásnak és különösen az épületeken belüli sugárzásnak szentelt figyelem még mindig viszonylag csekély maradt. Annak ellenére, hogy a kutatók erőfeszítéseket tettek az érintettek informálására, és létrehozták a nemzeti stratégiák alapjait az elszenvedett dózisok és a sugárzásnak kitett személyek csökkentéséhez, a társadalom vonakodik felismerni a kérdés fontosságát. Sokkal több figyelem kíséri a nukleáris erőművekből és a radioaktív hulladékokból származó dózisokat, bár az ezekből eredő sugárzás lényegesen kisebb, mint a természetes épületen belüli. Az épületen belüli sugárzás problémája több részre bontható: az emberek nincsenek tudatában e sugárzás módozatainak és nagyságának, valamint a sugárzások sajátságainak; nincs információ az elhárítási intézkedések lehetőségeiről; a környezetvédő, nem állami szervezetek vonakodnak foglalkozni a problémával. E sugárzás mértékét nehéz szabályozni, és a kármentesítő eljárások bevezetése is nehéz feladat. Az épületen belüli sugárexpozíció nagysága és forrásai Az épületen belüli expozíciónak, a fentieknek megfelelően, két főforrása van. Ehhez járulnak a mesterséges radioaktív nuklidok, amelyek esetenként szóródnak szét az épületek belsejében (pl. nagy aktivitású ionizációs sugárforrásokat gondatlanság következtében beleolvasztják a beton erősítését szolgáló vasrudakba). Bár ilyen esetekben az egyes személyek által elnyelt dózis igen nagy lehet, az ilyen esemény valószínűsége igen kicsiny, így e lehetőséggel a továbbiakban nem foglalkozunk. Az ilyen típusú besugárzások elleni védekezés leghatásosabb módja a megelőzés az ilyen források gondos számontartása. Az épületen belüli sugárterhelés legfontosabb forrása a radon és az építőanyagokban lévő radioaktív nuklidok. A szabadon álló, véletlenszerűen kiválasztott litvániai házakban az 1995 és 1998 között végzett mérések alapján azonosították az ország
régióit, amelyekben az épületeken belüli radonkoncentráció meghaladja az átlagos értéket. E koncentráció a köves vidékeken nagyobb, ahol a talaj áthatolhatóbb a benne lévő gázok, köztük a jelentős koncentrációban jelen lévő radon számára. Litvániában az épületeken belüli radon fő forrása a talaj. Mivel a radon behatolása az épületekbe az épületek belső terének a talajtól való elszigetelésétől függ, ezért az építés sajátságai lényeges hatással vannak a radonkoncentrációra. Világos, hogy e sajátságok fontosak a radon koncentrációját csökkenteni kívánó, kármentesítő eljárás szempontjából. Az épületeken belüli radonkoncentráció alaposabb vizsgálata 2000- ben kezdődött. E vizsgálat pontosabb információt szolgáltatott a felmérés előző szakaszában azonosított, és az átlagosnál nagyobb radonexpozíciónak kitett területek épületei belsejében levő radonkoncentrációról. A mérések a többlakásos házakra is kiterjedtek. Az átlagos belső radonkoncentráció a többlakásos házakban 19±3 Bq/m 3, a különálló házakban pedig 55±5 Bq/m 3 volt. A népességre vonatkozó súlyozott átlag Litvániában 33±4 Bq/m 3. A konfidenciaintervallum a szórás kétszeresének felel meg. Az épületen belüli radontól származó átlagos évi effektív dózis 0,82 nsv, feltéve, hogy az épületen belül az egyensúlyi tényező 0,4, az évi tartózkodási idő 7000 óra és a dózis együttható 9 nsv /(Bq h m -3 ). Ez Litvániában kb. 140 halálesetet okozhat, melyet a radon leányelemeinek ionizációs sugárzása által keltett rákos megbetegedések idéznek elő. Nagyságrendben ez a legjelentősebb sugárforrás, az épületeken kívül is jelentős. Az expozíció másik fontos forrása az építőanyagok radionuklidtartalma. Az építőanyagok tartalmaznak K-40-et, valamint a Ra-226 és a Th-232 bomlási sorának termékeit, de az U-238 bomlási sorának nyomai is kimutathatók bennük. A radionuklidok koncentrációja a Litvániában gyártott és használt építőanyagokban a vizsgálatok szerint függ az építőanyag típusától, de egy típuson belül is széles határok közt változhat (1. táblázat). A táblázatban bemutatott adatok szerint az építőanyagokban lévő radionuklidok besugárzásának mértéke eltérő lehet, függ a radionuklidok koncentrációjától, tehát a forrás erősségétől. A dózis nagysága szempontjából azonban más paraméterek is fontosak. Ilyen a felhasznált építőanyagok mennyisége és eloszlása az épületben. A sugárvédelmi szempontból ellenőrzött építőanyagok kiválasztásánál ezt tekintetbe veszik. Az építőanyagok osztályzása sugárzóké-
pességük alapján hasznos lehet a radionuklidok koncentrációjának optimalizálásakor. Az új építőanyagok nem hagyományos nyersanyagokból készülnek, amelyek jelentős koncentrációban tartalmazhatnak természetes radionuklidokat. Ilyen anyag pl. a foszfogipsz. Ezt tekintetbe kell venni az építőanyagok sugárvédelmi szempontú kiválasztásánál. A számítások és a mérések szerint a behatoló sugárzásnak megfelelő átlagos évi effektív beltéri dózis 0,61 msv. Az elfogadott kockázati együtthatókkal számolva ez Litvániában évente kb. 100 halálesetet okozhat. E dózis legnagyobb részét az építőanyagban lévő radionuklidok adják. A kozmikus sugárzás beltéri járuléka évi 0,30 msv. Anyag 1. táblázat A radioaktív nuklidok koncentrációja a Litvániában leggyakrabban használt építőanyagokban. A konfidenciaintervallumok kétszeres szórásnak felelnek meg, az átlagértékek mellett szerepelnek. Átlag Koncentrációk, Bq/kg Tartomány Ra-226 Th-232 K-40 Ra-226 Th-232 K-40 Tégla 31±15 20±9 522±160 10 84 5 60 228 1140 Cement 70±17 30±9 268±48 4 465 3 211 2 1510 Kerámia 60±11 71±20 1030±92 9 169 32 426 13 1340 Agyag 55±17 52±25 884±170 9 114 7 191 225 1280 Beton 37±10 25±8 480±76 6 142 4 110 63 1220 Duzzasztott agyag 85±9 62±7 1135±114 63 100 47 77 809 1310 Gránit 37±9 30±7 870±136 5 292 3 141 220 1620 Homok és kavics 23±4 14±1,2 464±37 2 67 1 64 1 926 Fa 4,8±2,5 1,9±1,1 21±14 2 12 0 4 6 77 A beltéri sugárterhelés elleni védekezés elvei és rendszabályai Az általános sugárvédelmi elvek érvényesek a beltéri sugárvédelem esetében is. Ez felöleli a dózis hitelesítését és a sugárvédelem optimálását. A harmadik alapelv a dózisok korlátozása ebben az esetben
nem alkalmazható. A beltéri expozíció nem korlátozható ugyanolyan módon, mint ahogy az megtehető sugárforrások használata esetében. Ez esetben a legfontosabb alapelv a sugárvédelem optimálása, ami azt jelenti, hogy az egyes személyek által elnyelt dózis és az exponált személyek száma az adott társadalmi és gazdasági körülmények mellett minél kisebb legyen. Ez az elv az ionizáló sugárzás két tulajdonságából származtatható: a lineáris küszöbértékmentes hatás dózis összefüggésből és a besugárzásmentes állapot elérhetetlenségéből. Az első tulajdonság azt jelenti, hogy bármilyen kis besugárzás is képes az egészségre káros következményeket kiváltani, e káros következmények valószínűsége az elnyelt dózis nagyságától függ. Az igazolhatóság/indokoltság elvének alkalmazása azt jelenti, hogy az előnyök, amit valaminek a felhasználása nyújt, és ami egyúttal növeli a sugárterhelést, meghaladják az ionizációs sugárzás által okozott károkat. A belsőtéri expozíció esetében ez nyilvánvaló. Az olyan helyzetek, melyekben a beltéri radon és az építőanyagokban lévő radionuklidok expozíciója elfogadhatatlanul nagy, megszüntetendők. Az építőanyagok esetében ez olyan építőanyagok használatának tilalmát jelenti, amelyek egy meghatározott dózisnál nagyobbat idézhetnek elő. Az igazolhatóság elvének alkalmazása a beltéri radon esetében problematikusabb nem tiltható meg, hogy az emberek a házaikban lakjanak, még abban az esetben sem, ha a beltéri radon koncentrációja egy bizonyos szintet meghalad. Abban az esetben, ha a beltéri radonkoncentráció a litván törvények által megállapított szintet meghaladja, az érintetteket informálni kell erről a nagyobb kockázatról és az elhárítás lehetséges módozatairól. Szigorúbb rendszabályok érvényesek a beltéri munkahelyek esetében: a munkaadók kötelesek intézkedéseket végrehajtani, amelyek biztosítják, hogy a beltéri radonkoncentráció ne haladja meg a még megengedett értéket. Az optimálás elvének alkalmazása nehezebb. Mindig nagyon problematikus a célérték a védettség szintjének meghatározása (azaz a dózisé vagy koncentrációé), amelyet el kívánnak érni. Gyakran az azonos társadalmi és gazdasági körülményekkel jellemezhető országok hasonló módon járnak el. Ez esetben Litvánia az Európai Unió gyakorlatát követi. Azonban a gyakorlat során új problémák lépnek fel. Pl. különböző technikai eljárások léteznek a beltéri radonkoncentráció csökkentésére és megelőzésére. Az egyik a kockázat elemzése, amikor a radonkoncentráció mérése és a talaj átbocsátóképességének vizsgálata beltéri nagy radonkoncentráció lehetőségére utal és megfelelő elhárító intézkedéseket javasolnak.
Kockázatelemzést végeztek pl. a Panevėžys fejlesztési területen. Itt a talajban mért legnagyobb radongáz-koncentráció elérte a 78 kbq/m 3 értéket, a mérési pontok 25%-ában pedig meghaladta a kockázat szempontjából kritikus 40 kbq/m 3 értéket. Az elfogadott elvek szerint a radonkockázat szempontjából egyes területek közepes vagy magas kockázatú besorolást kaphatnak. Ha egy terület magas kockázatú, speciális intézkedések szükségesek az új építkezéseknél, hogy megakadályozzák a radon bekerülését az épületbe. Az optimálás elvének alkalmazása összefüggésbe hozható azzal, hogy a társadalom nincs felkészülve a természetes radioaktivitással kapcsolatos kockázatok megértésére. Ezért a védekezésnek magába kell foglalnia a nagyközönség, de különösen az érintettek tájékoztatását is. A tapasztalat szerint a társadalom beltéri besugárzásra vonatkozó ismeretei növekedőben vannak. A témakörre vonatkozó publikációs tevékenység hatékonynak bizonyult. Szükséges azonban az ismeretátadás minden lehetséges módját felhasználni, így az iskolákban a beltéri radonkoncentrációt mérni, a diákokat a problémával megismertetni. A nemzetközi együttműködést sem szabad elhanyagolni. Mivel a természetes sugárzás és a beltéri sugárzás problémája módszertani szempontból összetett, a nemzetközi együttműködés előmozdíthatja az optimális megoldások megtalálását. A litván tapasztalat szerint a dózisok mérése és becslése a legfontosabb a vizsgálatok első szakaszában, amikor még a belső sugárterhelés nem ismert. Amikor elegendő információ összegyűlt a sugárterhelésről és annak összefüggéseiről, a nagyközönség felvilágosítása válik egyre fontosabbá. A közönség tudatossá válását a megnövekedett érdeklődés jelzi. Ez segít a helyreállítási és a megelőzési tevékenység bevezetésében, ha szükséges. Az intézkedések végrehajtása során hatékonyságukat ellenőrizni kell. Következtetések A lakókörnyezetben és munkahelyen elszenvedett sugárdózisok jelentősek és sok embert érintenek. A lakosság sugárvédelme meglehetősen bonyolult feladat. A beltéri sugárzás problémája még ennél is összetettebb. A gondot nemcsak az expozíció és annak mértékét meghatározó paraméterek becslése okozza, hanem a sugárvédelmi eljárások megválasztása és gyakorlati végrehajtása is. A sugárvédelem számos területén érvényes előírások és korlátozások nem képesek a beltéri sugárvédelem összes problémájának
megoldására. A közönség tájékoztatását, az építési tevékenységet végző szakemberek továbbképzését és a nemzetközi együttműködést is fel kell használni a lakosságot érő sugárterhelés lehető legkisebb szintre csökkentése érdekében. Összeállította: Schultz György Butkus, D.; Morkūnas, G, Pilkytė, L.: Ionizing radiation in buildings: Situation and dealing with problems. = Journal of Environmental Engineering and Landscape Management, 13. k. 2. sz. 2005. p. 103a 107a. UNSCEAR. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation UNSCEAR 2000 Report to the General Assembly. Sources, 2000. 654 p.