Wyższy Urząd Górniczy. Zagrożenie radiacyjne w podziemnych wyrobiskach górniczych

Transkrypt

1 Wyższy Urząd Górniczy Zagrożenie radiacyjne w podziemnych wyrobiskach górniczych

2 Zagrożenie radiacyjne w podziemnych wyrobiskach górniczych Katowice 2011

3 Copyright by Wyższy Urząd Górniczy, Katowice 2011 Opracowanie Departament Warunków Pracy WUG Opracowanie graficzne, skład i łamanie Anna Nowrot Redakcja Anna Swiniarska-Tadla Druk broszury sfinansowano ze środków Zakładu Ubezpieczeń Społecznych Wyższy Urząd Górniczy Katowice, ul. Poniatowskiego

4 1. Promieniotwórczość co to takiego? Promieniotwórczość to zjawisko polegające na samorzutnym rozpadzie jąder atomów pierwiastka połączone z emisją cząstek alfa, cząstek beta i promieniowania gamma. Przy czym cząstki alfa są jądrami atomów helu, a cząstki beta elektronami dodatnimi lub ujemnymi. Promieniowanie gamma jest w swojej naturze podobne do promieniowania podczerwonego, świetlnego lub nadfioletowego, lecz ma znacznie większą energię. Rozpad alfa Promieniowanie alfa (a), beta (b), gamma (c) Rozróżniamy promieniotwórczość naturalną, kiedy przemiany jądrowe zachodzą w pierwiastkach występujących naturalnie w przyrodzie i promieniotwórczość sztuczną, kiedy przemiany jądrowe następują w pierwiastkach otrzymanych sztucznie (w wyniku bombardowania jader atomów pierwiastków naturalnych cząstkami alfa, beta czy też protonami w reaktorach jądrowych. Protony są trwałymi cząstkami, które wraz z nukleonami tworzą jądra atomów). 3

5 Zagrożenie radiacyjne w środowisku związane jest z promieniotwórczością pochodzącą od izotopów naturalnych. Są to głównie izotopy szeregu promieniotwórczego uranu U-238, szeregu torowego Th-232 oraz promieniotwórczy izotop potasu K-40. Izotopy te występują w postaci rozproszonej w każdym środowisku. W wyniku przemian jądrowych pierwiastki promieniotwórcze przekształcają się z czasem w pierwiastki trwałe. Czas, w którym połowa pierwiastka promieniotwórczego przekształci Ruda uranu się w inny izotop lub pierwiastek trwały, nazywa się okresem połowicznego rozpadu lub okresem półtrwania. Pierwiastkami, w które przekształca się uran w trakcie przemian jądrowych jest rad, z którego z kolei powstaje gaz szlachetny radon. Krążek uranu 4

6 2. Promieniotwórczość w górnictwie W górnictwie podziemnym podstawowymi czynnikami zagrożenia radiacyjnego są: krótkożyciowe produkty rozpadu radonu,! wody dołowe zawierające izotopy radu, wytrącające się z radonośnych wód osady zawierające izotopy radu. Radon Radon jest promieniotwórczym gazem szlachetnym, stanowiącym jeden z produktów rozpadu uranu 238 i toru 232. Sam radon jest stosunkowo słabo radiotoksyczny, gdyż jako gaz jest trudniej przyswajany przez organizm i łatwo wydychany. Natomiast dużo silniej radiotoksyczne są promieniotwórcze izotopy powstające w wyniku jego rozpadu: polon, bizmut i ołów. Po spontanicznej emisji cząstki alfa, radon przekształca się w izotop polonu, który rozpada się dalej tworząc krótkotrwałe izotopy bizmutu, ołowiu i polonu. Produkty rozpadu radonu, znajdującego się w powietrzu, mogą być wdychane i osadzać się w drogach oddechowych. Stwierdzono, że są one często przyczyną chorób nowotworowych u górników w kopalniach głębinowych, zwłaszcza w kopalniach uranu. Szczególnie niebezpieczne są cząstki alfa emitowane przez produkty rozpadu radonu, które zostały zdeponowane w układzie oddechowym. W podziemnych wyrobiskach górniczych stężenia radonu i krótkożyciowych produktów jego rozpadu są większe niż na powierzchni, co zwykle jest spowodowane słabszą wentylacją. Radon wypływa ze spękanego górotworu lub ze zrobów i dlatego ich izolacja lub w miarę możliwości prowadzenie eksploatacji od pola zmniejsza zagrożenie radonowe. Dla oceny zagrożenia powodowanego przez krótkożyciowe produkty rozpadu radonu przeprowadza się pomiary stężenia ener- 5

7 gii potencjalnej cząstek alfa, które są uwalniane przez pochodne radonu zawarte w jednostce objętości powietrza. Jednostką miary jest mikrodżul na metr sześcienny (μj/m 3 ). Promieniotwórcze wody Słone wody podziemne często zawierają naturalne izotopy promieniotwórcze w tym zwłaszcza izotopy radu, który jest wyługowywany ze skał. Rad jest transportowany z wodą w ściekach kopalnianych do chodników wodnych, gdzie mieszają się wody pochodzące z różnych wyrobisk kopalnianych. Jeżeli wody radonośne będą zawierały również jony baru i zetkną się z wodami zawierającymi jony siarczanowe to nastąpi wytrącanie się radu i powstawanie osadów promieniotwórczych. Dla oceny zagrożenia radiacyjnego wykonuje się pomiary stężenia radu w wodach. Jednostką miary jest kilobekerel na metr sześcienny (kbq/m 3 ). Promieniotwórcze osady Osady promieniotwórcze powstają wszędzie tam gdzie dochodzi do kontaktu wód radonośnych zawierających jony baru z wodami zawierającymi jony siarczanowe. W miejscach tych występuje podwyższone natężenie promieniowania gamma. Osady promieniotwórcze mogą również wniknąć do organizmu i powodować skażenia wewnętrzne. Dla oceny zagrożenia radiacyjnego wykonuje się pomiary stężenia radu w osadach. Jednostką miary jest bekerel na kilogram (Bq/kg). W wyrobiskach, w których powstają osady wykonuje się pomiary wielkości promieniowania gamma określając tzw. moc kermy, która jest miarą narażenia na promieniowanie jonizujące. Jednostką mocy kermy jest mikrogrej na godzinę (μgy/h). Miarą narażenia na działanie promieniowania, która uwzględnia natężenie promieniowania lub stężenie izotopów promieniotwórczych, czas oddziaływania, rodzaj promieniowania i wrażliwość poszczególnych organów ciała ludzkiego na działanie promieniowania 6

8 jest dawka skuteczna ponad tło naturalne lub, w odniesieniu do wybranych organów, dawka równoważna. Dawkę skuteczną wyraża się w siwertach (Sv). Narażenie na zwiększone dawki promieniowania jonizującego może powodować zmiany genetyczne lub nowotworowe, a w skrajnych przypadkach nawet śmierć. Dla ochrony zdrowia określone zostały bezpieczne limity zwane dawkami granicznymi. Nieprzekraczalnie tych wartości zapewnia bezpieczną pracę w obecności wzmożonego promieniowania jonizującego. 3. Regulacje prawne w zakresie radiacji Górnicy zostali zaliczeni do grupy, której działalność zawodowa jest związana z występowaniem wzmożonego promieniowania naturalnego. Rozporządzeniem Rady Ministrów z dnia 18 stycznia 2005 r. w sprawie dawek granicznych promieniowania jonizującego (Dz. U. Nr 20, poz. 168) ustanowiono, że dawka graniczna, wyrażona jako dawka skuteczna (efektywna), wynosi 20 msv w ciągu roku kalendarzowego. Dawka ta może być w danym roku kalendarzowym przekroczona do wartości 50 msv, pod warunkiem, że w ciągu kolejnych pięciu lat kalendarzowych jej sumaryczna wartość nie przekroczy 100 msv. Prawo Atomowe wprowadza dwie kategorie zagrożenia A i B, które zostały ustanowione dla oceny zagrożenia radiacyjnego. Kategoria A obejmuje pracowników, którzy mogą być narażeni na dawkę skuteczną przekraczającą 6 msv (milisiwertów) w ciągu roku lub na dawkę równoważną przekraczającą jedną trzecią wartości dawek granicznych dla soczewek oczu, skóry i kończyn. Kategoria B obejmuje pracowników, którzy mogą być narażeni na dawkę skuteczną przekraczającą 1 msv w ciągu roku lub na dawkę równoważną równą jednej dwudziestej wartości dawek granicznych dla soczewek oczu, skóry i kończyn. W celu dostosowania działań i środków 7

9 ochrony radiologicznej pracowników do wielkości i rodzajów zagrożeń wprowadza się podział lokalizacji miejsc pracy. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych z dnia 14 czerwca 2002 r. (Dz. U. Nr 94, poz. 841, z późn. zm.) ustala w wyrobiskach dołowych podziemnych zakładów górniczych, dwie klasy wyrobisk zagrożonych radiacyjnie naturalnymi substancjami promieniotwórczymi: Wyrobiska klasy A oraz wyrobiska klasy B. Wyrobiska klasy A są to wyrobiska zlokalizowane na terenach kontrolowanych, a wyrobiska klasy B to wyrobiska zlokalizowane na terenach nadzorowanych, w rozumieniu przepisów Prawa Atomowego. Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 r. (Dz. U. Nr 139, poz. 1169, z późn. zm.), reguluje zarządzanie ochroną radiologiczną w podziemnych zakładach górniczych. Zgodnie z tym rozporządzeniem, nadzór nad ochroną przed zagrożeniem naturalnym substancjami promieniotwórczymi, sprawuje osoba posiadająca uprawnienia inspektora ochrony radiologicznej IOR-1, nadane w trybie określonym przepisami Prawa Atomowego. Dla dokonania oceny narażenia wykonywane są pomiary: stężenia energii potencjalnej alfa w powietrzu, ekspozycji na zewnętrzne promieniowanie gamma, wartości stężeń izotopów radu Ra-226 i Ra-228 w wodach oraz stężenia radu Ra-226 i Ra-228 w osadach. Na podstawie uzyskanych wyników oblicza się dawkę skuteczną. W przypadkach, gdy wykonywana praca stwarza zagrożenie wniknięcia substancji promieniotwórczych do wnętrza organizmu, np. przy kontakcie z wodami kopalnianymi i osadami kopalnianymi, wielkość tej dodatkowej dawki obciążającej ocenia akredytowane laboratorium na podstawie szczegółowych informacji dostarczonych przez inspektora ochrony radiologicznej, a w szczególności informacji o czasie kontaktu z wodami kopalnianymi i osadami kopalnianymi, charakterze wykonywanej pracy i zastosowanej technologii, zapyleniu i wilgotności powietrza oraz stosowanych ochronach osobistych. 8

10 Wyższy Urząd Górniczy Poniatowskiego Katowice