CREDO Projekt CREDO. Ekstremalnie Rozproszone Obserwatorium Promieniowania Kosmicznego. Krzysztof Kozak - IFJ PAN 1

Transkrypt

1 Projekt CREDO Ekstremalnie Rozproszone Obserwatorium Promieniowania Kosmicznego Krzysztof Kozak - IFJ PAN 1

2 INSTYTUT FIZYKI JĄDROWEJ im. Henryka Niewodniczańskiego Polskiej Akademii Nauk w Krakowie Promieniowanie jonizujące nie tylko z kosmosu radon, naturalny gazowy izotop promieniotwórczy w naszych domach CREDO WEEK; IFJ PAN Kraków, 3/10/2018 Krzysztof Kozak Krzysztof Kozak - IFJ PAN 2

3 PROMIENIOWANIE WEWNĄTRZ I NA ZEWNĄTRZ BUDYNKÓW % dawki kosmiczne gamma radon kosmiczne gamma radon kosmiczne gamma radon poza domem w domu akredytacja od: r Udział w 28 interkalibracjach data ważności certyfikatu: r. i pomiarach porównawczych zawsze z wynikiem pozytywnym Krzysztof Kozak - IFJ PAN 3

4 Wyznaczanie stężeń izotopów potasu K-40, radu Ra-226, toru Th-228 w próbkach stałych metodą trójoknową spektrometrii promieniowania gamma 2. Wyznaczanie stężeń izotopu radonu Rn-222 w próbkach gazowych metodą spektrometrii promieniowania alfa z wykorzystaniem komory jonizacyjnej 3. Wyznaczanie stężeń izotopu radonu Rn-222 w próbkach ciekłych metodą spektrometrii promieniowania alfa z wykorzystaniem komory jonizacyjnej 4. Wyznaczanie stężeń izotopu radonu Rn-222 próbkach gazowych metodą detektorów śladowych typu CR-39 Sir Isaac Newton «25 XII 1642 U20 III 1726/7) Philosophiae naturalis principia mathematica (1687) (Matematyczne zasady filozofii przyrody) 5July 1687 "... Bóg na początku uformował materię w postaci twardych, masywnych, nieprzenikliwych, ruchomych cząstek.... I te pierwotne cząstki są ciałami... tak twardymi, że nigdy nie ulegają zużyciu ani nie rozpadają się... Isaak Newton Krzysztof Kozak - IFJ PAN 4

5 podczas Wielkiego Wybuchu powstały protony i neutrony, a z nich następujące (stabilne) jądra: H-1, H-2, He-3, He-4, Li-7 jądra cięższe niż Li-7 powstają w gwiazdach w wyniku reakcji syntezy jądrowej synteza jąder pierwiastków cięższych niż Fe wymaga energii jądra cięższe niż żelazo Fe powstają w wyniku reakcji wychwytu neutronów we wnętrzach gwiazd lub podczas wybuchów supernowych CZĘŚĆ Z NICH JEST PROMIENIOTWÓRCZA Krzysztof Kozak IFJ PAN ODKRYCIE PROMIENIOTWÓRCZOŚCI Henri Becquerel listopada 1896r. zawiadomił Akademię Nauk, że kawałki soli uranowej, przechowywane przez sześć miesięcy w zupełnej ciemności wysyłają promienie. Krzysztof Kozak IFJ PAN Krzysztof Kozak - IFJ PAN 5

6 Maria Salomea Skłodowska-Curie ur w Warszawie zm w Passy 2 NAGRODY NOBLA 1903 z fizyki (z Pierre Curie i Henrim Becquerelem) za badania zjawiska promieniotwórczości 1911 z chemii - za wydzielenie czystego radu i badanie właściwości chemicznych pierwiastków promieniotwórczych ŚCIEŻKA STABILNOŚCI IZOTOPÓW ROZPAD a ROZSZCZEPIENIE ROZPAD b _ ENERGIA ROZPAD b+ N Z Krzysztof Kozak IFJ PAN Krzysztof Kozak - IFJ PAN 6

7 PROMIENIOWANIE CZĘŚĆ WSZECHŚWIATA 112 pierwiastków ale aż izotopów 259 izotopów stabilnych 29 starszych niż Świat 11 z szeregu Th z szeregu U z szeregu U kosmogenicznych Oficjalna wersja IUPAC 1/05/2013 Międzynarodowa Unia Chemii Czystej i Stosowanej Z = i 113, 115, 117 i 118,...do 120? stan w 2012 PROMIENIOWANIE WOKÓŁ NAS KOSMOS WOJSKO POŻYWIENIE MEDYCYNA MATERIAŁY BUDOWLANE + RADON ZIEMIA Krzysztof Kozak IFJ PAN PRZEMYSŁ Krzysztof Kozak - IFJ PAN 7

8 #24 CREDO ROCZNA DAWKA SKUTECZNA 3,31 msv/rok 222 Rn Rn 39,3% wg Raportu PAA: Działalność Prezesa Państwowej Agencji Atomistyki oraz ocena stanu bezpieczeństwa jądrowego i ochrony radiologicznej w Polsce w 2013 roku ; Warszawa 2014 DAWKI NA RÓŻNYCH WYSOKOŚCIACH Himalaje La Paz, Boliwia 1,0 km Zakopane Poziom morza WYSOKOŚĆ m n.p.m. >15 km 10 km 6,7 km 3,6 km MOC DAWKI DAWKA ROCZNA 10 µ Sv/h 5 µsv/h 1,5 µsv/h (13 msv) 0,2 µsv/h (1,5 msv) 0,5 µsv/h (0,5 msv) 0,03 µsv/h (0,3 msv) Flota LOT: Boeing ,1 km Boeing ,3 km Embraer 11,3 km ATR 7,6 km NY K-ów 0,03 0,1 msv 1 msv 200 h lotu / rok ; wys. 11 km Krzysztof Kozak IFJ PAN Piloci i personel 600 godzin/rok» 3mSv/rok TO WIĘCEJ NIŻ PRACOWNICY ELEKTROWNI JADROWEJ» 1,8 msv/rok Krzysztof Kozak - IFJ PAN 8

9 DAWKI W KOSMOSIE Ogół społeczeństwa -1mSv/rok, Osobyzawodowonarażone -20mSv/rok MISJA NA MARSA ISS: 20 msv/h» 14 msv/miesiąc 1 misja: 180 dni mSv 0,6 Sv/rok składowa galaktyczna do 2 Sv na pojedynczy wybuch Rekord: Siergiej Krikaliew 803 dni, 9 godzin i 39min dawka: msv jak dotąd tylko 24 ludzizałogi misji Apollo opuściło ziemska magnetosfere dawki godzinne były 3x wyższe niż na LEO, ale ich misje trwały bardzo krótko Krzysztof Kozak IFJ PAN OBSZARY O PODWYŻSZONYM TLE PROMIENIOWANIA NATURALNEGO 4,8 msv/rok 9,3 msv/rok 2,8 msv/rok 2,1 msv/rok B 200 msv/rok C 400 msv/rok A 80 msv/rok 0,3 msv/rok A Kerala i Tamil Nadu Indie 80 msv/rok B Guarapari, Pocos de Caldos Brazylia ~200 msv/rok C Ramsar Iran 400 msv/rok Krzysztof Kozak IFJ PAN Krzysztof Kozak - IFJ PAN 9

10 Masa atomowa: p+ 136 n = 222 nukleonów Konfiguracja elektronów: 2, 8, 18, 32, 18, 8 FIZYKA URAN GEOLOGIA METODY POMIARÓW MARKER PROCESÓW ZDROWIE DAWKI EFEKTY ZDROWOTNE ZABEZPIECZENIA BADANIA Krzysztof Kozak - IFJ PAN 10

11 HISTORIA RADONU w IFJ PANS START DOC. TADEUSZ NIEWIADOMSKI 1990 DR MALGORZATA NOWINA-KONOPKA DOMÓW 1993 PROF. JAN A. CZUBEK KOPALNIE 1995 PROF. JERZY LOSKIEWICZ W domu czujemy się bezpieczni TO NIE ZAWSZE JEST PRAWDA! GRZYBY, CHEMIA, CO,... RADON! Krzysztof Kozak - IFJ PAN 11

12 RADON RADON izotop naturalny WYSOKIE STĘŻENIA RADONU w DOMACH sytuacja NIENATURALNA HISTORIA RADONU XVI w Scheeberg (G.Kruszcowe) prace G.Bauer XVII w Jachymov (Czechy) 1879 nowotwory płuc Scheeberg (prace Hartburg i Hesse) 1898 M.Skłodowska-Curie i P.Curie; UO 2 + temp gaz??? emanacja E.Rutherford (Th) 1900 F.E.Dorn odkrycie radonu 222 Rn 1921 radon przyczyną nowotworów płuc u górników (M.Uhlig) 1923 Międzynarodowy Kongres Nauki o Promieniotwórczości wprowadzenie nazwy RADON XX w lata 20 rad i radon w medycynie lata 30 apogeum medycyny radonowej (hormeza) lata 40 radon nowotwory płuc (eksplozje jądrowe) 1957 Raymond (USA) zbiornik na wodę pitną Bq/m inż.s.watras NPP Limerick + Czarnobyl (86) radiofobia Krzysztof Kozak - IFJ PAN 12

13 GRUDZIEŃ 1984 ROK inż. Stanley Watras pracownik Elektrowni Jądrowej Limerick (Pensylwania); USA ALARM urządzeń przy wejściu do pracy UBRANIE SKAŻONE PRODUKTAMI ROZPADU RADONU Bq/m³ RADON 222 Rn NATURALNY IZOTOP PROMIENIOTWÓRCZY 222 pierwiastek grupy 18 GAZ SZLACHETNY bezbarwny gaz, bez zapachu i smaku! najcięższy (9,73 g/dm 3 ) pierwiastek gazowy rozpuszcza się w wodzie 86 odkryty przez Dorna w 1900 r. 222 Rn radon ( 238 U) T 1/2 = 3,823 dnia Krzysztof Kozak - IFJ PAN 13

14 RADON naturalny izotop promieniotwórczy Dziennik Ustaw Nr 4 Poz. 29 ROZPORZĄDZENIE RADY MINISTRÓW z dnia dnia 2 stycznia r. r. w sprawie wymagań dotyczących zawartości naturalnych izotopów promieniotwórczych w surowcach i i materiałach stosowanych w budynkach przeznaczonych na na pobyt ludzi ludzi i i inwentarza żywego, a także także w odpadach przemysłowych stosowanych w budownictwie, oraz oraz kontroli zawartości tych tych izotopów. Krzysztof Kozak - IFJ PAN 14

15 MATERIAŁY BUDOWLANE Najwyższe zaobserwowane stężenia izotopów (w latach ) POPIÓŁ ŻUŻEL KRUSZYWO NATURALNE 590 Bq/kg Ra Bq/kg K-40 CEGŁA 140 Bq/kg Th-232 FLIZY 150 Bq/kg Th Bq/kg K-40 Krzysztof Kozak IFJ PAN 100 Bq/kg Ra Bq/kg K-40 Wyniki uzyskane w Laboratorium Ekspertyz Radiometrycznych IFJ PAN Kraków od 1993 roku Pomiary współczynników f 1 i f 2 dla: popiołów, żużli, cegieł, pustaków, płytek ceramicznych, cementu, surowca ilastego. ZAWARTOŚĆ IZOTOPÓW PROMIENIOTWÓRCZYCH W WYROBACH BUDOWLANYCH cegła ceramiczna żużlobeton beton komórkowy (popioły lotne) płytki ceramiczne (importowane) beton lekki z kruszywem keramzytowym beton komórkowy - na bazie piasku beton zwykły cegła sylikatowa gips i wapno Krzysztof Kozak - IFJ PAN 15

16 222 Rn w POWIETRZU GRUNTOWYM EKSHALACJA B A D C Ra-226 Rn-222 ucieczka z gruntu do atmosfery A - rozpad Ra-226 wewnątrz ziarna B rozpad Ra-226 następuje blisko powierzchni ziaren C, D - wydobycie się Rn-222 do przestrzeni międzyziarnowej a recoil Energia odrzutu = 100 kev czyli jest: ( ) > energii wiązania chemicznego Minerał: Woda: nm 100 nm Powietrze: nm TRANSPORT dyfuzja i konwekcja EMANACJA uwalnianie radonu z ziaren minerałów RADON ( 222 Rn) W BUDYNKACH 222 Rn 226 Rad 238 U Krzysztof Kozak - IFJ PAN 16

17 Radon Radon CREDO RADON ( 222 Rn) W BUDYNKACH materiały budowlane potas K-40, rad Ra 226, tor Th-232 woda pęknięcia w ścianach nieszczelności przyłączy nieszczelności izolacji pęknięcia w fundamentach MECHANIZMY WNIKANIA Rn DO BUDYNKU ciśnienie wiatr ciepło Krzysztof Kozak - IFJ PAN 17

18 UDZIAŁ ŹRÓDEŁ RADONU W BUDYNKACH sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation. UNSCEAR, New York, ZAKRESY STĘŻEŃ RADONU 222 Rn Bq/m na na zewnątrz w budynkach wkopalniach? w kopalniach bez bez wentylacji w kopalniach uranu w powietrzu glebowym? wody odstojnikowe Krzysztof Kozak - IFJ PAN 18

19 ZMIANY DOBOWE i SEZONOWE ( 222 Rn) 222 Rn [Bq/m 3 ] CZAS PROCESY: POCHODNE RADONU RADON POCHODNE RADONU INHALACJA AEROZOLI FORMOWANIE KLASTRA PRZYŁĄCZANIE ROZPAD NEURTALIZACJA CZĄSTKA AEROZOLU 0,4 nm FORMOWANIE KLASTRA 0,5 nm 5nm FRAKCJA WOLNA PRZYŁĄCZANIE 5 nm nm FRAKCJA ZWIĄZANA OSADZANIE W UKŁADZIE ODDECHOWYM rozpad promieniotwórczy radonu pochodne neutralizacja elektryczna tworzenie klastrów przyłączania do cząstek aerozolu inhalacja i osadzanie na powierzchniach przedmiotów Krzysztof Kozak - IFJ PAN 19

20 EFEKTY ZDROWOTNE INHALACJI 222 Rn uszkodzenia DNA powstawanie wolnych rodników INHALACJA AEROZOLI DAWKA INHALACYJNA ZALEŻY OD: stężenia radonu i pochodnych w powietrzu szybkości oddychania fizycznych właściwości radionuklidów obszaru płuc, gdzie cząsteczki są zdeponowane szybkości usuwania cząsteczek (ich średnicy, gęstości) Pochodne radonu OSADZANIE W UKŁADZIE ODDECHOWYM nie deponują się jednolicie w układzie oddechowym głębokość wniknięcia cząstki zależy od jej rozmiarów NOWA DYREKTYWA RADY UE NARAŻENIE NA PROMIENIOWANIE NATURALNE JEST TRAKTOWANE, TAK SAMO JAK NARAŻENIE OD SZTUCZNYCH ŹRÓDEŁ PROMIENIOWANIA jako sytuacja narażenia planowanego = Krzysztof Kozak - IFJ PAN 20

21 RADON W DOMACH NOWA DYREKTYWA RADY UE W celu zarządzania długoterminowymi zagrożeniami wynikającymi z narażenia na działanie radonu w mieszkaniach, budynkach użyteczności publicznej i w miejscach pracy tworzy się Krajowy Plan Działania w zakresie radonu (Art. 103) Krzysztof Kozak IFJ PAN Krzysztof Kozak - IFJ PAN 21

22 EFEKT PRAC KOMISJI - GRUPA II i V Projekt ustawy Prawo atomowe (część dot. radonu) wdrożenie Dyrektywy 2013/59/2013 NOWA DYREKTYWA RADY UE Krzysztof Kozak IFJ PAN Krzysztof Kozak - IFJ PAN 22

23 DAWKI OD RADONU! POZIOM ODNIESIENIA RADONU poziom referencyjny poziom odniesienia < 300 Bq/m 3 dla średniego rocznego stężenia promieniotwórczości radonu w powietrzu Krzysztof Kozak - IFJ PAN 23

24 OBLIGATORYJNOŚĆ POMIARÓW? MESZKANIA brak możliwości wprowadzenia obowiązku pomiarów Krzysztof Kozak IFJ PAN MIEJSCA PRACY jest możliwość wprowadzenia obowiązku pomiarów (pracodawca) POZIOMY STĘŹEŃ RADONU BUDYNKI nowe BUDYNKI istniejące 600 Bq/m 3 NIEDOPUSZCZALNE!!! niedopuszczalne konieczność redukcji stężeń 300 Bq/m 3 POZIOM ODNIESIENIA poziom referencyjny OPTYMALIZACJA 100 Bq/m 3 POZIOM DOCELOWY Seminarium IFJ PAN; ; Krzysztof Kozak Krzysztof Kozak - IFJ PAN 24

25 DETEKTOR PASYWNY z folią typu: CR-39 DETEKTOR ŚLADOWY (SSNTD) CR-39 PADC/CR-39 Plastics "Columbia Resin #39 ; 1940r. Electro-Static Protection Rozmiar; mm Czułość: 2,4 sladów cm 2 kbq -1 h -1 m 3 Typowe tło: 0,3 śladów m -2 Limit > 12 MBq h/m 3 Alpha energy windows (standard etching conditions) 5,5 cm CR-39 : ~ 0 to 7.68 MeV LR-115 : ~ 1.2 to 4.8 MeV Energie cząstek alfa 222 Rn : 5.5 MeV 218 Po : 6.0 MeV 2,5 cm 214 Po : 7.7 MeV 210 Po : 5.3 MeV DETEKTOR PASYWNY z folią typu: CR-39 DETEKTOR ŚLADOWY (SSNTD) CR-39 PADC/CR-39 Plastics "Columbia Resin #39 ; 1940r. Electro-Static Protection Rozmiar; mm Czułość: 2,4 sladów cm 2 kbq -1 h -1 m 3 Typowe tło: 0,3 śladów m -2 Limit > 12 MBq h/m 3 5,5 cm 2,5 cm Krzysztof Kozak - IFJ PAN 25

26 DETEKTOR ŚLADOWY (SSNTD) Solid State Nuclear Tracks Detectors (SSNTD) The CR-39 homopolymer is formed by polymerization and cross-linking of the oxydi-2,1-ethanediyl di-2-propenyl ester of carbonic acid. "Columbia Resin # r. PROCES POMIARU RADONU DETEKTOR CR-39 KALIBRACJA EKSPOZYCJA 3 4 tygodnie WYTRAWIANIE detektory tła, detektory kalibracyjne, detektory pomiarowe ODCZYT współczynnik kalibracji OBLICZENIA RadoMeter 2000 WYNIK [Bq/m 3 ] Krzysztof Kozak IFJ PAN Krzysztof Kozak - IFJ PAN 26

27 KALIBRACYJNA KOMORA RADONOWA IFJ-500 steel sheet : 3.0 mm thick length: 2.2 m; diameter: 0,6 m CONTROL BOARD volume: dm 3 TIMER DIGITAL FLOW METER MASTERFLEX PUMP Manually controlled (flow rates: up to 3 dm 3 / min) control pump time on time off 7 days in week ILOŚĆ ŚLADÓW 13 śladów (712 śladów/cm 2 ) STĘŻENIE RADONU ekspozycja: 90 dni = h CR Bq/m 3 64 śladów (3 507 śladów /cm 2 ) 294 śladów ( śladów /cm 2 ) 738 Bq/m Bq/m 3 współczynnik kalibracyjny: k [śladów m 3 Bq -1 h -1 cm -2 ] Krzysztof Kozak - IFJ PAN 27

28 POMIARY STĘŻĘŃ RADONU pomiar stężenia radonu: Rn-222 i toronu: Rn Bq/m 3, t, %, p AlphaGUARD PQ 2000PRO AlphaGUARD DF 2000 POMIARY RADONU i POCHODNYCH L S C EKSHALACJA RADONU RADON W WODZIE EQF3220 (SARAD) RADON W GLEBIE RADON + POCHODNE WOLNE i ZWIAZANE Model WLx (Pylon Electronics INC) RM-2 SYSTEM Krzysztof Kozak - IFJ PAN 28

29 POMIARY STĘŻEŃ CHWILOWYCH I ŚREDNICH zmiany stężenia radonu stężenie średnie METODY ZABEZPIECZANIA BUDYNKU 200 Bq/m 3 50 Bq/m Bq/m 3 Bq/m Bq/m Bq/m 3 Radon Bq/m 3 Krzysztof Kozak - IFJ PAN 29

30 ANTY-RADONOWY DOM ;) BUDYNKI ISTNIEJĄCE vs. PROJEKTOWANE informacja!!! określenie skali zagrożenia (pomiary, mapy geologiczne? ) metody obniżania stężeń Rn informacja!!! informacja dla biur projektowych informacja dla firm budowlanych materiały budowlane kultura wykonania prac pomiary w nowym budynku metody obniżania stężeń Rn Krzysztof Kozak IFJ PAN Krzysztof Kozak - IFJ PAN 30

31 EKSPERTYZY RADIOMETRYCZNE Radon Index ekspertyza radiometryczna terenu pod zabudowę POMIARY TERENOWE pomiar stężenia Rn-222 w gruncie pomiar przepuszczalności gruntu Krzysztof Kozak - IFJ PAN 31

32 INDEKS RYZYKA RADONOWEGO stężenie radonu w powietrzu gruntowym (C Rn-S ) przepuszczalność gleby (k) POTENCJAŁ RADONOWY TERENU RP (Radon Potencial) RP = f (C Rn-S, k) INDEKS RYZYKA RADONOWEGO RI (Radon Index) INDEKS RYZYKA RADONOWEGO niska 14 RI RI Ł RI NISKI INDEKS RYZYKA RADONOWEGO TERENU RP<10 PRZEPUSZCZALNOŚĆ RI ŚREDNI INDEKS RYZYKA RADONOWEGO TERENU 10<RP<35 2 WYSOKI INDEKS RYZYKA RADONOWEGO TERENU RP>35 RI Ł 11 wysoka RI STĘŻENIE RADONU Rn-222 (kbq.m -3 ) Seminarium IFJ PAN; ; Krzysztof Kozak Krzysztof Kozak - IFJ PAN 32

33 STĘŻĘNIE RADU (Ra-226) w POLSCE Ra-226 Rn-222 RADON TERENY BUDOWLANE Rn 20 m Rn RI glina RI uskok Rn jeśli istnieje wybór między dwoma podobnymi działkami budowlanymi NALEŻY wybrać działkę z niskim indeksem ryzyka radonowego! MAPY RADONOWE WYRZUCONE PIENIĄDZE! RADON = PROBLEM LOKALNY! Seminarium IFJ PAN; ; Krzysztof Kozak Krzysztof Kozak - IFJ PAN 33

34 DROGI WNIKANIA RADONU POMIARY BARIER RADONOWYCH RECEIVER BOX SOURCE BOX Krzysztof Kozak - IFJ PAN 34

35 METODY ZABEZPIECZANIA BUDYNKU WENTYLACJA PIWNICY METODY ZABEZPIECZANIA BUDYNKU SYSTEM WENTYLACJI PODPODŁOGOWEJ Krzysztof Kozak - IFJ PAN 35

36 ROZWIĄZANIA RZECZYWISTE PRZEPŁYW RADONU Z PARTERU/PIWNICY NA WYŻSZE KONDYGNACJE BUDYNKU METODA ZABEZPIECZEŃ Krzysztof Kozak - IFJ PAN 36

37 NISKA BANJA (SERBIA) Ra-226 w gruncie Bq/kg Bq/kg Rn-222 w pow. gruntowym Bq/m Bq/m 3 MAX: > Bq/m 3 Krzysztof Kozak - IFJ PAN 37

38 MAPA RADIOLOGICZNA SŁOWENII Projekt LAGUNA poszukiwanie braku żródeł m pod ziemią - Sieroszowice Krzysztof Kozak - IFJ PAN 38

39 TATRY Dolina Białego Stare sztolnie uranowe TATRY Dolina Białego Sztolnia Uranowa SU-2 Radon:» Bq/m 3 > 6 msv/h 0,15 msv/h Rn-222: Bq/m Bq/m 3 Krzysztof Kozak - IFJ PAN 39

40 Wolimierz i okolice Bq/m 3 piwnica Bq/m 3 salon 500 Bq/dm 3 -w wodzie Pomiary wzbudzają zainteresowanie... ExhBox Krzysztof Kozak - IFJ PAN 40

41 ... odpoczynek, spotkania i zaduma (źródło: Ministerstwo Środowiska Krzysztof Kozak - IFJ PAN 41

42 WPŁYW RADONU NA ZDROWIE Badania epidemiologiczne przeprowadzane na całym świecie potwierdziły wpływ obecności radonu w domach na wzrost ryzyka zachorowalności na nowotwory płuc. Przyjmuje się, że od 3% do 14% nowotworów płuc występujących na świecie jest wywołanych radonem. Radon został uznany drugim, po paleniu tytoniu, czynnikiem kancerogennym dla nowotworów płuc. Wpływ radonu na powstawanie nowotworów płuc jest większy dla osób palących (obecnie i w przeszłości), niż dla osób niepalących wcale. Przyjmuje się, że dla osób niepalących, radon jest pierwszym czynnikiem kancerogennym. Raport World Health Organization Handbook On Indoor Radon, 2009 Krzysztof Kozak - IFJ PAN 42

43 Krzysztof Kozak - IFJ PAN 43

44 HISTORIA RADONU 1597 Agricola zauważył u górników z Erz Mountain (pomiędzy Saksonią ibohemią) częste występowanie jakiejś poważnej choroby płuc; 1879 Hartung ihesse (niemieccy fizycy) wskazali, że śmierć większości górników z kopalni wschneeberg była spowodowana rakiem płuc; U górników pracujących w Schneeberg przez więcej niż 10 lat obserwowano objawy choroby górników z Erz Mountain, nazwaną Bergkrankheit (chorobą górską) Becquerel odkrył radioaktywności uranu; 1898 małżeństwo Curie oraz Schmidt odkryli radioaktywność toru oraz nowe pierwiastki rad i polon; 1898 Rutherford odkrył cząstki alfa i beta; 1899 małżeństwo Curie wymyśliło słowo radioaktywność do opisu spontanicznej emisji promieni penetrujących i jonizujących; 1899 Rutherford odkrył toron i nazwał go emanacją; 1900 Dorn odkrył emanację w szeregu promieniotwórczym 238 U, która obecnie znana jest jako radon; Krzysztof Kozak - IFJ PAN 44

45 HISTORIA RADONU 1901 Rutherford ibrooks dowiedli, że radon jest gazem radioaktywnym; 1902 Thomson odkrył radon w wodzie kranowej; 1903 Rutherford i Soddy opracowali równanie opisujące rozpad radioaktywny; 1913 Arnstein podczas autopsji górnika zidentyfikował komórki rakowe; 1914 pierwsze medyczne zastosowanie radonu; 1921 Uhlig zasugerowała, że emanacja radu może być przyczyną raka płuc; 1925 pierwsze użycie nazwy radon w literaturze; lata 40-te wykazano związek radonu z rakiem płuc; 1941 komitet doradczy Narodowego Biura Standardów określił wartość dopuszczalną radonu na 10 pci/l (370 Bq/m 3 ) 1955 pierwsza sugestia odnośnie stosowania miary WL (working level); 1957 skonstruowanie komory Lucasa do wykrywania radonu; 1957 ponowne odkrycie radonu w wodzie kranowej (wmaine); 1984 odkrycie wysokich poziomów radonu w domach w Reading Prong (New Jersey). [1] Wyniki uzyskane w Laboratorium Ekspertyz Radiometrycznych IFJ PAN Kraków od 1993 roku Pomiary współczynników f 1 i f 2 dla: popiołów, żużli, cegieł, pustaków, płytek ceramicznych, cementu, surowca ilastego. ZAWARTOŚĆ IZOTOPÓW PROMIENIOTWÓRCZYCH W WYROBACH BUDOWLANYCH cegła ceramiczna żużlobeton beton komórkowy (popioły lotne) płytki ceramiczne (importowane) beton lekki z kruszywem keramzytowym beton komórkowy - na bazie piasku beton zwykły cegła sylikatowa gips i wapno Krzysztof Kozak - IFJ PAN 45

46 RADON 222 Rn NATURALNY IZOTOP PROMIENIOTWÓRCZY pierwiastek grupy 18 GAZ SZLACHETNY bezbarwny gaz, bez zapachu i smaku! najcięższy (9,73 g/dm 3 ) pierwiastek gazowy rozpuszcza się w wodzie 86 protonów neutronów = 222 nukleonów 222 Rn radon ( 238 U) T 1/2 = 3,823 dnia odkryty przez Dorna w 1900 r. POTENCJAŁ RADONOWY (RADON PRONE AREAS) pomiar stężenia radonu w powietrzu glebowym WYSOKA PRZEPUSZCZALNOŚĆ RADON NISKA + pomiar przepuszczalności gleby! 6 arów Krzysztof Kozak - IFJ PAN 46

47 EFEKTY ZASTOWANIA METOD REDUKCJI Typowy poziom redukcji [Bq/m 3 ] METODA 200 Bq/m 3 OD STĘŻENIA Bq/m 3 mała pompa pod betonowym fundamentem do 50 Bq/m 3 do 100 Bq/m 3 nawiew ze strychu do domu do 80 Bq/m 3 do 400 Bq/m 3 zwiększenie wentylacji pod drewnianą podłogą do 80 Bq/m 3 do 400 Bq/m 3 INDEKS RYZYKA RADONOWEGO INDEKS RYZYKA RADONOWEGO RI NISKI RI ŚREDNI RI Ł WYSOKI RI C Rn_s stężenie 222 Rn w powietrzu glebowym [kbq/m 3 ] niska C Rn_s < < C Rn_s < 100 C Rn_s > 100 PRZEPUSZCZALNOŚĆ średnia C Rn_s < < C Rn_s < 70 C Rn_s > 70 wysoka C Rn_s < < C Rn_s < 30 C Rn_s > 30 [wg. The NewMethod for Assessning the Radon Risk of Building Sites, M.Neznal i in., Czech Geological Survey Special Papers, 16, 2004]. Krzysztof Kozak - IFJ PAN 47

48 CIEKAWE POMIARY Rynek Podziemny Muzeum Miasta Krakowa (stężenia radonu, moc dawki) stare sztolnie uranowe Dolina Białego Tatry (stężenia Rn-222, moc dawki) Bq/m 3 ; nsv/h składowiska złomu (osady Ra-226 z rur odwadniających kopalnie!!!!) spalarnie odpadów przemysłowych (wody poflotacyjne Ra-226, Th-228) kopalnia uranu Hiszpania radon prone area - Serbia, > Bq/m 3 w grucie kopalnia Sieroszowice; m (tło gamma, radon) szkoły i przedszkola piasek monacytowy ze wschodu dom w Sudetach: Bq/m 3 ; piwnica > Bq/m 3 bibułki papierosowe i samochody z Japonii po 2011 r. WPŁYW RADONU NA ZDROWIE Nie określono żadnego progowego stężenia radonu, poniżej którego nie występowałoby ryzyko zachorowania na nowotwór płuc. Nawet bardzo małe stężenia tego gazu przyczyniają się do wzrostu ryzyka zachorowalności. Uważa się, że początkowa indukcja nowotworu może zajść nawet w wyniku uszkodzenia pojedynczej komórki. Stąd nawet pojedyncza cząstka alfa pochodząca z jednego atomu radonu może wywołać niepożądaną mutację. Większość nowotworów płuc wywołanych obecnością radonu, jest spowodowana ekspozycją na niskie i średnie stężenia radonu, a rzadko na jego wysokie wartości. Raport World Health Organization Handbook On Indoor Radon, 2009 Krzysztof Kozak - IFJ PAN 48