Substancje radioaktywne w środowisku lądowym

Transkrypt

1 KRAKÓW 2007 Substancje radioaktywne w środowisku lądowym Andrzej Komosa Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS Lublin

2 Radioizotopy w środowisku Radioizotopy pierwotne, istniejące od chwili powstania Ziemi, Radioizotopy będące produktami rozpadu izotopów pierwotnych tworzących szeregi promieniotwórcze, Radioizotopy kosmogeniczne, tworzące się pod wpływem promieniowania kosmicznego, Radioizotopy sztuczne (antropogeniczne) 2

3 Radioizotopy sztuczne Radioizotopy będące wynikiem atmosferycznych prób jądrowych: izotopy Pu (materiał rozszczepialny), 137 Cs, 90 Sr, 131 I (produkty rozszczepienia), 14 C, 55 Fe, 60 Co (produkty aktywacji) Radioizotopy emitowane przez elektrownie jądrowe i zakłady przeróbki paliwa jądrowego (głównie gazowe i łatwo lotne) Odpady medyczne (zwykle izotopy krótkożyciowe) 3

4 Ilości radioizotopów powstające przy wybuchu bomby o mocy 1 Mt Izotop 89 Sr 90 Sr 95 Zr 103 Ru 106 Ru 131 I 137 Cs 131 Ce 144 Ce 40 d 1 rok 8 d T ½ 53 d 28 lat 65 d 30 lat 1 rok 33 d PBq=10 15 Bq 740 3,

5 Skumulowana depozycja izotopów z opadu światowego (UNSCEAR 2000) 137 Cs, 90 Sr 55 Fe, 125 Sb 106 Ru 5

6 Radionuklidy z opadu światowego (UNSCEAR 2000) 6

7 Emisja radionuklidów z reaktorów jądrowych i zakładów przeróbczych (sumaryczne ilości) (UNSCEAR 2000) Kr T ½ =10,7 lat 3243 PBq Tryt T ½ =12,3 lat 297 PBq 14 C T ½ =5730 lat 2,8 PBq 131 I T ½ =8 dni PBq 129 I T ½ =1, lat 0,015 PBq 137 Cs 90 Sr 106 Ru T ½ =30 lat 948 PBq T ½ =28 lat 622 PBq T ½ =374 dni PBq 7

8 Radioizotopy o największym znaczeniu dla zdrowia człowieka 134 Cs, 137 Cs, Sr, (UNSCEAR 1982) 131 I (powietrze, mleko) Sr, 90 Sr (mleko, woda) 134 Cs, 137 Cs, 134 Cs, Cs, 137 Cs, Cs, 89 Sr, 90 Sr (żywność) 137 Cs (mięso) Cs, 90 Sr, 238 Pu, Pu, Sr, 134 Cs, 137 Cs, 131 I, Ce, Sr, 90 Sr, 95 Zr, 95 Nb, 144 Ce (rośliny) 241 Am (gleba) Nb, 103 Ru, 106 Ru, 8

9 Migracja izotopów w środowisku na przykładzie Pu 9

10 Próbki środowiskowe przedmiot badań Powierzchniowe próbki gleb Próbki profili glebowych (badania migracyjne) Próbki aerozoli i pyłów z powietrza Próbki osadów dennych Próbki roślin (mchy, porosty, grzyby, rośliny wyższe) Próbki materiału zwierzęcego (kości, miękkie części ciała) 10

11 Cele badań Poznanie aktualnego stanu środowiska pod względem zawartości sztucznych izotopów promieniotwórczych i szybkości ich migracji Opracowanie standardowych procedur analitycznych do oznaczeń wybranych radioizotopów 11

12 Metody analityczne stosowane do oznaczania transuranowców w próbkach środowiskowych (Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS) Mineralizacja termiczna Roztwarzanie/ekstrakcja kwaśna Współstrącanie Oddzielanie od nośnika i oczyszczanie - wymiana jonowa - ekstrakcja cieczowa Przygotowanie próbki do pomiaru promieniowania alfa - współstrącanie z NdF 3 - elektroosadzanie Pomiar alfa spektrometryczny 12

13 90 Sr Metody analityczne dla oznaczania 90 Sr (Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS) Mineralizacja termiczna Roztwarzanie/ekstrakcja kwaśna Wytrącanie szczawianów Oczyszczanie od innych beta promieniotwórczych nuklidów Separacja ekstrakcyjna Sr/Y Wytrącanie szczawianu itru Pomiar spektrometryczny promieniowania beta Y 13

14 Metody analityczne dla oznaczania małych aktywności 14 C (Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS) Zwęglanie próbki Synteza węgliku litu Hydroliza węgliku litu, otrzymywanie acetylenu Synteza benzenu Pomiar LSC 14

15 Przykładowe stężenia 90 Sr w próbkach gleby i warzyw (Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS) Osady denne jezior Gleby Ziemniaki Marchew Próbka Gleby doliny Bugu Osady denne Bugu Burak cukrowy Zakres [Bq/kg] ,5 0,2 0,6 0,5 3 15

16 Przykładowe stężenia 137 Cs w porostach, roślinach, zwierzętach (Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS) Porosty Próbka Kłoć wiechowata Torf Czapla siwa kości Czapla siwa skorupki jaj Błotniak łąkowy skorupki jaj Łabędź niemy skorupki jaj Zakres [Bq/kg] ,1 3,2 0,03-2 0,9-2 0,1-4 16

17 Przykładowe stężenia 137 Cs w glebach (Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS) Gleby doliny Wieprza Gleby brunatne Lubelszczyzny Gleby lessowe Gleby bielicowe Próbka Osady denne jezior Zakres [Bq/m 2 ] Bq/kg

18 Przykładowe stężenia Pu w glebach i osadach dennych (Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS) Próbka Gleby Lubelszczyzny (0-2cm) Osady denne jezior Osady denne rzek Lublina Gleby doliny Wieprza Osady denne Wieprza Gleby doliny Bugu Zakres [mbq[ mbq/kg]

19 Przykładowe stężenia 241 Pu w glebach (Zakład Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS) Próbka Gleby leśne Lubelszczyzny Gleby Pojezierza Łęczyńsko- Włodawskiego Gleba Bragin (Białoruś) Zakres 1 7 Bq/kg Bq/m Bq/kg 19

20 Możliwości aparaturowe Zakładu Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS 2 spektrometry gamma z detektorami HPGe (Silena/Canberra) 1 spektrometr scyntylacyjny gamma (Canberra( Canberra) 3 spektrometry alfa z detektorami PIPS (Canberra( Canberra) Spektrometr Quantulus (Wallac/Perkin-Elmer) 20

21 Skład grupy radioekologicznej Zakładu Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS 2 pracowników samodzielnych 2 pracowników naukowo-technicznych 21

22 Możliwości wykonywania oznaczeń w Zakładzie Radiochemii i Chemii Koloidów UMCS Izotopy gamma promieniotwórcze w tym 210Pb 210 Pb Izotopy alfa promieniotwórcze: 238 Pu, Pu, 214 Am Pu, 214 Am Izotopy beta promieniotwórcze: 14 C, 90 Sr/Y, 241 Pu 22

23 Propozycje działań w ramach sieci Opracowania standardowych procedur analitycznych i pomiarowych Przeprowadzenie kalibracji spektrometrów gamma przy pomocy nowego źródła standardowego Przeprowadzanie okresowych badań międzylaboratoryjnych Ustalenie sposobu wymiany informacji pomiędzy członkami sieci 23

24 Dziękuję za uwagę 24