E K S H A L A C J A R A D O N U Z GIPSOBETONÓW LEKKICH DROBNOKRUSZYWOWYCH

Podobne dokumenty
Zagrożenia naturalnymi źródłami promieniowania jonizującego w przemyśle wydobywczym. Praca zbiorowa pod redakcją Jana Skowronka

WIELKOŚCI EKSHALACJI RADONU Z MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH *) 1. Wprowadzenie

WPŁYW CZASU DOJRZEWANIA KOMPOZYTÓW śuślowych O MATRYCY CEMENTOWEJ NA EKSHALACJĘ RADONU

*)

P R O M I E N I O T W Ó R C Z OŚĆ NATURALNA WYBRANYCH MATERIAŁÓW BUDOWLANYCH

OZNACZANIE STĘŻENIA RADONU W POWIETRZU - PORÓWNANIE DETEKTORÓW PICO-RAD" I ELEKTRETOWYCH KOMÓR JONIZACYJNYCH

Rok akademicki: 2030/2031 Kod: STC OS-s Punkty ECTS: 2. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

THE NATURAL RADIOACTIVITY OF CHOSEN MINING- WASTE MA- TERIAL

Zadanie 3. (2 pkt) Uzupełnij zapis, podając liczbę masową i atomową produktu przemiany oraz jego symbol chemiczny. Th... + α

Laboratorium Fizyki i Techniki Jądrowej

PROMIENIOWANIE NATURALNE W ŚRODOWISKU MIESZKALNYM CZŁOWIEKA

przyziemnych warstwach atmosfery.

SPEKTROMETRIA CIEKŁOSCYNTYLACYJNA

OCHRONA RADIOLOGICZNA PACJENTA. Promieniotwórczość

Co nowego w dozymetrii? Dozymetria radonu

Wyższy Urząd Górniczy. Zagrożenie radiacyjne w podziemnych wyrobiskach górniczych

Spis treści. Trwałość jądra atomowego. Okres połowicznego rozpadu

Nazwisko i imię: Zespół: Data: Ćwiczenie nr 96: Dozymetria promieniowania gamma

P O L I T E C H N I K A W R O C Ł A W S K A

WYZNACZANIE PROMIENIOWANIA RADONU Instrukcja dla uczniów szkół ponadpodstawowych

pobrano z serwisu Fizyka Dla Każdego - - zadania z fizyki, wzory fizyczne, fizyka matura

Badanie absorpcji promieniowania γ

A - liczba nukleonów w jądrze (protonów i neutronów razem) Z liczba protonów A-Z liczba neutronów

Promieniowanie w naszych domach. I. Skwira-Chalot

Pierwiastki promieniotwórcze w materiałach budowlanych

RAPORT Z POMIARÓW PORÓWNAWCZYCH STĘŻENIA RADONU Rn-222 W PRÓBKACH GAZOWYCH METODĄ DETEKTORÓW PASYWNYCH

Identyfikacja źródeł emisji pyłu przy pomocy radioaktywnego izotopu ołowiu 210 Pb

Autorzy: Zbigniew Kąkol, Piotr Morawski

Barbara PIOTROWSKA, Krzysztof ISAJENKO, Marian FUJAK, Joanna SZYMCZYK, Maria KRAJEWSKA

Pomiar stężenia radonu i jego pochodnych w powietrzu atmosferycznym

Radon w powietrzu. Marcin Polkowski 10 marca Wstęp teoretyczny 1. 2 Przyrządy pomiarowe 2. 3 Prędkość pompowania 2

Ćwiczenie 3++ Spektrometria promieniowania gamma z licznikiem półprzewodnikowym Ge(Li) kalibracja energetyczna i wydajnościowa

SYMULACJA GAMMA KAMERY MATERIAŁ DLA STUDENTÓW. Szacowanie pochłoniętej energii promieniowania jonizującego

Promieniowanie jonizujące

Prawo rozpadu promieniotwórczego. Metoda datowania izotopowego.

RAPORT Z POMIARÓW PORÓWNAWCZYCH STĘŻENIA RADONU Rn-222 W WODZIE

Promieniowanie w środowisku człowieka

PRACOWNIA JĄDROWA ĆWICZENIE 4. Badanie rozkładu gęstości strumienia kwantów γ oraz mocy dawki w funkcji odległości od źródła punktowego

OCHRONA RADIOLOGICZNA 2. Osłony. Jakub Ośko

Promieniotwórczość naturalna. Jądro atomu i jego budowa.

Promieniowanie jonizujące

NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA ANALITYKA W KONTROLI JAKOŚCI PODSTAWOWE INFORMACJE O REAKCJACH JĄDROWYCH - NEUTRONOWA ANALIZA AKTYWACYJNA

Wyznaczanie bezwzględnej aktywności źródła 60 Co. Tomasz Winiarski

Promieniowanie jonizujące Wyznaczanie liniowego i masowego współczynnika pochłaniania promieniowania dla różnych materiałów.

Odkrycie jądra atomowego - doświadczenie Rutherforda 1909 r.

Narodowe Centrum Badań Jądrowych Dział Edukacji i Szkoleń ul. Andrzeja Sołtana 7, Otwock-Świerk. Imię i nazwisko:... Imię i nazwisko:...

CEMENTY POWSZECHNEGO UŻY TKU Z DODATKAMI

WYZNACZANIE ZAWARTOŚCI POTASU

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ CHEMICZNY OZNACZANIE AKTYWNOŚCI, OKRESU PÓŁTRWANIA I MAKSYMALNEJ ENERGII PROMIENIOWANIA

I ,11-1, 1, C, , 1, C

Zgodnie z rozporządzeniem wczesne wykrywanie skażeń promieniotwórczych należy do stacji wczesnego ostrzegania, a pomiary są prowadzone w placówkach.

SCENARIUSZ LEKCJI. TEMAT LEKCJI: Budowa atomu. Układ okresowy pierwiastków chemicznych. Promieniotwórczość naturalna i promieniotwórczość sztuczna

Promieniowanie jonizujące

1. JĄDROWA BUDOWA ATOMU. A1 - POZIOM PODSTAWOWY.

Analiza aktywacyjna składu chemicznego na przykładzie zawartości Mn w stali.

3. Zależność energii kwantów γ od kąta rozproszenia w zjawisku Comptona

Energetyka konwencjonalna odnawialna i jądrowa

LABORATORIUM PROMIENIOWANIE W MEDYCYNIE

WPROWADZENIE WPROWADZENIE WYPOSAŻENIE, FUNKCJE

- ĆWICZENIA - Radioaktywność w środowisku naturalnym K. Sobianowska, A. Sobianowska-Turek,

OZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA POCHŁANIANIA PROMIENIOWANIA GAMMA PRZY UŻYCIU LICZNIKA SCYNTYLACYJNEGO

Pracownia Jądrowa. dr Urszula Majewska. Spektrometria scyntylacyjna promieniowania γ.

W2. Struktura jądra atomowego

PODSTAWY DOZYMETRII. Fot. M.Budzanowski. Fot. M.Budzanowski

Promieniotwórczość NATURALNA

C5: BADANIE POCHŁANIANIA PROMIENIOWANIA α i β W POWIETRZU oraz w ABSORBERACH

Substancje radioaktywne w środowisku lądowym

SCENARIUSZ LEKCJI FIZYKI Z WYKORZYSTANIEM FILMU OSWOIĆ PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ.

Ćwiczenie nr 96: Dozymetria promieniowania γ

2. KRUSZYWA BUDOWLANE

Ćwiczenie 3 : Spektrometr promieniowania gamma z licznikiem półprzewodnikowym Ge(Li)

Ćwiczenie LP1. Jacek Grela, Łukasz Marciniak 22 listopada 2009

r. akad. 2012/2013 Wykład IX-X Podstawy Procesów i Konstrukcji Inżynierskich Fizyka jądrowa Zakład Biofizyki 1

CPM. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z podstawami metody pomiaru stęŝenia izotopu radu-226 w próbkach wody.

Ćwiczenie nr 4. Wyznaczanie energii cząstek alfa metodą emulsji jądrowych.

Seminarium. -rozpad α -oddziaływanie promienowania z materią -liczniki scyntylacyjne. Konrad Tudyka

Materiały pomocnicze do laboratorium z przedmiotu Metody i Narzędzia Symulacji Komputerowej

1. Wstęp. Z prasy. Encyklopedia medyczna. Autor: Hayk Hovhannisyan. Tytuł: Badanie transportu radonu w ośrodku porowatym na stanowisku laboratoryjnym

Dozymetria promieniowania jonizującego

Temat 1 Badanie fluorescencji rentgenowskiej fragmentu meteorytu pułtuskiego opiekun: dr Chiara Mazzocchi,

Licznik scyntylacyjny

Ć W I C Z E N I E N R J-1

Ćwiczenie LP2. Jacek Grela, Łukasz Marciniak 25 października 2009

Licznik Geigera - Mülera

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

tel./ kom./fax: / / ; radon@ifj.edu.pl; radon.ifj.edu.pl RAPORT KOŃCOWY

CEL 4. Natalia Golnik

Recenzja. dorobku naukowego i rozprawy habilitacyjnej. dr. inż. Agnieszki Dołhańczuk - Śródka

autor: Włodzimierz Wolczyński rozwiązywał (a)... ARKUSIK 40 FIZYKA JĄDROWA

Poziom nieco zaawansowany Wykład 2

Fizyka współczesna. Jądro atomowe podstawy Odkrycie jądra atomowego: 1911, Rutherford Rozpraszanie cząstek alfa na cienkich warstwach metalu

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Wyznaczanie czasu połowicznego zaniku izotopu promieniotwórczego

Opracowała: mgr Agata Wiśniewska PRZYKŁADOWE SPRAWDZIANY WIADOMOŚCI l UMIEJĘTNOŚCI Współczesny model budowy atomu (wersja A)

Ćwiczenie nr 5. Pomiar górnej granicy widma energetycznego Promieniowania beta metodą absorpcji.

Zadanie 2. Środowiskowe zagrożenia zdrowia dzieci

Wyznaczanie promieniowania radonu

I N F O R M A C J A O S T A N I E O C H R O N Y R A D I O L O G I C Z N E J K R A J O W E G O W R O K U

ĆWICZENIE 3. BADANIE POCHŁANIANIA PROMIENIOWANIA α i β w ABSORBERACH

Transkrypt:

Prace Naukowe Instytutu Budownictwa Nr 75 Politechniki Wrocławskiej Nr 75 Konferencje Nr 26 1999 Kruszywa lekkie, gipsobetony, promieniotwórczość naturalna, radon. Jan Antoni RUBIN * Tadeusz ZAKRZEWSKI ** E K S H A L A C J A R A D O N U Z GIPSOBETONÓW LEKKICH DROBNOKRUSZYWOWYCH W niniejszym referacie zostały zaprezento wane wyniki oznaczeń promieniotwórczości naturalnej oraz wielkości ekshalacji radonu z wybranych gipsobetonów lekkich drobnokruszywo wych. Badania obejmowały gipsobetony kształtowane na bazie gipsu naturalnego, a także sztucznych kruszyw mineralnych. 1. WPROWADZENIE [1] Promieniotwórczość naturalna ( radiacja), to przede wszystkim promieniowanie jonizujące, które oddziaływuje z materią, a w tym i z ciałem ludzkim indukując szkodliwe efekty w postaci bądź to promieniowania wtórnego, bądź zmian biologicznych. Źródłem radiacji są radionuklidy. Największy wpływ na natężenie promieniowania pochodzącego od naturalnych radionuklidów mają w budownictwie następujące szeregi promieniotwórcze: potasowy (reprezentowany przez potas K-40); uranowy (reprezentowany przez rad Ra-226; pierwiastek ten stanowi źródło emanacji do powietrza gazu radioaktywnego radonu Rn-222); torowy (reprezentowany przez tor Th-232). Ponadto wybuchy jądrowe i awarie energetyki jądrowej wprowadzają do środowiska cez (Cs-134 i Cs-137). Radionuklidy te, mogą występować w dość sporych ilościach w materiałach i surowcach budowlanych pochodzenia organicznego. Przemianom jądrowym towarzyszą 3-y rodzaje promieniowania: cząstki α jądra helu o energii rzędu 4 9MeV; jest to promieniowanie o małej przenikliwości i niewielkim zasięgu; promieniowanie β strumień elektronów; cząstki te mają niewielką energię, rzędu 1 3 MeV oraz stosunkowo małą przenikliwość; promieniowanie γ o charakterze fali elektromagnetycznej; jest to promieniowanie o dużym zasięgu i bardzo dużej przenikliwości. Najpoważniejsze zagrożenie dla zdrowia stanowi promieniowanie γ ze względu na duży zasięg i przenikliwość oraz promieniowanie α ze względu na dużą energię. * mgr inż. Katedra Procesów Budowlanych, Politechnika Śląska w Gliwicach. ** dr hab. Prof. Pol. Śl. Katedra Procesów Budowlanych, Politechnika Śląska w Gliwicach.

156 2. ZAKRES PRACY Celem niniejszego tematu badawczego było określenie wielkości ekshalacji radonu z gipsobetonów drobnokruszywowych, jak również wyznaczenie ich promieniotwórczości naturalnej. Zakres pracy obejmował: Kształtowanie mediów próbnych na bazie kruszywa żużlowo łupkowego oraz budowlanego gipsu naturalnego. Jako opóźniacz wiązania zastosowano wapno hydratyzowane w ilości 5 % masy gipsu. Wartości gęstości nasypowych, a także wartości współczynników kwalifikacyjnych f 1max i f 2max surowców wyjściowych zaprezentowano w tablicy 1. Ekspozycję detektorów Pico Rad w komorze pomiarowej zestawu HP Alpha (zbiornik metalowy, uszczelniony i szczelnie zamykany, o pojemności 25 dm 3 ). Ekspozycji dokonano w Pracowni Dozymetrii Budowlanej Katedry Procesów Budowlanych Politechniki Śląskiej w Gliwicach, (rys.1). W komorze pomiarowej eksponowano każdorazowo jedną próbkę gipsobetonową w obecności trzech detektorów j.w. Pojedyncze ekspozycje były wykonywane w czasie 48 godzin. Dostarczenie w/w detektorów do Samodzielnej Pracowni Badań Promieniowania Jonizującego Instytutu Techniki Budowlanej w Warszawie po ich naeksponowaniu, gdzie zostały wykonanie pomiary za pomocą licznika scyntylacyjnego z ciekłym scyntylatorem (LSC) w systemie analizatora TRI CARB 1900 TR zgodnie z [2] tablica 3. Pomiary promieniotwórczości naturalnej omawianych mediów próbnych spektrometrem półprzewodnikowym HPGe w Zakładzie Geofizyki Jądrowej Akademii Górniczo Hutniczej w Krakowie oraz w Zakładzie Zastosowań Radioizotopów Politechniki Śląskiej w Gliwicach; zgodnie z [3]. Dostarczenie próbek do badań porowatości na porozymetrze rtęciowym Carlo Erba 2000; badania te zostały przeprowadzone w Katedrze Energetyki Procesowej Politechniki Śląskiej w Katowicach tablica 3. Tablica 1 [4]. Lp. Surowiec wyjściowy: f 1max [ ] f 2max [Bq/kg] ρ n [kg/dm 3 ] 1. kruszywo żużlowo łupkowe 1,600 343,000 0,875 2. gips budowlany 0,039 5,340 0,970 3. wapno hydratyzowane 0,063 31,100 0,450 3. WYNIKI BADAŃ LABORATORYJNYCH Z surowców omówionych w punkcie 2 wykonano cztery walce z wnęką, dostosowane do kształtu i wymiarów naczynia pomiarowego stosowanego w pomiarach promieniotwórczości naturalnej materiałów budowlanych naczynie typu Marinelli (DOP-80). Proporcje składników (obj.) gips : kruszywo 1 : 0 (seria 0 ); 1 : 1 (seria 1 ); 1 : 2 (seria 2 ); 1 : 3 (seria 3 ). Oprócz pomiarów radonowych dla gipsobetonów, wykonano także pomiary tła radonowego eksponując detektory Pico Rad w pustej komorze pomiarowej.

157 Rys.1. Zestaw pomiarowy do badań radonowych HP Alpha. W tablicy 2 zaprezentowano wartości gęstości objętościowych, stężeń radionuklidów naturalnych oraz współczynników kwalifikacyjnych omawianych gipsobetonów [5]. Tablica 2. Seria Gęstość ρ o Stężenie radionuklidów, [Bq/kg]: Współczynniki kwalifikacyjne: [kg/dm 3 ] K-40 Ra-226 Th-232 f 1max f 2max [Bq/kg] 0 1,269 60,42 11,12 3,41 0,063 11,31 ± 1,49 ± 0,19 ± 0,15 1 1,163 361,31 147,95 36,85 0,668 149,66 ± 13,40 ± 1,71 ± 1,07 2 1,148 382,03 159,03 53,83 0,769 159,68 ± 4,19 ± 0,65 ± 0,45 3 1,132 472,45 ± 4,60 204,93 ± 0,76 67,61 ± 0,52 0,978 205,69 W tablicy 3 zebrano wyniki badań porozymetrycznych, a także wyniki pomiarów radonowych dla gipsobetonów j.w. [5]. Tablica 3. Seria Objętość całkowita porów [mm 3 /g] Powierzchnia właściwa porów [m 2 /g] Średni promień Porów o [ A ] Porowatość całkowita [%] Stężenie radonu Rn-222 [Bq/m 3 ] Tło 13,80 0 81,03 0,17 40 9,72 11,98 ± 1,71 1 83,08 0,08 19.809 9,55 77,64 ± 7,38 2 63,20 0,06 19.810 7,20 165,94 ± 13,61 3 61,06 0,04 19.482 7,38 173,90 ± 12,52

158 4. ANALIZA WYNIKÓW BADAŃ Spośród parametrów charakteryzujących porowatość gipsobetonów (tablica 3) wartość liczbowa powierzchni właściwej porów wykazuje największą korelację do zawartości składników, a co za tym idzie do stężenia radu Ra-226 oraz emisji radonu Rn-222 z poszczególnych próbek. Relację między powierzchnią właściwą porów, a stężeniem radu oraz radonu zilustrowano na rys.2 i 3. 0,18 Pow. właściwa porów, [m2/g]. 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 y = -0,0007x + 0,1771 R 2 = 0,9896 0 50 100 150 200 250 Stężenie radu Ra-226, [Bq/kg]. Rys.2. Zależność pomiędzy powierzchnią właściwą porów, a stężeniem radu. W pierwszym przypadku uzyskano zależność liniową o wartości współczynnika korelacji równej 0,995, zaś w drugim przypadku jest to zależność potęgowa o wartości współczynnika korelacji równej odpowiednio 0,961. Wartości tych współczynników są więc bardzo wysokie. Analizując uzyskane wyniki oraz bazując na informacjach zaczerpniętych z literatury przedmiotu, można dostrzec także łączną współzależność pomiędzy gęstością objętościową, stężeniem radu, jak również strukturą wewnętrzną badanych mediów próbnych w kontekście wydzielania się z nich radonu. W tym ostatnim przypadku wynika to z porowatej struktury materiału oraz z zawartej w nim odpowiedniej ilości i o określonym wymiarze porów efektywnych, odpowiedzialnych za transport radonu; co w funkcji czasu wiąże się także ze stałą rozpadu tego promieniotwórczego gazu.

159 Pow. właściwa porów, [m2/g]. 0,2 0,18 0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 0,04 0,02 0 y = 0,5619x -0,4691 R 2 = 0,9241 0 50 100 150 200 Stężenie radonu Rn-222, [Bq/m3]. Rys.3. Zależność pomiędzy powierzchnią właściwą porów, a stężeniem radonu. 5. PODSUMOWANIE Na podstawie przeprowadzonych badań oraz analizy ich wyników została potwierdzona pozytywna ocena zastosowania metody i systemu Pico Rad do badania emisji radonu Rn-222 z próbek materiałów budowlanych zawierających rad Ra-226. Dotyczy to przede wszystkim materiałów i surowców pochodzenia mineralnego. Uzyskane dotychczas wyniki w przypadku gipsobetonów lekkich drobnokruszywowych kształtowanych na bazie kruszywa o podwyższonej zawartości pierwiastków promieniotwórczych, dają cenne wskazówki co do przygotowywania mediów próbnych do badań w komorze emanacyjnej. Bardzo istotne są tutaj dokładne informacje na temat składu surowcowego i struktury wewnętrznej, a także pewność wyników pomiarów stężenia radu tak w składnikach, jak i w gotowym gipsobetonie. W tym przypadku ciągle otwarta pozostaje kwestia interpretacji wyników pomiarów emisji radonu w powiązaniu z innymi cechami przebadanych gipsobetonów. Mimo, iż rysuje się pewna zależność (rys.2 i 3), to niepewność interpretacyjna wynika przede wszystkim z małej populacji omawianej serii pomiarowej. Mając na uwadze minimalizację błędów pomiarów stężenia radonu za pomocą detektorów z węgla aktywnego i systemu Pico Rad, w badaniach ekshalacji radonu z betonów lekkich kruszywowych powinny być wykorzystane składniki tych betonów o możliwie dużym technologicznie uzasadnionym stężeniu radu.

160 LITERATURA 1] L. Czarnecki, T. Broniewski, O. Henning: Chemia w budownictwie. Arkady. Warszawa, 1994r. 2] Instrukcja ITB Nr 352/98: Metody i warunki wykonywania pomiaru stężenia radonu w powietrzu w pomieszczeniach budynków przeznaczonych na stały pobyt ludzi. Warszawa, 1998r. 3] Instrukcja ITB Nr 234/95: Wytyczne badania promieniotwórczości naturalnej surowców i materiałów budowlanych. Warszawa, 1995r. 4] J. A. Rubin, M. Wawrzyńczyk: Radioaktywność naturalna wybranych gipsobetonów lekkich drobnokruszywowych. Katedra Procesów Budowlanych Politechniki Śląskiej. BW-427/RB-4/95. Gliwice, 1995r. 5] T. Zakrzewski, J. A. Rubin: Wpływ cieczy oraz emulsji gruntujących na wielkość ekshalacji radonu z gipsobetonów lekkich drobnokruszywowych. Katedra Procesów Budowlanych Politechniki Śląskiej. BK-219/RB-4/97. Gliwice, 1997r. RADON EMANATION FROM LIGHTWEIGHT FINE AGGREGATE GYPSUM CONCRETES In the paper the results of tests of material radioactivity and radon emanation intensity from selected lightweight fine aggregate gypsum concrete s are presented. The research work was focused on gypsum concrete s mode of natural gypsum, and man made mineral aggregates.