Beltéri radioaktivitás és az
építőanyagok szerepének
vizsgálata a közép-
magyarországi régióban
Völgyesi Péter
V. évf. környezettudomány szakos hallgatóTémavezető:
Szabó Csaba, Ph.D.
Konzulens:
Nagy Hedvig Éva, doktoranda
Litoszféra Fluidum Kutató Labor
Kőzettani és Geokémiai Tanszék
Eötvös Loránd Tudományegyetem
Az előadás vázlata
Bevezetés
Vizsgált helyszínek
Mérési protokoll
Eredmények
Összefoglalás
Bevezetés
Veszélyforrások: VOC, azbeszt, építőanyagok
radioaktivitása (erőművi salakok és pernyék)
Radiometriai mérések fontossága,
salak- és pernyetartalmú
építőanyagok megfelelő vizsgálata,
minősítése
Beltéri szennyezések és ezek forrásai
Bevezetés
Lakossági felkérés:
10 ház (6 vidéki, 4 budapesti) radiometriai
felmérése
60-as évek után épültek
Helyszíni és laboratóriumi mérések
Salak- és pernyetartalmú építőanyagok (gázszilikát,
salakbeton, salak) vizsgálata, minősítése
2 XI. kerületi panelház (Budapest 5, Budapest 6)
vizsgálata
Szigetelt és nem szigetelt
Szintenkénti radonaktivitás-koncentráció mérés
Ytong gázbeton vizsgálata
Helyszínek bemutatása
Helyszínek bemutatása
Kecskemét
Kiskunhalas
Dunaharaszti
Gödöllő
Kistarcsa
Sülysáp
Budapest 1 IX. ker.
Budapest 2 X. ker.
Budapest 3 IX. ker.
Budapest 4 XI. ker.
Budapest 5 XI. ker.
Budapest 6 XI. ker.
+ Ytong gázbeton
Mérési protokoll
Helyszíni mérések
Radonaktivitás-koncentráció mérés (RAD7, AlphaGUARD)
Gamma dózisteljesítmény mérés (FH 40 GL 10)
Fizikai vizsgálatok
226Ra, 232Th, 40K meghatározás (HPGe Gamma spektroszkópia)
Radon exhaláció meghatározása radon kamrás módszerrel (RAD7)
Geokémiai vizsgálatok
Polarizációs mikroszópos vizsgálat
Pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálat
Mérési protokoll: helyszíni mérések (radon)Radon mérés aktív detektorral (RAD7)
Átlag<120 Bq/m3
Átlag100±42 Bq/m3
EU, WHO
400 Bq/m3
Radon mérés aktív detektorral (AlphaGUARD)
Radon koncentráció időbeli változása (2008.07.02., RAD7)
0
50
100
150
200
250
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5
eltelt idő (óra)
rad
on
akti
vit
ás-k
on
cen
tráció
(Bq
/m3)
Radon koncentráció időbeli változása (2009.11.19-21., AlphaGUARD)
0
50
100
150
200
250
300
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
eltelt idő (óra)
rad
on
ak
tiv
itá
s-k
on
ce
ntr
ác
ió
(Bq
/m3)
Budapest 4:
XI. kerületi
1960-as évek
elején épült,
első emeleti lakás
Gamma dózisteljesítmény
nSv/óra
OSSKI által mért
magyarországi
átlag:
155 nSv/óra
Padló/1m
Mérési protokoll: Helyszíni vizsgálatok (gamma dózisteljesítmény)
Mérési protokoll: Fizikai vizsgálatok
Gamma spektroszkópia:
Fajlagos radon exhaláció:
FRE (Bq/kg) ±
61 6
<370Bq/kg I<1
Egy salak szemcse visszaszórt elektronképe
Mérési protokoll: Geokémiai vizsgálatok
Pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálat
EredményekEU, WHO
400 Bq/m3
Magyarországi
átlag
155 nSv/h<370Bq/kg I<1
Zsámbéki medence talaj :
1-10 Bq/kg
Kővágószőlősi uránbánya
meddőhányó: 42-90 Bq/kg
Összefoglalás 4 budapesti és 6 vidéki ház, ill. lakás radiometriai
mérése, építőanyag minták vizsgálata
Radon koncentráció értéke a 400 Bq/m3-es határértéknél kisebb
Gamma dózisteljesítmény mérések:
7 esetben a magyarországi átlag értékekkel megegyeznek
2 esetben a magyarországi átlag értéket kissé meghaladják (Budapest 1, Budapest 2)
1 esetben a magyarországi értéket jelentősen meghaladja (Budapest 4)
Az építőanyagok radionuklid tartalma az indexekben (Raeq, I) foglalt ajánlott értékeket egy esetben eléri, egy esetben jelentősen meghaladja (Budapest 2, Budapest 4 salak építőanyagok)
Összefoglalás Radiometriailag a salak nagyobb kockázatot jelent,
mint a pernyetartalmú gázszilikát
Pásztázó elektronmikroszkópos vizsgálat: salak,
pernye, Fe-gazdag fém fázisok, Ca-Mg-gazdag
alumoszilikát, kalcit, U-gazdag fázisok, cirkon,
monacit
A múltban elkövetett hibák ma is hatással vannak
környezetünkre
Elengedhetetlen a komplex (fizikai és geokémiai)
vizsgálatok elvégzése
Köszönöm a figyelmet! Köszönettel tartozom:
A vizsgált lakások tulajdonosai
Szabó Csaba, Ph.D.
Nagy Hedvig Éva
Bendő Zsolt
Dr. Horváth Ákos
Csorba Ottó
Kocsy Gábor
Breitner Dániel
Hidas Károly
Szabó Zsuzsanna
Szabó Katalin Zsuzsanna
Magyar Fejlesztési Bank Zrt.
A Litoszféra Fluidum Kutató Laboratórium minden tagja
Családom, Ildi és barátaim
Építőanyag minták jellemzése
Erőművi pernyét és salakot tartalmazó
építőanyagok
Gázszilikát, ill- gázbeton, salakbeton, salak
gázszilikát
képszélesség 2 cm
salakbeton
képszélesség 2 cm
2 cm
salak
Panel házak- mérési eredmények
Panel ház Budapest 5 Budapest 6
Épület szintRadon koncentráció
(Bq/m3)
Radon koncentráció hiba
(Bq/m3)
-2 600±169 -
-1 <60 <120
0 <60 <70
1 <50 <60
2 <50 <50
3 <50 <70
4 <50 <50
5 <50 <60
6 <40 <80
7 <60 <70
8 <60 <70
9 <70 <50
Aktív radon detektor+ Passzív radon detektor
378±80
38±9
40±6
45±7
Építőanyagok radiológiai minősítése
Indexek:
Rádium ekvivalens (Raeq)
Aktivitás koncentráció index (I)
226Ra, 232Th, 40K
Házépítés: Raeq 370<Bq/kg
Nagy mennyiségben használt anyagok (beton, tégla) esetén:
I≤1
Beretka and Mathew,
1985, Khatibeh et al., 1997
EC, 1999
Mérési protokoll: Geokémiai vizsgálatok
Polarizációs mikroszkópos vizsgálat
Egy salak szemcse ráeső fényben készített képe
Építőanyagok radiológiai minősítése
Indexek:
Rádium ekvivalens (Raeq)
Aktivitás koncentráció index (I)
Házépítés: Raeq 370<Bq/kg
40K232Th226Raeq C086,0C26,1CRa
13000
C
200
C
300
CI 40K232Th226Ra
Nagy mennyiségben használt anyagok (beton, tégla) esetén: I≤1
Kis mennyiségben használt anyagok (pl: cserép, salak) esetén: I≤6
Beretka and Mathew,
1985, Khatibeh et al., 1997
EC, 1999
Dózisok
A biológiai hatás meghatározására használják a dózisegyenérték fogalmát, amely megadja, hogy az adott sugárzás milyen dózisú gamma-sugárzással egyenértékű biológiai károsító hatást keltett. Ennek jele: H, egysége Sievert (Sv):
ahol Q a sugárzás típusára jellemző állandó, értéke béta-és gamma-sugárzásra 1, természetes alfa-sugárzásokra pedig 20.
A test bizonyos szövetei, ill. szervei máshogy reagálnak a radioaktív sugárzásokra, ezért ezeket a szerveket máshogy kell súlyozni az egyed egészségkárosodásakor, így eltérő kockázatnövelő hatásuk van. Az egésztest effektív dózisegyenérték az összes szövetre átlagolt dózisegyenérték. Jele:HE:
Ahol wt a különböző szövetekre jellemző súlyfaktor.
DQH
Passzív detektor
Rnexp=nys*KF
RAK=Rnexp*1000/24/T
Rnexp : radon expozíció (kBqh/m3),
nys: nyomsűrűség (nyom/mm2),
KF: kalibrációs faktor,
RAK: radonaktivitás-koncentráció (Bq/m3),
T: mérési idő (nap)
Exhaláció számítás
net
hmmlevV
VCCCC det
Clev= a radonkoncentráció értéke a bezárt kamrában a detektor hozzákapcsolása előtt
(Bq/m3)
Cm= a minta feletti levegő radonkoncentrációja a kamrában a mérés során (Bq/m3),
Ch= a mérés előtt mért háttérkoncentráció értéke abban a helyiségben, ahol a mérés
történik (Bq/m3),
Vdet= a detektor, a páralekötő és a használt csövek térfogata (m3)
Vnet= a kamra térfogata – a minta térfogata (m3)
levnet CVE
(ludens.elte.hu/~akos/sflab).
Eredmények
A minta radon exhalációjának meghatározása radon kamrás módszerrel:
Gamma spektroszkópia
tI
TA
A : az aktivitás (Bq),
T : a kiválasztott energián mért csúcsterület,
η : a hatásfok,
I : a kiválasztott energiájú gamma foton relatív intenzitása,
t : a mérési idő (s).
232-Th fajlagos aktivitását : 208-Tl 2614 keV
40-K: 1460 keV
AKc )/()1000( ANMK
c : a koncentráció (ppm),
K : az átszámításhoz szükséges konstans (kg/Bq),
A : a fajlagos aktivitás (Bq/kg),
M : a tömegszám (g/mol),
NA : az Avogadro-szám (6*1023 1/mol)
λ : a bomlási állandó (1/s)
Szabó, 2009
Sugárzások
Fajtái: α, β, γ
Gamma sugárzás:
Építőanyagok gamma-sugárzása
Nagy áthatoló képesség
Nagy rendszámú atomokból álló anyag elnyeli
tricarb
lBqCPM
C /98,1
12
VCE
Az eredmények kiértékelése során egy kalibrációs mérés eredményét használjuk fel, ahol ismert
aktivitású
radonos oldatok CPM-jét határoztuk meg. Ezen kalibrációs mérés eredménye a kalibrációs görbe, ami a
CPM
és a 10 ml-es minta aktivitását összeköti. A minta térfogata ismert, ezért az aktivitás-koncentráció is
meghatározható,
ami c=A/V, ahol A a minta aktivitása (a mintában másodpercenként történő bomlások száma) és V a
minta térfogata.
Az aktivitás-koncentrációt Bq/l-ben mérjük.
Ismert radon-koncentrációjú mintákkal elvégzett kalibráció eredménye
a következő: