Radonmentesítés tervezése, kivitelezése és hatékonyságának vizsgálata Nagy Hedvig Éva környezettudomány szak V. évfolyam Eötvös Loránd Tudományegyetem Természettudományi Kar Litoszféra Fluidum Kutató Laboratórium Atomfizikai Tanszék
Témavezetők: • Szabó Csaba, Ph.D. • Dr. Horváth Ákos
Konzulens: • Breitner Dániel, doktorandusz
Vázlat • Bevezetés • Célkitűzés • Előzetes radiometriai felmérés • Radonmentesítés – tervezése – kivitelezése – hatékonyságának vizsgálata
• Összefoglalás
www.jaymarinspect.com
Bevezetés „radon-probléma” • kőzetek, talajok urán-, rádiumtartalma → radon az épületek levegőjében felhalmozódhat • nagy mennyiségben bizonyítottan növeli a tüdőrák kialakulásának kockázatát (ICRP, 1987)
Célkitűzés • „radon-problémás” területen (Kővágószőlős) található családi ház radiometriai felmérése • Radonmentesítés – tervezése – kivitelezése – hatékonyságának vizsgálata Somlai et al., 2006 Somlai et al., 2006
A terület előzetes radiometriai felmérése, in-situ vizsgálatok 1. Beltéri levegő radonaktivitás-koncentrációjának vizsgálata, 19 rövid távú (5-48 óra) és 1 hosszú távú (koratavaszi , 1 hónapos) mérés 2008. 02.23- 2008. 03.23, Kővágószőlős, H1, pince radon- átlag (AlphaGuard) Radonkoncentráció (Bq/m3)
7000 6000
átlag: 1479±74 Bq/m3
5000 4000
maximum: 5792±211 Bq/m3
3000 2000
minimum: 85±33 Bq/m3
1000 0 0
5
10
15
20
Elte lt idő (nap)
25
30
35
A terület előzetes radiometriai felmérése, in-situ vizsgálatok 1. Beltéri levegő radonaktivitás-koncentrációjának hosszú távú vizsgálata AlphaGuard radonmonitorral 2. Talajgáz radonkoncentrációjának vizsgálata 13 ponton (50 cm) 3. Talajfelszín radon-exhalációjának vizsgálata 13 ponton
A terület előzetes radiometriai felmérése, laboratóriumi vizsgálatok Talaj radon-exhaláció (mBq/m2s)
• talaj és építőanyag minták • rádiumtartalom (HPGe detektor) • radon-exhaláció (radonkamra) • szemcseméret-eloszlás
Terület radiometriai állapota az előzetes felmérések alapján • beltéri levegő radonaktivitás-koncentrációja > 400 Bq/m3 (EU, WHO) • területre jellemző talajgáz radonkoncentráció értéke ~40 kBq/m3, talajfelszín radon-exhalációja ~104 mBq/m2s • talajminták rádiumtartalma a világátlag kétszerese (~60 Bq/kg) • a szemcseméret-eloszlás kedvezően befolyásolja a radonexhalációt
Radonmentesítés szükséges
Alkalmazott radonmentesítési módszer DELTA-TERRAXX
DELTA-PT
•szigetelésvédő-, felületszivárgó lemez
•vakolathordó hálóval ellátott, nedvességzáró, szellőztető lemez
•nagy tömörségű polietilén •abszolut korhadásmentes→ metán és radon gázszivárgó •vízszintes felületekre
•szellőző légrést biztosít a fal és a vakolat között •függőleges felületekre
Dörken Kft. termékei http://www.doerken.hu
Az épület pincéjének radonmentesítése
A mentesítés hatékonyságának vizsgálata Mentesítés előtt (tavasz)
Mentesítés Mentesítés Mentesítésután után után3.2.1.(tavasz) (tél) (ősz)
2008.02.23-2008.03.23.
2009.02.23-2009.03.23. 2008.12.23-2009.01.26. 2008.09.17-2008.10.15.
Kővágószőlős, pince
Kővágószőlős, pince Kővágószőlős, pince Kővágószőlős, pince
Radonkoncentráció (Bq/m3) 9000 8000
Relatív páratartalom *100 (%)
Radonkoncentráció (Bq/m3 3 ) 3 Radonkoncentráció (Bq/m(Bq/m ) Radonkoncentráció )
9 000
3
Radonkoncentráció (Bq/m )
8 000 7 000 6 000 5 000 4 000 3 000 2 000 1 000 0 0
5
10
15
20
25
30
Eltelt idő (nap)
átlag: 1479±74 Bq/m3 minimum: 85±33 Bq/m3 maximum: 5792±211 Bq/m3
8000 8000 7000 7000 7000 6000 6000 6000 5000 5000 5000
Radonkoncentráció (Bq/m3) Radonkoncentráció (Bq/m3) Radonkoncentráció (Bq/m3) Relatív páratartalom *100 (%) Relatív (%) Relatív páratartalom*100 páratartalom *100 (%)
4000 4000 4000 3000 3000 3000 2000 2000 2000
1000 1000 1000 0 0 0 0 0 0
5
5 5
10
10 10
15
15 15 20
Elte Elte idő (nap) Elteltlt idő (nap)
20 20 25
25 2530
333 átlag: átlag: átlag:420±33 395±30 344±28Bq/m Bq/m Bq/m
η=0,70
33 3 minimum: minimum: minimum:11±7 >50 16±7Bq/m Bq/m Bq/m 33 3 maximum: maximum: maximum:4480±172 3920±155 4032±149Bq/m Bq/m Bq/m
30 35 30
Összefoglalás • Radonkoncentráció értéke a figyelembe vett határértéket meghaladta • Épületbe jutó radon forrása a talaj • Radonmentesítés speciális felületszivárgó lemezek alkalmazásával • Módszer legnagyobb előnye a passzív működés • Fejlesztéseket, módosításokat igényel, de az eredmények bíztatóak: 70 %-os hatásfok
Köszönetnyilvánítás Munkám során nyújtott önzetlen segítségéért, szakmai és emberi támogatásáért, türelméért az alábbi személyeknek szeretnék köszönetet mondani: Szabó Csaba Ph.D. Dr. Horváth Ákos Breitner Dániel
Farkas Imre és a Dörken Kft. Dr. Várhegyi András Dr. Kávási Norbert Ulrich Zsolt
Lukács Zoltán Családom Kornél LRG minden tagja
Köszönöm a figyelmet! DELTA-TERRAXX
Dr. Somlai János kérdése
• Kérdés: A NaI detektor energiafüggő, így nem ideális dózisteljesítmény mérésére. Hogyan lehet megoldani, hogy a természetes eredetű radionuklidoktól származó környezeti dózisteljesítmény méréseknél mégis elfogadható pontosságot mutasson?
Válasz a Bíráló kérdésére • Dozimetriai célokra megfelelő korrekcióval és kalibrációval → műszer beütésszámának konvertálása dózisteljesítményre: átszámítási tényező szükséges
A D= ۲Γ r D= a levegőben elnyelt gamma-dózisteljesítmény (nGy/h) A= a sugárforrás aktivitása (Bq) r= a sugárforrás távolsága a detektortól (m-ben) ⋅h Γ= dózisállandó nGy Bq / m −۱
−۲
Előzetes radiometriai felmérés, módszerek In-situ vizsgálatok Beltéri levegő radonkoncentrációjának vizsgálata RAD 7 radonmonitor, AlphaGuard PQ 2000 Pro radonmonitor Talajgáz radonkoncentrációjának meghatározása (50 cm) AlphaGuard PQ 2000 Pro radonmonitor, Alpha Pump légszivattyú, talajgáz szonda Talajfelszín radon-exhalációjának meghatározása AlphaGuard PQ 2000 Pro radonmonitor, Alpha Pump légszivattyú, akkumulációs edény
Előzetes radiometriai felmérés, módszerek Laboratóriumi vizsgálatok Talajminták radon-exhalációjának meghatározása RAD 7 radonmonitor, radonkamra, tefloncsövek Talajminták rádiumtartalmának meghatározása HPGe detektor Szemcseméret-eloszlás vizsgálata nedves szitálással
Laboratóriumi exhalációszámítás C lev
Vdet = Cm + ( Cm − Ch ) ⋅ Vnet
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) Ezek alapján az exhaláció az alábbi képlet segítségével számítható ki:
E = C lev ⋅ Vnet
In-situ radon-exhaláció számítás E Rn
– ERn
C Rn 2 − C Rn1 V E ∆ C = ⋅ = hE t 2 − t1 AE ∆t
a radon-exhalációs sebesség (Bq/m2s), – CRn (Bq/m3) az edényben t (s) időpontban mért 222 Rn koncentráció, – VE, AE és hE a hengeres edény geometriai paraméterei, térfogat (m3) a talajjal érintkező felület (m2) ill. belmagasság (m)
Rádiumtartalom meghatározása gammaspektroszkópiával
T A= η ⋅I⋅t A= a minta aktivitása T= a mért csúcs területe η= a csúcshatásfok I= a gamma foton intenzitása t= a mérési idő
Minták fajlagos radon-exhalációja és rádiumtartalma Minta jele K1 K2 É3 É4 PT1 ET1
Minta típusa talaj talaj építőanyag építőanyag talaj (pince) talaj (étkező)
E/m (Bq/kg)
A/m (Bq/kg)
11±0,7 12±0,7 1,7±0,4 1,7±0,6 30±1,2 14±0,8
57±3 66±3 48±4 41±5 117±5 74±4
Meteorológiai paraméterek vizsgálata 2008. 02.23- 2008. 03.23, Kővágószőlős, H1, pince radon- átlag (alphaguard)
Rn-22 2 kon cent ráció (Bq/m 3) Relat ív párat art . (*1 00, %)
8000
meteorológiai feljegyzések:
7000 6000 5000
9-11. nap között→ erős szél
4000 3000 2000 1000
Radonkoncentráció időbeli változása a felerősődő szél hatására
0 0
5
10
15 20 Eltelt idő (nap)
25
30
35
Radonkoncentráció (Bq/m3)
3
Radonkoncentráció (Bq/m)
9000
6000 5000 4000 3000 2000 1000 0 9
9,5
10
10,5
Eltelt idő (nap)
11
11,5
Talajgáz radonkoncentráció és talaj radonexhaláció korrelációjának vizsgálata 250
y = 0,7993x + 71,133
2
Radon-exhaláció (mBq/m s)
Korreláció vizsgálata
2
R = 0,1728
200 150 100 50 0 0,00
20,00
40,00
60,00
80,00
100,00
120,00 3
Talajgáz radonkoncentráció (kBq/m )
140,00
Radonmentesítés lépései 1
2
.
.
3 .
4 .
