Természetes radioaktivitás mérése a Mórágyi Rögön fekvı településeken

Természetes radioaktivitás mérése a Mórágyi Rögön fekvı településeken

Országos Környezettudományi Diákkonferencia 2000 Debrecen

Témavezetık:

Tóth Eszter (Lauder Iskola) Horváth Ákos (ELTE Atomfizikai Tanszék)

1

1. Bevezetés 1. 1. A radonmérés történeti háttere

Az ionizáló sugárzások lakossági kockázatát a hatvanas években az atombombakísérletek kihullása, majd - erre hivatkozva - az atomerımővek ellen tiltakozó mozgalmak hozták a társadalmi figyelem elıterébe. Ezzel egy idıben bontakozott ki a sugárvédelem a sugárzások szakmailag precíz mérésére, a sugárzások egészségi hatásának kutatására és a jogi szabályozás elıkészítésre. Amikor az 1970-es években mérni kezdték a lakossági sugárterhelést, kitőnt, hogy annak túlnyomó részét nem a nukleáris ipar, hanem a természetes háttérsugárzás okozza. A természetes háttérsugárzás 60%-a pedig világátlagban a radontól származik. Svédországban a lakosság zöme gránitra és annak mállási törmelékére épült földszintes családi házakban él, a hosszú teleken olajjal főt. Az olajválságot követıen itt mutatták ki, hogy a lakások fokozott energiatakarékos szigetelése többszörösére növeli a talajból a házba szivárgott, ott a zárt ajtók-ablakok mellett meggyőlı radongáznak (és szintén radioaktív bomlástermékeinek) a koncentrációját. Épp ezért elıször Svédországban vezettek be szigorú hatósági korlátokat a lakóterekben egészségi szempontból még elfogadható radon aktivitáskoncentráció értékekre. Ennek hatására dolgozták ki a radonbeáramlást elszigetelı építési technikákat is. Hazánkban az 1990-es évek elején irányult a figyelem a lakóterek radonaktivitása felé. Több kutatóintézet (KFKI, ATOMKI Dr. Hunyadi Ilona és Csige István vezetésével, OSSKI) együttes munkával az ország területén 120 lakásban mérte meg a radon aktivitáskoncentrációjának éves átlagát, és azt 55 Bq/m3-nek1 találta. A magyar atomerımő megindulásával az iskolai fizikatanítás fokozott figyelmet fordított a magfizika, radioaktivitás, sugárvédelem témákra. Iskolai demonstrációs kísérletbıl fejlıdött ki az általános- és középiskolai fizikatanárokkal együtt szervezett országos radonmérı hálózat, amely eddig tízezer diák bevonásával több, mint 15000 lakótérben mérte meg a radon aktivitáskoncentráció egész éves átlagát. Mivel a diákok, tanárok figyelme önként a magas radonkoncentráció által fenyegetett házak megtalálására és lehetıleg mentesítésére irányult, ez a RAD Lauder Labor égisze alatt elvégzett országos felmérés falusi házak földszinti háló1

Az aktivitás mértékegysége 1Bq (becquerel): 1 bomlás egy másodperc alatt. A levegı radonjának aktivitáskoncentrációját a másodpercenként 1 légköbméter levegıben elbomlott radonatomok számával jellemezzük. Ennek mértékegysége: 1 Bq/m3. A vizek aktivitás-koncentrációjának meghatározására szolgáló mértékegység pedig 1 Bq/l.

2

szobáira koncentrálódott. Ezekben az elmúlt hat évben a mért radon aktivitáskoncentrációk éves átlagának országos középértéke 130 Bq/m3 körüli érték volt2. De vannak községek ennél jóval magasabb átlagértékkel is (280 Bq/m3, 320 Bq/m3, 340 Bq/m3). Sıt, vannak kisgyerekek által lakott szobák, amelyekben a radon éves átlagos aktivitáskoncentrációja (nagyobb, mint 1000 Bq/m3) által okozott dózis messze meghaladja a nukleáris létesítményekben dolgozók számára megengedett éves dózist3. Az ország három községében a lakók, tanárok, diákok együttmőködése révén több ilyen ház sikeres mentesítése megtörtént. (Nemzetközi ellenırzés országos felmérésünkben alkalmazott technikánkat Magyarországon, valamint európai viszonylatban is az egyik legpontosabb radiológiai mérésnek minısíti.)

1. 2. A Mórágyi Rög

1997 tavaszán a Velencei hegységben, közös munkánk során Horváth István (MÁFI) geológus hívta fel figyelmünket arra, hogy miután a Mórágyi Rög (röviden: MR) is gránit, ezért esetleg a Velencei hegységhez (és a világ más gránitos területeihez) hasonlóan ott is várható az átlagosnál lényegesen magasabb radonszint. Ez után Horváth Istvánnal és Tóth Györggyel (MÁFI) bejártuk a terepet, néhány tájékozódó talajradon-mérést is végeztünk Mórágy, Bátaapáti és Véménd külterületén. (Csupán Mórágyon, a Gránit Fogadó elıtt, 70 cm mélységben volt anomálisan magas a talajlevegı radon-koncentrációja: 50 000 Bq/m3.) A fenti elızmények után a RAD Lauder Labor a helyi iskolák tanáraival és tanítványaival együttmőködve, a Mórágyi Rög környezetében 27 községben végzett méréseket, zömében 10 községre4 koncentrálva. Itt 1340 lakóházban elvégezte a hálószobákba bejutó radon aktivitáskoncentrációjának három évszakos mérését. A kapott értékekrıl (és azok értelmezésérıl) az érintett lakókat a helyi tanárkollégák bevonásával értesítettük.

2

A korábban idézett, kutatóintézetek összefogásával mért 55 Bq/m3-es országos átlag elsısorban azért tér el a RAD Lauder Labor által évrıl évre mért néhány ezer falusi földszintes ház 130 Bq/m3 ± 20 Bq/m3 országos átlagától, mert ık a 120 mérıhely kiválasztásakor nem csak az ország teljes területérıl, hanem a házszerkezetrıl (emelet, földszint, vályog, tégla, stb.) is “reprezentatív” mintát akartak összeállítani. 3 Aki 400 Bq/m3 radonban él egy éven át, az 10 mSv effektív dózist kap abban az évben. A nukleáris létesítményekben dolgozók számára a megengedett dózis 20 mSv/év. 18 éven aluli nukleáris létesítménybe nem léphet be! 4 Az embernek személyiségi joga, hogy a hálószobájában jelenlevı radonaktivitás szintjének nyilvánossá tételérıl döntsön. Ezt komolyan kell venni. Emiatt ebben a dolgozatban nem említjük sem a települések, sem a lakók neveit és címeit. Helyettük betőket és sorszámokat használunk.

3

1. 3. A méréseink és a dolgozat célja

-

Megvizsgálni, hogy a Mórágyi Rög gránitja hogyan befolyásolja a közelben fekvı települések lakáslevegıjének radon aktivitás-koncentrációját.

-

Tapasztalható-e a felszín alatti vizekben kimagasló radontartalom? Mivel az derült ki, hogy igen, ez újabb kérdéseket vetett fel:

-

Milyen a vezetékes vizek radontartalma és viselkedése: Ez hogyan változik idıben, illetve hogyan függ a fogyasztástól? Mennyi jut el az aktivitásból a fogyasztóhoz?

4

2. Általános ismeretek

2. 1. A radon

A radon színtelen, szagtalan nemesgáz, amelynek sőrősége a levegınél közel hétszer nagyobb. A radon a rádiumból jön létre radioaktív alfa-bomlással. A földkéreg mindenütt tartalmaz több-kevesebb mértékben rádiumot, így a keletkezı radon részben a talajból, másrészt az építıanyagokból bekerülhet a lakásokba. Nagy móltömege (sőrősége) miatt a radon nem távolodik el messzire keletkezési helyétıl. A gravitációs vonzás miatt a talaj közelében “megül”, ha van rá módja, lefelé áramlik. Tehát ha a radon a talajból származik, akkor a földszintes alápincézetlen szobában várható legmagasabb koncentrációban. Néhány adat különbözı típusú helységek radon aktivitás-koncentrációjára: aktivitás(Bq/m3) 8 20 30 40 100 130 250 1000 10000 30000

Helység Külsı levegı Lakás a trópusokon Huzatos szoba Lakások világátlaga Szellızetlen szoba Magyar falusi lakás Pince Radondús lakás Radondús pince Radondús bánya

1. táblázat

A radon maga is alfa-bomlással radioaktív. A radon gyakoribb változatának 3,8 nap a felezési ideje, ritkább változatának (a toronnak) 55 másodperc. A 3,8 napos felezési idı elég hosszú ahhoz, hogy a radon diffúzióval, illetve nyomáskülönbségektıl hajtva a talajból, (esetenként az építıanyagból) bekerülhessen a lakások légterébe, és ott több-kevesebb mértékben felgyőljön. Radontartalma, és ebbıl származó fajlagos aktivitása a víznek is van. A radon jól oldódik vízben - annak ellenére, hogy apoláros -, mert könnyen deformálható az elektronfelhıje. Azon a területen, ahol a talajban nagyobb az urántartalom, ott valószínőleg - a talaj típusától függıen - nagyobb a radontartalma a rétegvizeknek is. Ha keményebb a talaj - mondjuk gránit -, akkor sokáig tudja tárolni a radont, nem engedi kidiffundálni a levegıbe olyan gyorsan, ezáltal a talajvizekbe több kerülhet. Ha a talaj szerkezete lazább - homokos vagy löszös - akkor a talaj 5

nem tudja tárolni a radont, sokkal több jut ki a szabad levegıbe. Növelheti a felszín alatti rétegvizek természetes radioaktivitását a területen található kıolajfolt is. A folt szélén ugyanis radon-kiáramlás lehetséges. A rétegvizek közül a mélyebben elhelyezkedıknek van nagyobb radontartalma, így a mélyebbre fúrt kutak aktivitása nagyobb lehet. Az Egyesült Államokban az ivóvizek fajlagos aktivitására javasolt egészségügyi határérték 11 Bq/l, Európában 100 Bq/l. A csapvíz általában 0,1-2 Bq/l-es aktivitású, de egyes források vizeiben ennél jóval magasabb értéket is mértek. Néhány ismertebb adat:

Helység aktivitás(Bq/l) Vezetékes víz (átlag) 2-3 Margitsziget (artézi) 7 Miskolctapolca fürdı 11 Király-fürdı 13 Császár-fürdı 30 Juventus-forrás 126 Egyes falusi kutak 200 Rudas-fürdı 200 Attila-forrás 210 Bad Gastein 1500 2. táblázat

2. 2. Egészségi vonatkozások

A radioaktív sugárzások egészségi kockázata szakmabeliek számára közismert tény. Magyarországon törvény szabályozza a nukleáris létesítmények által okozott sugárterhelés megengedhetı értékét az ott dolgozók védelmében. A WHO5 a világ kormányainak, felelıs szerveinek ajánlásokat tesz, nem csupán a munkahelyi sugárvédelemmel, de lakótéri radioaktivitással kapcsolatban is. Ezek az ajánlások a rákkockázat csökkentését célozzák, azaz preventív egészségvédelmet jelentenek. A WHO a lakótéri radon éves átlagértékére6 (hálószobában, párnamagasságban7 mérve azt) 200-600 Bq/m3 értéket ajánl intézkedési szintnek. Egyes országok – több-kevesebb radonos 5

World Hearth Organization (Egészségügyi Világszervezet) A radioaktív dózis azon múlik, hogy mekkora sugárzás éri az embert és mennyi ideig. A radongáz lakótéri jelenléte azon múlik, hogy van-e a ház alatt radongazdag talaj (geológia), és a ház szerkezete miatt alacsonyabb-e akár egy kicsivel is a nyomás a szoba levegıjében, mint a talajgázban. Ez a szívóhatás elsısorban ısszel és télen jelentkezik – a főtés (a meleg levegı felfelé áramlása, a kémény szívóhatása) folytán. A téli hidegben lefagyott talaj pedig nem engedi a talajfelszínén át elszökni a radont, ez is többlet-terhelést okozhat a lakótérben, amely alatt nem fagy le a talaj, tehát “szabad az út”. Tavasszal általában kevesebb a radon, nyáron pedig alig van a fokozott szellıztetés miatt. A radon mennyisége tehát idıben változó. Ezért néhány órás vagy napos méréssel nem lehet megállapítani, hogy egy ház radonos-e vagy sem. Ugyanezért van az, hogy a radonra vonatkozó intézkedési szintet éves átlagban rögzítik. 6

6

házuk és gazdasági helyzetük függvényében – ezt például az alábbiak szerint veszik figyelembe: Radonszint (Bq/m3) 200 400 200 200 200 150 200

Ország Németország Svédország Csehország Szlovákia Anglia USA Oroszország

3. táblázat

Magyarországon sem a lakótéri radonnal, sem az ivóvíz radonjával kapcsolatban intézkedési szintet megszabó rendelet még nem született. A lakótéri radon rákkockázatával kapcsolatban a legkiterjedtebb felmérést a Nils Pershagen vezette svéd csoport végezte, több ezer rákos eset igen alapos felmérésével, kontroll csoporttal, nemzetközileg elismert és ellenırzött módon. A vizsgálat azt mutatja, hogy éves átlagban 400 Bq/m3 fölött mind jelentısebben jelentkezik a radon tüdırák-kockázata. A mi eddigi vizsgálatainkban a svéd eljárást követjük abból a szempontból, hogy esetrılesetre vizsgáljuk a radon-rákösszefüggést. A svédekkel szemben az az elınyünk, hogy vannak Magyarországon olyan falvak (ilyen Mátraderecske is), ahol a lakosság mobilitása kicsi, tehát egy-egy rákos ugyanabban a házban, szobában élte le egész életét, de legalább a rák megjelenését megelızı 15 évet. Eddigi méréseink szerint 100 Bq/m3-ig a növekvı radonszinttel a rákkockázat csökken, 200 Bq/m3 fölött viszont a rákkockázat nı. Éves átlagban 100 és 200 Bq/m3 között nagyon alacsony a rákgyakoriság. (Más szóval: a túl kevés radonban is és a túl sokban is több a rákos.) A nemzetközi felmérések és ajánlások, és saját tapasztalataink azt jelzik, hogy azokat a házakat, amelyekben a radon éves átlagban 200 Bq/m3 felett van, a bennlakók rákkockázatának csökkentése érdekében észszerő a radontól (részben) mentesíteni. Ez 200 Bq/m3 és 600 Bq/m3 között rendszeres esti szellıztetéssel általában megoldható. 600 Bq/m3 fölött kívánatos az aljzatszigetelés fokozása (egyszerő esetben vízüveges cementtel, magasabb radonszint esetén akár aljzatcserével), illetve az aljzat szellıztetése, vagy/és az érintett szoba közelében alacsonyabb légnyomású helyek kialakítása (az aljzat ventillátoros megszívatásával, kéményhatással). 7

A radon nagy tömegő atom, a szén-dioxidhoz hasonlóan megül, azaz a padlóhoz közelebb lényegesen több van belıle, mint feljebb. Ezért hallgatólagos nemzetközi megállapodás az, hogy a radon aktivitáskoncentrációját a hálószobákban, párnamagasságban mérjük, ahol a lakó életének legtöbb idejét tölti.

7

3. Mérések a Mórágyi Rög körzetében

3. 1. A lakótéri radonmérések

3. 1. 1. A mérések területi eloszlása

1994-ben a Velencei Hegységben végzett méréseink alapján olyan községre bukkantunk, ahol a mért házak 10%-a éves átlagban a 400 Bq/m3 értéket meghaladta. Ugyanebben a községben találtuk meg a legnagyobb lakótéri radon-értéket (az ıszi ciklusban 16000 Bq/m3). A község gránitra épült. A legradonosabb ház például a gránittömb felületének vízszintes síkúra vésése után szokatlanul vékony aljzatbetonnal készült, egyébként modern, kétéves ház volt elsı mérésünk idején. 1995-tôl igyekeztünk a Velencei Hegység gránitra épült minden házában mérni, ami egy község esetében további magas radonos házak felismerését eredményezte. Az üdülıkörzetek házaihoz kevéssé jutottunk el, de ezeket a házakat amúgyis csak a nyári idıszakban szokták használni, (ezért nem találtuk ıket házukban szeptemberi detektor kirakásunk alkalmával), ekkor pedig a szellıztetés miatt a radonszint általában alacsony. A Mórágyi Rög és környékén lévı községekhez, mint azt a bevezetıben említettük, fıként a gránit „csábított”. Az MR térség 27 községében volt detektorunk. A mért lakóterek számát, a minimum és maximum értékeket, valamint a radon aktivitáskoncentráció átlag és medián értékét községenként, évszakonként és egész évre becsülve a melléklet 1. táblázata tartalmazza. (A vastagon szedett sorok azok a községek, amelyekben 20-nál több lakóteret mértünk.)

3. 1. 2. A mérések idıbeli rendje

A radon aktivitáskoncentráció éves átlagának megállapításához egy éven át szükséges mérni a vizsgált lakóteret. Ezt az MR területen a RAD Lauder Labor négy ciklussal (ısz, tél, tavasz és nyár) oldja meg: (A dátumok plusz-mínusz 5 nap értendık.) ısz :

1997. október 2.

--

tél:

1997. november 30. --

1997. november 30. 1998. március 6.

tavasz: 1998. március 6.

--

1998. június 5.

nyár:

--

1998. október 2.

1998. június 5.

8

A négy mérésbıl a napok számával súlyozott átlag adja a lakás radonjának éves aktivitáskoncentrációját, amit a továbbiakban röviden radonszintnek fogunk nevezni. Ha egy detektor eredménye értékelhetetlen volt (nyitott doboz, mocsok a dobozban, vagy a detektor esetleg vissza sem került hozzánk a RAD Laborba), akkor annak az évszaknak az értékét az alábbi szabályok alapján becsült értékkel pótoltuk a radonszint kiszámításakor:

ÔSZ = TÉL TÉL = ÔSZ TAVASZ = 0.33*(ÔSZ és TÉL átlaga) NYÁR = 0.20*(ÔSZ és TÉL átlaga)

Ez a szabályrendszer az elmúlt öt év alatt az ország több, mint 15000 lakóterének mérési tapasztalatán alapul.

3. 1. 3. Az MR terület és az ország összevetése

Az 1997/98-as évben a RAD Labor által az ország 128 településének 3644 lakóterében mért radonszintek átlaga 167 Bq/m3 volt. A radonszintek értékelésekor az átlag (radonszintek számtani közepe) helyett gyakran használjuk a községek, területek, országos eredmények jellemzésére a mediánt. A medián az az érték, amely alatt található az eredmények fele, felette a másik fele. A medián inkább jellemzi a populáció egészét, az átlagot viszont egy-egy kiemelkedıen magas érték irreálisan megnöveli. 1997/98-ban a radonszintek országos mediánja 122 Bq/m3 volt. A vizsgált MR területen mért 1340 lakótérben a radonszintek átlaga 150 Bq/m3, mediánja 130 Bq/m3. A mérésbıl tehát elsı közelítésben azt állíthatjuk, hogy az MR terület radonszintjének átlaga az országos átlag alatt van a mérési hibánál alig valamivel nagyobb értékkel, míg az MR terület mediánja közel ugyanakkora, (inkább kicsit nagyobb), mint az országos medián. Az adatok pontosabb értelmezéséhez azonban tudni kell, hogy az országos mérésünk két összetevıs volt: • Volt három olyan községünk, ahol a korábbi években több, nagyon magas radonszintő házra bukkantunk, és ahol ezért ebben az évben kiterjedtebb vizsgálattal újabb magas radonszintő házakat fedeztünk fel, míg a korábban ismerteket is mértük. Ezt a csoportot a továbbiakban nagyok-nak fogjuk nevezni.

9

• Az országos vizsgálat másik csoportja a véletlenszerően bejelentkezı falvak, tehát valamilyen értelemben jobban reprezentálja az országot. Ennek az összetevınek a továbbiakban ország (MR és nagyok nélkül) vagy röviden: ország lesz a neve. Az eredmények:

átlag (Bq/m3) ország (MR és nagyok nélkül) Mórágyi Rög nagyok medián (Bq/m3) ország (MR és nagyok nélkül) Mórágyi Rög nagyok mért lakóterek száma ország (MR és nagyok nélkül) Mórágyi Rög nagyok

ôsz

tél

tavasz

becsült éves átlag

232 246 421

235 228 476

147 149 252

153 150 303

166 213 291

157 194 310

101 125 176

107 130 196

1912 1321 287

1912 1276 323

1837 1187 270

1965 1340 339

4. táblázat

A 4. táblázat adatai alapján azt állíthatjuk, hogy az MR területen mind az átlagos radonszint (nagyok: 303 Bq/m3, MR: 150 Bq/m3), mind a radon-szintek mediánja (nagyok: 196 Bq/m3, MR: 130 Bq/m3) lényegesen kisebb, mint a 3 magas radonos községé. Másrészt az MR terület radonszintjének átlaga az ország (MR és nagyok nélkül) radonszint-átlagával megegyezik (ország: 153 Bq/m3, MR: 150 Bq/m3), míg a medián az MR területen szignifikánsan nagyobb, mint az országban (ország: 107 Bq/m3, MR: 130 Bq/m3). Ez a jelenség (mármint az MR területén a mediánnak az átlag felé történı közeledése) azt tükrözi, hogy az MR területe homogénebb, mint az egész ország területe. A homogenitás geológia, házszerkezeti, életmódbeli homogenitást egyaránt jelenthet. Ez a radonszint-eloszlás grafikonokon úgy jelenik meg, hogy az országos eloszlás szélesebb, benne az alacsonyabb és a magasabb értékek is képviselve vannak, míg az MR területén lévı házak eloszlása keskenyebb (Melléklet 1/a ábra).

10

3. 1. 4. A tolnai és a baranyai terület összehasonlítása

Az MR terület közigazgatásilag felbontható baranyai és tolnai településekre (MR/04-et átmenetileg kihagyjuk.). Ekkor azt látjuk, hogy:

mért házak száma

átlag

medián

Baranya

248

179 Bq/m3

165 Bq/m3

Tolna

767

147 Bq/m3

130 Bq/m3

5. táblázat

A baranyai falvakban tehát magasabb az átlag is és a medián is, mint Tolnában. Mivel a terep bejárásakor a házak szerkezetében, az ott élık életmódjában (MR/10 városias-falusias keverékétıl eltekintve) feltőnı különbségeket nem láttunk, feltételezzük, hogy az eltérés oka inkább geológiai eredető. Erre késıbb, a falvak egyenkénti elemzésénél visszatérünk. Iménti felbontásunkban nem szerepel MR/04 város. Itt 114 lakóteret mértünk, amelyek eloszlását (évszakonként mért radon aktivitás-koncentráció szerint is és az éves átlag szerint is a 2. ábra mutatja be. A radonszintek átlaga 114 Bq/m3, mediánja 79 Bq/m3. Az országos radonszint átlagánál és mediánjánál lényegesen kisebb értékeket az okozza, hogy  a nem igazán felelısségteljes kezdeti helyi szervezés következtében  itt a 114 mérés közül jó néhány darab emeleti lakásban történt. (Az emeletre a levegınél hétszer sőrőbb radongáz nagyon kis mértékben szivárog fel a talajból.) Ezen túlmenıen, a településen mért házak szerkezete is erısen eltér egymástól (emeletes panelház, másfélszintes családi házak, falusi vályogházak, alápincézett és alá nem pincézett házak, stb.). Mindebbıl az is következik, hogy a MR/04-i radonszintek eloszlása széles, 10 Bq/m3-tôl 483 Bq/m3-ig széthúzottan lapos, nem lognormál eloszlást mutat. Ez az adathalmaz tehát a település alatt lévı földtani összetételrıl semmit sem árulhat el.

3. 1. 5. Községenkénti elemzés

Az egyes községek mérési adatait a melléklet 2. táblázata tartalmazza. (20-nál kevesebb mért adat esetén nem számoltunk mediánt.) A községek közül 10 esetében van elegendı (20-nál több) eredmény statisztikai következtetések levonásához. Közülük 7 település (MR/01, MR/10, MR/06, MR/03, MR/02, MR/08 és MR/09) radonszintjének átlaga 10%-on belül egyezik az országos átlaggal. MR/04 az országos átlag alatt van, az említett okok miatt. MR/07 (257 Bq/m3) és MR/05 (198 Bq/m3) az 11

országos átlagnál szignifikánsan magasabb átlagos radonszintet mutat.

Mindegyik község

3

radonszintjének átlaga messze kisebb a nagyok 303 Bq/m -es átlagánál. A radonszintek mediánja MR/04 esetében kisebb az országos mediánnál, MR/08 mediánja 10%-on belül egyezik az országossal, a többi község mediánja magasabb az országos mediánnál. (Ennek a „medián felcsúszik az átlag felé”-jelenségnek az okát az imént leírtuk.) Több szempontból is figyelmet érdemel MR/07, ahol a medián érték még a nagyok (a három nagyon radonos község) mediánját is meghaladja. A melléklet 3. táblázata és a 3. ábrája az egyes községek elemzésének számszerő illetve grafikus összefoglalása.

3.1.6. A mórágyi gránit vizsgálata

A kapott eredményeket értékelve szembetőnı, hogy a közvetlenül a gránitra épült települések (MR/03, MR/01, MR/09) átlag- illetve mediánértékei az országos átlaggal egyenlık, esetleg egy kicsit alacsonyabbak is. Ugyanakkor a gránittömb szélére, közvetlen közelébe esı településeken (MR/07, MR/08, MR/05) szép számmal elıfordulnak magas aktivitású lakóterek. Az elsı esetben a magyarázat az lehet, hogy a talajnak vagy eleve alacsony az urán-rádium-tartalma, vagy olyan tömör, hogy csupán egy vékony felszíni réteg szolgáltatja a lakótéri radont. A második esetben kapott eredmények viszont arra utalnak, hogy ott a talajnak vagy eleve magas az urán-rádium-tartalma, vagy olyan nagy porozitású, hogy így nagy térfogatból (nagyobb mélységbıl) képes a radon a lakóterekig eljutni. Mivel a gránitnak magas az urántartalma, így a tömörsége lehet a jelenség magyarázata. Ezt szerettük volna megvizsgálni. A Bátaapáti és Mórágy területén folytatott geológiai mélyfúrásból kaptunk kızetmintákat, melynek csiszolt felületén tudtunk méréseket végezni annak kiderítésére, hogy vajon tartalmazzák-e a fent említett izotópokat. A kísérleteket a RAD Lauder Laborban végeztük. A kövek csiszolt felületére detektorlemezeket helyeztünk el két különbözı idıtartamra (elıször egy, majd öt napra), mivel nem lehetett tudni, hogy milyen aktívak a kövek. Ha ugyanis nagyon azok, akkor sok nyomot hagynak a detektorokon. Esetleg olyan sokat, hogy a maratás után a detektorok homályosak lesznek, és nem lehet majd értékelni ıket. Emiatt volt a rövidebb idejő besugárzás. A másik eshetıség, hogy túl kicsi a felület aktivitása. Ekkor viszont a rövidebb idejő besugárzás alatt nem érünk el megfelelı nyomsőrőséget a detektorokon. (Ha nagyon kevés a nyom, akkor elég nagy a mérés hibája.) Várakozásaink szerint a gránitban található repedések mentén kellett volna urán-rádium feldúsulást, ezáltal magasabb aktivitást érzékelnünk. A mérés szerint viszont semmi nem utalt

12

arra, hogy a törés elkülönülne alfa-aktivitás szempontjából a kı többi részétıl. Mindenütt lehetett bizonyos mértékő alfa-sugárzást detektálni. Az viszont látszott a kísérletbıl, hogy érdemes volt öt napra felhelyezni a detektorokat. Néhol találtunk persze kisebb nyomfelsőrősödést, de ezt nem lehetett a kı egy jellegzetes darabjához kötni. Az ilyen gócos elhelyezkedés egy-egy alfa-sugárzó ásványszemcse helyére hívja fel a figyelmünket. A kísérletet megismételtük úgy, hogy elıtte fél millimétert lecsiszoltattunk a kövek felületérıl. Ismét felhelyeztük a detektorokat és ismét megvizsgáltuk ıket. Lényegében ugyanazt az eredményt kaptuk, mint az elsı kísérletnél. Most is mindenhol lehetett némi aktivitást tapasztalni, illetve volt olyan gócpontok is, mint az elsı esetben. A feltőnı az volt, hogy ezek a gócok most nem ott voltak, ahol az elsı esetben. Mivel ezeket fél milliméterrel „arrébb” nem tudtuk detektálni, ez azt jelenti, hogy a belılük származó sugárzás öt nap alatt nem tudott ekkora utat megtenni a kızetben. Ez egyértelmően a gránit nagyon nagy tömörségére utal. A Mórágyi Rög gránitja tehát tömör, törésmentes. Az ilyen gránitra épült házakban (MR/03, MR/01, MR/09) ezért nincs magas radon aktivitás-koncentráció. A gránittömb szélén, ahol a kızet az erózió következtében már inkább törmelékes kızet, nagyon nagy a kızet felülete. Itt a radon egészen nagy felületrıl, közvetlenül a felszínrıl (vagy a kisebb kövek közötti réseken a mélybıl is) tud kijönni, így sokkal több kerülhet a lakótérbe. Ilyen terület MR/07, MR/08, MR/05 körzete.

3. 2. A felszín alatti vizek aktivitásának vizsgálata

3. 2. 1. A mérési terület bemutatása

A lakáslevegı aktivitásának felmérése során találtunk egy falut, ahol a mért radon aktivitás-koncentráció az átlag fölé emelkedett (Melléklet 1. táblázat MR/07). Késıbb kiderült, hogy ennek a településnek a mélyfúrású kútja látja el a hozzá nagyon közel lévı másik két települést (MR/05, MR/09) is ivóvízzel. Emiatt a körzetben érdemesnek találtuk megvizsgálni a felszín alatti vizek aktivitását is. Ezek a mérések 1998 nyarán kezdıdtek. A három faluban kb. 2000-2500 ember él. Az emberek vízigényét két kút szolgálja ki. Az egyik MR/07-ben, a másik MR/05-ben van, de ezek a kutak külön-külön nem mőködhetnek, mert az egyik lágy (MR/05 130 l/min), a másik kemény (MR/07 340 l/min) vizet ad. Így pár évvel ezelıtt kiépítettek egy számítógépes rendszert, ami szabályozza, a környék vízellátását. A megfelelı keverési arányt (1:3,4) az MR/05- és az MR/07-beli víz között, a vízmő gépészei manuálisan állítják, és hetente kétszer ellenırzik, ami azt jelenti, hogy a gépészek 2-3 naponta

13

ellenırzik a beáramló nyers vizet, és a kiáramló kevert vizet. Ezt a mőveletet stopperórával végzik. Megmérik, hogy 1 m3 víz mennyi idı alatt áramlik be a fúrt kutakból a tározóba. Ha az arány (1:3,4) megváltozna, akkor az MR/05 kutat lefojtják, illetve ha az szükségeltetik, több vizet engednek belıle az átemelı medencébe. MR/07-ben található egy 50 m3-es víztározó, amibe a már említett arányban folyik be a kevert víz. Ebbıl a tározóból jut el a három településre az ivóvíz. A tározóból két szivattyú emeli ki a vizet. A kisebb Mr/07-re, egy 50 m3-es tározóba nyomja fel a vizet, a nagyobb pedig Mr/05, illetve MR/09 irányába. A nagyobb szivattyú nyomócsöve kettéágazik a két település felé. Az MR/05 felé menı a faluban található 50 m3-es tartályba „szállítja” a vizet, a MR/09 irányába tartó pedig a Trefortpusztán található, két 100 m3-es tartályba dolgozik. Ezekbıl a tartályokból kapja MR/09 új része az ivóvizet. A falu régi részét egy 50 m3-es tartály látja el, amit Trefortpusztáról töltenek fel. A trefortpusztai és a MR/07-beli tározókban különbözı mélységeknél vízszintmérı bóják találhatók, ezeket és a kutakat vezérli a számítógépes rendszer. Ha bizonyos vízszintet elér a tározókban a víz, akkor annak megfelelıen ki-, illetve bekapcsol a rendszer, hogy a tározókban a felsı vagy az alsó vízszintjelzı bója kapcsolt be. A kisebb tározókban nincs számítógépes rendszer. Az Mr/07-i (falu) és az MR/05-i tározónál a szabályzást egy úszóbójás szelep végzi. Ha a vízszint lejjebb megy, akkor a szelep valamelyest kiold, és a MR/07-i tározóból jut a két település tározójába, tehát folyamatosan van víz a tározókban, és közel azonos vízszinten. Persze csak akkor tud víz jutni a két tározóba, ha az átemelı szivattyú, ami a trefortpusztai tározókban dolgozik, üzemben van. Az MR/09-i tározóban is úszóbójás rendszer mőködik, de oda mindig mehet víz, hiszen a trefortpusztai tározókban mindig van víz, így ha a szelep kinyit, víz áramolhat a tározóba.

14

A vízhálózat alaprajza: MR/09-i tározó 50m

3

Trefortpuszta

MR/07-ii tározó

100 m

3

100 m

50m 3

3

közkút felsõ

MR/07 Tejüzem közkút alsó MR/09 iskola

Tanács u. Zrínyi u.

50m

MR/07-i kút

3

MR/05-ii tározó 50m 3

átemelõ MR/07-en

MR/05, közkút MR/05 fúrt kút MR/05 település

3. 2. 2. A mérési sorozatokról

Elıször több helyen, több felszíni forrásból, ásott és fúrt kutakból is vettünk mintát. A méréseket az ELTE Atomfizikai Tanszéken végeztük. Tulajdonképpen ez a mérés hivatott feltérképezni, hogy a terület háromnegyed részét ellátó fúrt kutak radon-koncentrációja hogyan változik a tározóktól a fogyasztókig, illetve a nem olyan nagy mélységő - közelben lévı - ásott kutak vizének radon-koncentrációja mennyiben tér el a közelben mért vezetékes vízhálózatétól. A mérés megállapította, hogy mi a falu vezetékes vízrendszerében talált, nagy vízradonkoncentráció eredete. Ez az MR/07-beli nagy vízhozamú fúrt kút aktivitása. A második sorozat a radon-koncentráció napi ingadozását vizsgálta a vízhálózatban, és 5 fı helyre koncentrált. 24 órán keresztül, az elsı három helyen 2 óránként, a negyedik és ötödik helyen 6 óránként vettünk mintát. Az elsı mérési hely az MR/09-i iskolánál volt. Ez azért fontos, mert ott a gyerekek közvetlenül a trefortpusztai víztározóból kapják a vizet, és az iskola az elsı nagyobb vízfogyasztó a falu Trefortpuszta felé esı részén. A második mérési hely a 15

vezetékes vízhálózatban közvetlenül a település tejüzeme után volt. Ez a hely azért lehet figyelemreméltó, mert a tejüzem napi vízfogyasztása 80-100 m3, ami a falu vízfogyasztásához mérten (500-600 m3) igen jelentıs. A harmadik mérési pont a Kossuth L. utca egyik háza elıtt lévı közkút, ami a vízhálózatrendszer végén van. (A tejüzem a Kossuth L. utca elején található.) Ezen két mérési pont alsó és felsı becslést ad az egész utca radontartalmára. A negyedik az MR/07-i átemelı-medence kimeneténél volt, ahonnan a környéken fekvı települések kapják az ivóvizet, az ötödik a MR/07-i kút, amely a legnagyobb hozamú fúrt kút ezen a területen. A második sorozat eredményeibıl meghatározható, hogy mikor a legmagasabb a radonkoncentráció egy napon belül. Ezt az idıintervallumot nevezzük csúcsidınek. A harmadik sorozat a csúcsidı dinamikájának felmérését célozta meg, ezeket a mintavételeket a RAD Lauder Laborral közösen végeztük. Több helyen egyszerre, félóránként vettünk mintákat a csúcsidıben. Az eredmény azt mutatta, hogy a vezetékekben néha az aktivitás 30 %-a „eltőnik”. A fúrt kút aktivitása állandó. A kevert víz, és a trefortpusztai tározóból jövı víz aktivitása idıbeli változást mutatott, és ezt a koncentráció csökkenést követte a vízhálózatban utána következı kutak aktivitása is. Ennek a magyarázata az lehet, hogy a tározókban a víz és levegıszint mindig változik, mert a trefortpusztai tározó feltöltése nem folyamatos. Így több, illetve kevesebb radon tud kipárologni a tározó levegıjébe. Ennek függvényében változik a vízhálózatban a radon-koncentráció. A negyedik méréssorozat a az MR/07-i átemelı-medence vizének és levegıjének radonkoncentrációját kívánta mérni. A konkrét cél az volt, hogy a tározó vízállása és a szellıztetés hogyan befolyásolja a levegı, illetve a víz radon-koncentrációját. A levegı radonszintjét MARKUS 10 levegı radonmérıvel végeztük. Egy napon keresztül vizsgáltuk a tározóból kimenı víz fajlagos aktivitását, és a tározó levegıjét. A tározóból óránként vettünk vízmintát, és az MR/07-i fúrt kútból is vettünk mintákat, hogy a befolyó, nyers víz aktivitás - változását ellenırizhessük. Levegımintákat is gyakran vettünk - de lehet, hogy túl gyakran -, mert 3 értékelhetı eredményt kaptunk csak. Valószínő, hogy a tározó levegıje nagyon páradús volt, ez megzavarhatta a mérımőszert. A mérések kiderítették, hogy a radon a tározó levegıjében nem egyenletesen oszlik el. Ha 1 méterre a víz szintjétıl mértünk, jóval kisebb radon-koncentrációt kaptunk, mint amikor 40 cmnél mértünk. Ez arra enged következtetni, hogy egy úgynevezett "radon-párna" alakul ki a víz felszíne felett. Ha a tározót szellıztetve próbáltuk csökkenteni a víz radonszintjét, csökkent is, de nem olyan rohamosan, mint ahogy azt elképzeltük. Ha befejeztük a szellıztetést, akkor valamelyest nıtt a víz és a levegı fajlagos aktivitása. Közben a tározóból kifogyott a víz, illetve az alsó bója szintjéhez ért a vízszint, így bekapcsolt a két kút, ami megzavarta a mérést. Friss víz

16

került a kútba növelve a radonkoncentrációt. Ezért el kellett végeznünk még egy mérést. Az ötödik mérést újra itt a víztározónál végeztük. Figyelembe kellett vennünk a levegı radon-koncentrációjának inhomogenitását is, ezért a vízfelszín felett mindig ugyanolyan magasságban vettünk mintát. Az úszóbójás mérést választottuk. Két, 2 literes mőanyag palackból, és egy 5 literes mőanyag kannából tutajt építettünk, ügyelve arra, hogy a tutaj stabilan ússzon a vízen. Ezt a szerkezetet a tározó vízfelszínére helyeztük, és egy 8 méteres benzincsövet erısítettünk rá. A benzincsı másik végét ismét MARKUS 10 levegıradon-mérıre csatlakoztattuk. Ezzel elértük, hogy mindig ugyanolyan távolságra a vízfelszíntıl vettünk levegı mintákat, attól függetlenül, hogy mennyi víz volt a tározóban. Elıször kb. 20 cm-re a vízfelszíntıl mértünk, de a mérımőszer nem mutatott aktivitást, ami nagyon furcsa, mert biztosan nem volt a tározó szellıztetve legalább 2, de inkább 4 hétig. Fel kellett volna gyülemlenie a radonnak a tartály levegıjében. Feltételeztük, hogy a nagy páratartalom „zavarja” a mőszert és ezért nem tud mérni. Ezért 40 cm-re tettük a benzincsı végét a víz felszínétıl. Akkor már sikerült 3-4 kBq/m3-es aktivitású levegıt mérni. A mérımőszerrel kb. 60 percenként lehetett mintát venni, mert a mintavétel bár gyors volt, de a mérés már nem. A mérés idıtartama 20 perc volt, de a mintavétel és a mérés után meg kellett szellıztetni a mőszert legalább kétszer, hogy a radon leányelemei ne tudjanak felhalmozódni a mőszerben. A hatodik, illetve hetedik sorozatban a radon kipárolgását mértük szabad vízfelületen laboratóriumi körülmények között. A hatodik sorozat elıtt egy radonkamrába uránföldet tettünk, majd két hét múlva egy pohár desztillált vizet helyeztünk bele. Egy hetet vártunk, hogy a kamra levegıjében lévı radon belemosódhasson a desztillált vízbe. Ez a folyamat könnyen végbemehetett, hiszen a kamrában a poharat nem fedtük le. Így egy enyhén aktív (kb. 20 Bq/l) vizet kaptunk. Egy hét elteltével kivettük a radonkamrából a desztillált vizet, és 5 cm mélyrıl mintákat vettünk 1, 2, 5, 10, 20, 30, majd 60 perc múlva. A mintavétel során - szemmel láthatóan - optifluor-o oldat került az orvosi fecskendırıl a víz felszínére, amely beterítette a vízfelszín egy részét, és befolyásolhatta a radon kipárolgását a vízbıl. A mérésbıl a kipárolgás sebességét nem tudtuk meghatározni, mindenesetre a kipárolgás karakterisztikus idejét sikerült megmérni. A várt néhány perc helyett óra nagyságrendben kell keresni. A hetedik méréssorozatnál a Juventus-forrás vizét használtuk, ez aktív (kb. 120 Bq/l) vizet ad. A vizet két fızıpohárba tettük, majd az egyiket állandóan kevertük néhány Hz-es szögsebességgel, a másikat nem kevergettük. A labor levegıjét nem cseréltük. 30 percenként mintákat vettünk mindkét vízbıl 1, illetve 5 cm mélységbıl. Most már ügyeltünk arra, hogy az orvosi fecskendırıl ne kerülhessen koktél a pohárban lévı víz tetejére. Minden mintavétel után mosószeres (desztillált) vízben mostuk el a tőt.

17

3. 2. 3. Az elsı sorozat eredményei (területi eloszlás)

A települések közelében 100-120 méter vastagságú gránitréteg található, amin csak a termıtalaj van. A gránit igen kemény kızet, és ezáltal a radont, mint gázt, sokáig tárolni tudja. A környéken lévı víz fajlagos aktivitása 5 Bq/l és 250 Bq/l közé esik. A mérés azt mutatta, hogy az ásott kutak fajlagos aktivitása kisebb, mint a terület vízmő-kútjaié, a fúrt kutaké. A különbség talán a kutak mélységébıl is eredhet, hiszen az ásott kutak nem érnek le a gránit-szintig (max. 32 méter), míg a települések ivóvíz készletének 77 %-át adó MR/07-i kút igen, vagy legalábbis közelebb van hozzá, mint az ásott kutak. A MR/07-i fúrt kút 146 méter mély, ami legalább 110 méterrel mélyebb, mint az ásott kutak. (Az eredmények: 6. táblázat.) Az eredményekbıl megállapítható, hogy az MR/07-i fúrt kút aktivitása a legnagyobb, közel 250 Bq/l-es, ami magas aktivitásúnak mondható. A trefortpusztai tározó már a kevert vizet kapja, amit az MR/05-i és az MR/07-i kút vizébıl a megfelelı arányban (1:3,4) kevernek. Azért lehet kisebb aktivitású a tározó vize, mert az MR/05-i kút vizének aktivitása jóval kevesebb, mint az MR/07-i kúté (35 Bq/l).

Település

MR/09

MR/05

MR/07

Hely

Trefortpusztai tározó Trefortpusztai tározó 5 perccel késıbb Öt-vályú forrás Pince forrás MR/09 alsó, vezetékes közkút Kossuth u., fürdıszoba Polgármesteri Hivatal, mosdó Szılıhegy, ásott kút (32 m) MR/05-i kút MR/05-i kút 5 perccel késıbb Hısök tere, ásott kút MR/07-i kút MR/07-i kút 5 perccel késıbb alsó vezetékes közkút Fı utca I., ásott kút Fı utca II:., ásott kút Fı utca.I., fürdıszoba felsı vezetékes közkút

Fajlagos aktivitás (Bq/l) 79,8 82

Hiba Bq/l

74 100 29 29,1 98,6 32,5 35,1 36,7 11,2 243 248 91,7 5,1 3,3 62,2 36,9

4 5 2 2 5 2 2 2 2 10 10 5 1 1 4 3

6. táblázat: Vízminták aktivitása 1998.07.19-én

18

4 4

MR/09 az ivóvizet a trefortpusztai tározóból kapja, ami a fent említettek miatt közel 80 Bq/l-es aktivitású, bár mint késıbb kiderült, az aktivitás-csökkenés nem csak a keverés miatt lép fel. Észrevehetı, hogy a tározótól a vezetékes vízrendszerben egyre messzebb lévı fogyasztók egyre kisebb aktivitású vizet kapnak. Az MR/09-i forrásvizek aktivitása kevesebb, mint az MR/07-i kúté. Ez az eltérés származhat a források mélységébıl, a talajrétegek vastagságának változásából és a mintavétel körülményeibıl, hiszen láttuk, hogy ez is nagymértékben befolyásolja a mérés eredményét. Az MR/07-i vezetékes rendszer elején nagyobb aktivitású (91,7 Bq/l) víz van, mint a trefortpusztai tározóban. Itt a közkút jóval közelebb van az MR/07-i tározóhoz, mint a trefortpusztai tározó, ez bizonyítja, hogy amíg az MR/07-i tározóból a trefortpusztaiba, vagy az MR/07-i közkúttól a feljebb lévı Kossuth L. utcáig eljut a víz, veszít az aktivitásából, tehát fontos lehet az aktivitás szempontjából a vezetékrendszer hosszúsága is. Az aktivitás- csökkenés persze származhat még a vezetékrendszer kihasználatlanságából is, hiszen ha nem túl gyakran használják a vezetékes vizet, akkor a csıben lévı radon 3,8 nap alatt

felezıdik. Nem

elhanyagolható szempont azonban a fogyasztás sem.

3. 2. 4. A második sorozat eredményei (a radon-koncentráció 1 napos változása)

A második méréssorozat 5 fı helyre koncentrált. 3 helyen (Tejüzem és Kossuth L. u. közkútja, Iskola) 2 óránként, 2 helyen hosszabb idıtartamonként vettünk mintát. Az eredmények az 1. ábrán láthatóak. Ezzel a méréssel a radonaktivitás egy napon belüli változását (a fogyasztástól való függését) szerettük volna kimutatni. A 1. ábra adataiból nem igazán derül ki a radondinamika; hogy teljes képet kapjunk, több helyen, hosszabb ideig kellene mérni. Az ábrán látható, hogy az MR/07-i kút aktivitása a legnagyobb, bár este csökken, de a következı nap délben már újra 320 Bq/l-es. Említésre méltó az iskola magas aktivitása. Ezeket a mintákat az ebédlı egyik csapjáról vettük, tehát a gyermekek is ezt isszák, ihatják egész nap nyolc éven keresztül. Látható, hogy itt a víz aktivitása a nap szinte minden órájában több mint 100 Bq/l, a déli órákban viszont megemelkedik az aktivitás.

19

Fajlagos aktivitás (Bq/l)

340 320 300 280 260 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0

fekedi kút szebényi kút Tejüzem Kossuth L. u. 103. Iskola

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Eltelt idõ (perc)

1. ábra: Az ivóvíz aktivitásának ingadozása: 1998.10.12. 1200 - 1998.10.13 1300.

Kossuth L. u. 103.

60

Tejüzem


50

40

30

20

10

0 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

Eltelt idõ 1998.10.12 12 óra óta (perc)

2. ábra: Tejüzem és Kossuth L. utcai közkutak aktivitása

A 2. ábra adatai a Kossuth u. elején (Tejüzem) és közepén (Kossuth L. u.) található közkutak aktivitását mutatja. A közkutak aktivitása az esti órákban megnı, amit a tározók feltöltésének idıfüggése nélkül nehéz megmagyarázni. Valószínő, hogy a vízfelhasználás este 20

nagyobb, mint nappal, hiszen este az emberek otthon tartózkodnak, az állatokat is itatják, így megnı a vízfelhasználás. Az aktivitás-növekedés éjfélig tapasztalható, ami azt jelentheti, hogy a nagymennyiségő vízfelhasználás megszőnik, éjfél után a vezetékrendszerben „pihen” a víz, ezáltal csökken az aktivitás. Reggel, amikor az emberek elkezdik használni az ivóvizet, újra megnı az aktivitás. Látható, hogy ha egy magasabb aktivitású víz érkezik a Tejüzem elé, akkor ez a magasabb koncentráció kb. 60 perc múlva jelenik meg a Kossuth L. utcai közkútnál. A Tejüzem elıtti közkút vizének éjfél elıtti aktivitás-csökkenése a kis felhasználással magyarázható, hiszen lehet, hogy nem lett teljesen kiengedve a víz a csapból, így sokkal több ideig pihenhetett a vezetékrendszerben, mint a Kossuth L. utcai, hiszen a közkút a fıvezetékrendszertıl bizonyos távolságra van. Ha a rácsatlakozási vezetékben található víz nem lett teljesen kiengedve, meghamisíthatja az eredményeket. Az MR/07-i kútnál és az iskolánál déli órákra tehetı a csúcsidı, a Kossuth L. utca elején és a közepén a csúcsidı eltolódik több órát ehhez kúthoz képest. Az MR/05-i kút aktivitása nagyfokú állandóságot mutatott, tapasztalatunk szerint a kút aktivitását a fogyasztás nem befolyásolja.

3. 2. 5. A harmadik sorozat eredményei (a vízhálózat-rendszer csúcsidı-dinamikája)

A harmadik sorozat a napi csúcsidıszak során a radon-koncentráció terjedését próbálja kimutatni. Ennél a mérésnél a RAD Lauder Labor munkatársai és helyi diákok végezték a mintavételeket. A 3. ábrán a harmadik sorozat eredményeit tartalmazza. A világos táblázatok az 1998.11.10-én mért aktivitásokat mutatják, a sötét alapú táblázatok az 1998.11.11-én vett minták eredményeit tükrözik. A település-rendszert ellátó MR/07-i átemelı - medence aktivitása nem változik, ennek ellenére a trefortpusztai tározóé igen - 180±30 Bq/l - , ami felettébb meglepı. Az eredményekbıl kitőnik, hogy az iskola és a Zrínyi u. egy vezetékrendszeren van, s az iskola van közelebb a tározóhoz. A Tejüzem és a Tanács u. pedig minden bizonnyal az MR/09-i tározóból kapja az ivóvizet, hiszen itt az aktivitás-értékek jóval alacsonyabbak. A november 10-én mért eredményekbıl kiolvasható, hogy a trefortpusztai tározóban 12 óra után aktivitás-csökkenés tapasztalható, ezt a csökkenést az iskolánál csak 12:30 után figyelhettük meg. Ez azt jelentheti, hogy a víz a tározóból legalább fél óra alatt ér el az iskoláig. A MR/05-i tározó vizének aktivitás-értékei alacsonyabbak, mint a trefortpusztaié, ami szintén az MR/05-i tározó messzesége miatt adódhat. Itt is észrevehetı az aktivitás-növekedés, de sajnos 12 órakor nem vettünk mintát, így nem tudhatjuk, hogy az aktivitás-ingadozást a víz vagy a mintavételi hibák okozzák. Az MR/05-i közkútnál a 12:30-kor mért 43,62 Bq/l-es aktivitás nagyon kilóg a sorból, valószínő, hogy a mintavétel közben adódhattak problémák,

21

amelyek erısen kihatottak az eredményre. A közkútnál is megfigyelhetı a víz aktivitásának enyhe növekedése éppen úgy, mint az MR/05-i tározónál. A MR/07-i közkút november 10-én a mérés ideje alatt valószínőleg a tározóból, 11-én pedig az átemelı medencébıl kapta a vizet, mivel a 10-én mért értékek fele akkorák, mint a 11én mértek. Az átemelı-medencébıl pedig mindig "friss", tehát radonban gazdag vizet kap a tározó. A tapasztalat szerint a koncentráció-gradiens a forrás felé mutat. Az aktivitás 10-én a tározó felé növekedett, ami alátámasztja, hogy onnan indult el. 11-én pedig pont fordítva. Ezzel a gondolatmenettel alátámasztható az elızı tapasztalati megállapítás.

Trefortpuszta

tározó

közkút felsõ 13:16

44,88

5:40

70,45

MR/07

12

180,8

12:30

167

13

152,2

13:30

213

közkút alsó 13:20

36,97

12:13

272,1

6:05

91,31

13

262,8

13:30

258,8

fúrt kút

10

174,3

10:30

181,5

11

133,3

11:30

101,7

12:30

194,2

13

163,5

13:30

146,1

átemelõ

12:30

166,5

13

165,9

13:30

167,7

44,71

10

38,16

161,8

Tejüzem MR/09

iskola

Tanács u. Zrínyi u.

14

tározó

168,5

9:30

10:30 40,04 9:30

12:15

tározó

12:37

132,8

13

138,7

13:30

141,5

90,79

14:30

85,97

15

84,49

15:30

96,39

11:49

37,33

12:30

33,58

13

41,89

13:30

23,25

közkút fúrt kút

12:30

43,62

13

105,1

13:30

117,2

MR/05

3. ábra: 1998.11.10-1998.11.11. Csúcsidı-dinamika

3. 2. 6 Negyedik sorozat eredményei (az MR/07-i átemelı-medence levegıjének és vízének vizsgálata I.)

A negyedik sorozat mintáit 1999.03.05-én vettük az MR/07-i kútnál és az MR/07-i átemelı-medencénél. Ezt a harmadik sorozat azon megállapítása miatt végeztük el, hogy amíg az MR/07-i átemelıbıl közel azonos aktivitású ivóvíz indul a trefortpusztai tározóba, addig a 22

tározó kimeneténél a víz aktivitása változik. A negyedik sorozatban sikerült újra kimérni a MR/07-i fúrt kút vizének aktivitását, ami ismét közel állandó 350±5 Bq/l-es aktivitást mutatott. A MR/07-i átemelı aktivitása is állandónak mondható. Ezt a tényt az elızı méréssorozatból is megállapíthatjuk, bár akkor nem mértünk ilyen hosszú idıintervallumban. 11:07-kor az átemelı szivattyú beindult, majd

12:00-kor, mikor az alsó szintjelzı bójáig fogyott a vízszint a

tározóban, a szabályozó-rendszer elindította az MR/07-i és az MR/05-i kutakat. A 3. ábrán láttuk, hogy a tározó aktivitása nem változik annak ellenére sem, hogy idıközben bekapcsolt az MR/07-i és az MR/05-i kút is. Nem zavarta meg a kút vizének aktivitását az sem, hogy levegı-mintavétel közben a tározó ajtaja egy kis ideig néha nyitva volt. A levegıradon-mérı (MARKUS 10) elıször 6, 2, 0, majd 1, de 16 Bq/l-es levegıt is mért, attól függıen, hogy milyen magasan vettünk mintát a víz felszíne felett. Ezért ezekbıl az eredményekbıl nem lehet messzemenı következtetéseket levonni. Az egyes méréseket különálló mérésekként kell kezelni. A 16000 Bq/m3-es eredményt a tározó vízfelszíne felett kb. 40 cm-rel mértük. Ha ez a levegı homogén módon kitöltötte volna a tározó légrétegét ugyanilyen aktivitású levegıvel, és már az egyensúly beálltát megvártuk volna, s közben a szellıztetést megszüntettük volna, akkor a tározó vizének fajlagos aktivitása kb. 4 Bq/l-es lenne, mivel az egyensúlyi állapotban a levegı-víz arány 4:1. (Deák Nikoletta: Szakdolgozat 1995 Atomfizikai Tsz.) A tározó henger alakú kb. 80-100m3 térfogatú, amelynek van egy 1 m2-es ajtaja. A tározó alapja kb. 12 m2, tehát ajtaja a víz felületéhez képest kicsi. 300 perc után (15:00-kor) végleg kinyitottuk a tározó ajtaját, s ennek következtében kissé csökkent az átemelıbıl kimenı víz aktivitása. Sajnos abbahagytuk a mérést, ezért kellett megismételni újra, és ezt az effektust kimérni az ötödik mérési sorozatban.

23


360 350 340 330 320 310 300 290 280 270 260 250 240 230 220 210 200 190

fekedi kút fekedi átemelõ

0

50

100

150

200

250

300

350

Eltelt idõ 1999.03.05. 10 óra óta (perc)

4. ábra: A MR/07-i medencénél 1999.03.05-én vett minták aktivitása

3. 2. 7. Az ötödik sorozat, (az MR/07i átemelı-medence vizének vizsgálata II.)

Az ötödik mérési sorozatot 1999.04.06-án végeztük, ismét az MR/07-i átemelımedencénél, az átemelı-szivattyú utáni csapból vettük a mintákat. Az eredményeket és az idıbeli változásokat az 5. ábra mutatja. Amikor odaértünk az átemelı-medencéhez, azonnal kinyitottuk a tározó ajtaját. Azt szerettük volna megmérni, hogy ez a tény hogyan befolyásolja a medencében lévı víz aktivitását. Az ajtó felülete jóval kisebb, mint a tározó alapterülete, s ezáltal a tározóban lévı víz felszíne is, emiatt kicsi effektusra számítottunk. A 7. ábráról leolvasható, hogy az elsı hat (8:18-9:08) vízminta aktivitása csökken, majd hirtelen ugrás látható a hetedik (9:18) minta aktivitásában. Idıközben becsuktuk a tározó ajtaját (9:12), hogy az aktivitás-csökkenést is megfigyelhessük a vízmintákban. Szerencsétlenségünkre pontosan ez idı tájt (9:17) kapcsolt be a MR/07-i átemelı-szivattyú. Pontosan emiatt a tény miatt nem mondhatjuk meg ezekbıl az eredményekbıl egzaktul, hogy az aktivitás-növekedés mi miatt lépett fel: az ajtó becsukása, vagy az átemelı-szivattyú miatt; de valószínőbb, hogy az átemelı szivattyú okozta az aktivitás-növekedést, hiszen az ajtó felülete jóval kisebb, mint a tározó vízfelszíne, s ez csak kevéssé befolyásolhatja az aktivitás-változást, sokkal több idıre lenne szükség, hogy ez a hatás érvényesüljön.

24

Nagyon furcsa, hogy az aktivitás-növekedést az átemelı szivattyú okozza, mert ha ez beindul, akkor csökken a víz a tározóban és nı a levegıtérfogat. Emiatt kellene csökkennie még jobban az aktivitásnak, de az aktivitás a fent felsoroltak ellenére növekedik. Valószínő megoldás lehet, hogy addig, amíg nem indult be az átemelı - szivattyú, a csıben „fáradt” víz lehetett, ami kevesebb aktivitást is jelent. Abban a pillanatban, mikor az átemelı - szivattyú beindult, a tározó vize került a csıbe is, és ettıl kezdve végig a mintavevı csapnál a tározó vizét lehetett venni. A szivattyú nem állt le a mérés végéig.

260.00

240.00

F a jla g o s a ktivit s (B q /l)

220.00

200.00

180.00

160.00

140.00 0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

Eltelt id 8:18 ta (perc) 5. ábra: Az MR/07-i átemelı-medence vízének fajlagos aktivitása 1999.04.06-án

25

A szivattyú bekapcsolódása után fél órával kinyitottuk az ajtót, ezután a tározó vizének aktivitása lassan csökkenni kezdett. Ennek sebességét a következı fejezetekben tárgyaljuk.

3. 2. 8. Az MR/07-i kút aktivitásának évszakos vizsgálata

Összehasonlíthatjuk az MR/07-i fúrt kút aktivitásszintjének változását 1998 nyarától 1999 tavaszáig terjedı idıintervallumban (6. ábra). Látható, hogy a kút aktivitása tavasszal nagyobb, mint nyáron, ami pontosan az ellenkezıjét mutatja, mint amit a Velencei-hegységben a Szőcs-kútnál vett mintáknál tapasztalt Halász István, hiszen ott ısszel és télen a minták aktivitása magasabb volt, mint tavasszal. Az eltérés talán abból eredhet, hogy a Szőcs-kút vize forrásvíz, és a minták a víz felszínérıl lettek véve, a MR/07i vízminták pedig közvetlenül a mintavevı csapról, ami a 146 méter mélyrıl jön a felszínre. (Halász István: Szakdolgozat Atomfizikai Tsz. 1999) Érdekes lenne az idén nyáron is mintákat venni, s összehasonlítani a tavaly nyáron vett minták aktivitásával. Érdemes lenne folytatni több éven keresztül a méréseket.

400


300

200

100

0 1998 júl.

1998. okt.

1998. nov.

1999. márc.

6. ábra: Az MR/07-i kút fajlagos aktivitása 1998 júliusa és 1999 márciusa között

26

3. 2. 9. Laboratóriumi mérések

1. A radon-kipárolgás mérése

Az elızı sorozat eredményei megmutatták, hogy a radon valamilyen sebességgel kipárolog a szabad vízfelületen. Azt szerettük volna kimérni, hogy mennyi idı alatt csökken a felére a fızıpohárban lévı radonos víz aktivitása. A 7. ábra tartalmazza a radonkamrás kísérlet eredményeit, amelyekbıl látható, hogy az aktivitás (18±2 Bq/l) a mérés idıtartama alatt nem nagyon változott - illetve hibán belül nem - az utolsó vízmintáig. Az utolsó mintánál már a vízminta aktivitása lecsökkent 7,54±1 Bq/l-re, amit az oldat 4 percen keresztüli lötykölésével értünk el. Sajnos az aktivitások nem elég magasak, emiatt nem lehet olyan könnyen kimutatni a csökkenést, bár látszik, hogy a víz körkörös mozgatásával elısegíthetı a radon-kiáramlás. Rövid idıközönként és rövid ideig vettünk mintákat, mivel gyors (néhány perces) kipárolgásra számítottunk. Ez a mérés megcáfolta a feltételezést. Ezért volt szükség a hetedik mérési sorozatra. 24.00

Fajlagos aktivit s (Bq/l)

20.00

16.00

12.00

8.00

4.00 0.00

20.00

40.00

60.00

80.00

Eltelt id 1999.04.22. 17:18 óta (perc)

7. ábra: Perces nagyságrendő kipárolgás mérés

27

100.00

2. A radon-kipárolgás mérése nyugvó és forgó vízbıl

A hetedik sorozatra azért volt szükség, mert az elızı sorozatnál kevés idıt „adtunk”" a radonnak, hogy ki tudjon párologni a fızıpohárban lévı víz szabad felületén. A minták aktivitása alacsony (20 Bq/l), hibájuk ennek függvényében arányosan nagyobb százalék volt. Ebben a sorozatban a Juventus-forrás vizét használtuk radonban gazdag vízként. Két pohárba öntöttük a forrásból hozott vizet, az egyiket egy mágneses keverı segítségével állandóan kevertük (1-2Hz-es fordulatszámmal), mindkét pohárból 1, illetve 5 cm mélységbıl mintákat vettünk. Az eredményeket a 8-12.ábra mutatja. egycm 140

ötcm ötcmp


120

egycmp

100

80

60

40

20

0 0

100

200

300

400

500

600

eltelt idõ (perc)

8. ábra: 1999.04.28-án mért Juventus forrás vizének aktivitása különbözı feltételekkel

A következı ábrák függıleges tengelyei logaritmusos beosztásúak.

28


1 cm mélységben 100

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000 1100

Eltelt idõ 1999.04.28. 13:43 óta (perc)

9. ábra: 1 cm mélységben a Juventus-forrás fajlagos aktivitása

Fajlagos aktivités (Bq/l)

5 cm mélységben 100

-100

0

100

200

300

400


10. ábra :5 cm mélységben a Juventus-forrás fajlagos aktivitása

29


1 cm mélységben, keveréssel 100

10

0

100

200

300

400


11. ábra: 1 cm mélységben a Juventus-forrás fajlagos aktivitása, keveréssel

5cm mélységben keveréssel


100

10

0

50

100

150

200

250

300

350

400


12. ábra: 5 cm mélységben a Juventus-forrás fajlagos aktivitása, keveréssel

Azt láthatjuk, hogy hibán belül megegyezik az 1, illetve 5 cm-es mélységbıl vett minták −

fajlagos aktivitása, tehát nincsen koncentráció-gradiens. Az

A = A0e

t

τ és a

T1 = τ ln 2 2

30

radioaktív bomlásnál érvényes összefüggések segítségével az adatokra illesztett egyenesek meredekségébıl és hibájából kiszámolható, hogy mennyi idı alatt csökken - az egyes körülmények között - a vízminták fajlagos aktivitása a felére. Ezek az egyenesek valójában exponenciális görbék a logaritmusos tengelyskála miatt. Az 1 és 5 cm mélyen vett mintáknál ez a karakterisztikus idı 303 perc, ha néhány Hz-es szögsebességgel keverjük, akkor 105 perc. Ez igen meglepı. Ugyanezzel a módszerrel illesztettünk görbét az 5. mérési sorozatnál (a MR/07-i átemelı-medence 1 napos vizsgálata) kapott eredményekre. Ekkor 1200 perc adódott, tehát négyszer több idı szükséges ahhoz, hogy a MR/07-i tározó fajlagos aktivitásszintje felére csökkenjen. A négyszeres idı a tározó ajtajának (kb.1 m2) és vízfelszínének (kb. 13 m2) nagy különbségével magyarázható. Ez is alátámaszthatja azt a feltételezést, hogy zárt térfogatban a vízfelszínen egy ún. radonpárna alakul ki, ami nem nagyon keveredik a tározó levegıjének fentebbi légrétegével.

A radon kipárolgása a vizek aktivitásának csökkentése során alapvetı folyamat. A nagy aktivitás problémájával ugyanis foglalkoznunk kell, hiszen ezen a területen majd 2000 ember él, és ık naponta konfrontálódnak ezzel a kérdéssel. Többféle módszert próbáltunk kidolgozni az ivóvizek fajlagos aktivitás-csökkentésére. Egy lehetséges megoldásnak tőnt a mérések folyamán, ha a tározók levegıjét szellıztetnénk. Szimulációs programot is készítettünk e problémára, de a mérések folyamán kiderült, hogy a radon nem párolog olyan gyorsan a vízbıl, mint feltételeztük. Így hiába szellıztetnénk a tározó levegıjét, a nagy fogyasztás miatt gyorsan távozik a víz a tározóból, és nem tud kipárologni a radon a vízbıl, így a vízhálózatba kerül. Mondhatnánk erre, hogy építsenek egy jóval nagyobb tározót, s ekkor majd lesz a radonnak ideje a vízbıl kipárologni, de ez a megoldás igazából újabb problémákat vet fel - nem is beszélve a financiális megkötöttségekrıl - pl. közegészségügyit, ugyanis nem tesz jót bakteriológiai szempontból, ha a víz sokáig áll egy helyen. Másik megoldás lehet - amivel csökkenthetı az aktivitásszint - a keverés vagy csobogtatás, bár ezek nehezebben valósíthatók meg, de hatásosabbak és - mindenekelıtt olcsóbbak, mint az elızı megoldás. Optimális megoldás lehetne a keveréssel vagy csobogtatással együtt a szellıztetést is üzembe állítani. Véleményem szerint így lehetne a legnagyobb mértékben csökkenteni az ottani ivóvíz fajlagos aktivitását.

31

4. Összefoglalás A mérésünk célja az volt, hogy: -

Felmérjük a Mórágyi Rögön és közelében fekvı települések lakáslevegıinek radon aktivitás-koncentrációját.

-

Az ez alapján érdekesnek talált területeken megvizsgálni, hogy a magasabb radontartalom jelentkezik-e a felszín alatti vizekben is.

-

Megvizsgálni, hogy a természetes vizek aktivitása hogyan jelentkezik a vezetékes ivóvízben.

A várakozással ellentétben (hiszen gránitról van szó) a Mórágyi Rög gránitjára épült településeken nem találtunk magas lakótéri radon aktivitás-koncentrációt. Ez azt jelenthette, hogy a gránit vagy nem tartalmaz nagy mennyiségben uránt, illetve rádiumot. vagy olyan tömör, hogy a radon nem tud kidiffundálni belıle. A térségbıl kapott kızetmintákat megvizsgálva a kızetet nagyon tömörnek találtuk. Ez a tömörség lehet tehát a lakáslevegıben mért alacsonyabb radonszint magyarázata. Ez utóbbit látszik igazolni, hogy a gránittömb már erodált szélére épült településeken viszont találtunk magas radon aktivitás-koncentrációt.

A körzet vizeinek elıször a területi eloszlást határoztuk meg, majd kiderítettük, hogy a magas aktivitás egy - a település-rendszert 77%-ban ellátó - mély fúrt kút miatt van.A következıkben meghatároztuk egy 24 órás méréssel, hogy mikor van a vízrendszerben a víz fajlagos aktivitásának maximuma. Ezekután csúcsidı-dinamikát mértünk. Kiderült, hogy a radontól származó aktivitás egy része eltőnik a vezetékrendszerben, s az is, hogy amíg a fúrt kút vizének aktivitása nem változik idıben, addig a tározóké függ a fogyasztástól, a víztározók felépítésétıl is. Végezetül megvizsgáltuk néhány geometriailag hasonló esetben a radon kipárolgásának gyorsaságát. Eredményeink azt mutatják, hogy a vízbıl magától, ha nyugalomban hagyjuk 5-6 óra alatt, ha kissé (1-2 Hz szögsebességgel) kevergetjük 1-2 óra múlva csökken az aktivitás a felére. Ez az idı jelentısen csökkenthetı a keverési sebesség növelésével, illetve a vízfelszín növelésével (pl. porlasztás). A radon vízbıl történı kipárologtatása a vizek aktivitásának csökkentése

során

kap

jelentıséget.

Néhány

gondolatot

radonkoncentrációjának tározóbeli csökkentésének lehetıségeirıl is.

32

felvetettünk

a

vizek

Irodalomjegyzék Radon-22 elleni sugárvédelem lakásokban és munkahelyeken ICRP 65 kiadvány magyar fordítása, fordította Kertész Zsófia KLTE 1993 Nationwide Occurance of Radon and Other Natural Radioactivity in Public Water Supplies, EPA 520/5-85-008, 1985 October. Hunyadi Ilona, Hakl József: Radon mérések Mátraderecske térségében Kutatási jelentés 1992. Marx György: Atommag-közelben (Mozaik Kiadó, 1996) Kiss Dezsı Atomfizika (Nemzeti Tankönyvkiadó, 1994) Tóth Eszter: Lakótéri radonszint a Mórágyi Rög környékén lévı falvakban (Rad Lauder Laboratórium, 1998) Limiting Values of Radionuclide Intake and Air Concentration and Dose Conversation Factors, EPA 520/1-88-020, 1988. Tóth Eszter, Marx György és Nagy Béla: Különlges geológiai aktivitás a Mátraalján (Magyar Tudomány, 1996/4) Lázár István: A radon egészségi hatásai (Szakdolgozat ELTE TTK, 1996) Cziegler István: hálószobák radonjától a geológia felé (Földtani örökségünk pályázat, 1998) Gonczlik Tímea: Mátraderecskei talajminták uránkoncentrációjának vizsgálata (Szakdolgozat, ELTE TTK, 1996) Rad Lauder Laboratórium radonmérési protokollja Tóth Eszter: Radon a magyar falvakban (Fizikai szemle, 1992/2) Szabó Endre: A természetes földgáz (metángáz) radioaktivitásáról (Fizikai Szemle 1993/7) Deák Nikoletta: Vízminták radontartalmának meghatározása (Szakdolgozat, ELTE TTK, 1995)

33

Mellékletek 1. A radon aktivitás-koncentrációjának meghatározása levegıben

A RAD Lauder Labor 1992 óta méri Magyarországon a lakótéri radon aktivitáskoncentrációját. A mérésére azt a világszerte elterjedt eljárást alkalmazzuk, amelyben a négyzetcentiméter területő, úgynevezett nyomdetektor-lapocskát kis mérető dobozban helyezik ki a mérendı szobába 2-3 hónapra. A dobozban néhány órán belül ugyanakkora radonsőrőség alakul ki, mint a vizsgált szobában. A dobozban lévı radioaktív bomlások a nyomdetektor-lapon mikrosérüléseket okoznak. Ezeket a sérüléseket kémiai maratással (elıhívással) mikroszkóppal látható mérető nyomokká lehet nagyítani, majd a nyomokat megszámlálni. A detektornak a szobában eltöltött idejét ismerve a nyomok számából kiszámítható a szoba levegıjének radonszintje. A kiszámításhoz ismert radon-koncentrációjú kamrában tartott nyomdetektorok kalibrálási tényezıjét kell tudni. Az általunk használt nyomdetektort a világszínvonalú angliai National Radiation Protection Board (Didcot) számunkra 80%-os árengedménnyel biztosítja. Ugyanezen intézetnél ingyen végzik számunkra a kalibrálást. (A szponzorálás oka: ismerik a fiatalokkal ingyenesen végzett munkáink eredményeit.) Detektorainkon 1 nyom jelentkezik 1 négyzetmilliméteren, ha a detektor 1290 Bq/m3·nap besugárzást kapott, azaz például 30 napon át volt egy olyan helyiségben, ahol légköbméterenként 43 radonatom bomlott el 1 másodperc alatt. A detektorok dobozolását a Lauder Iskola diákjai végzik. A kész detektorokat a mérésben résztvevı falvak iskoláinak diákjai helyezik el a házakban. A detektorok 2-3 hónap után visszakerülnek a Lauder Iskolába, ahol adminisztrációjuk, kémiai maratásuk, számlálásuk, értékelésük történik. Egy teljes mérési ciklus szeptemberben kezdıdik és következı júniusban ér véget. Ez alatt háromszor rakunk ki detektort ugyanabba a lakótérbe: szeptemberben, december elején, március elsı hetében. Kezdetben méréseinket az Eötvös Egyetem Atomfizikai Tanszéke rendszeresen ellenırizte, hitelesítette és jónak találta. 1994-tıl kezdve részt veszünk az Európai Közösség által szervezett nemzetközi összehasonlító bemérésen, ahol méréseink minıségét az átlagosnál határozottan jobbnak ítélték. 1999-ben az összehasonlító bemérés (Intercomparision) bizottsága szerint a világon a 11-dik legpontosabban mérı laboratórium a RAD Lauder Labor. Egészségi kockázat szempontjából a radonszintet éves átlagban szokás megállapítani. Mi az éves átlag megállapításához három évszakos, 3–3–3 hónapos (ısz, tél, tavasz) kihelyezést választottuk. Az éves átlagot az egyes évszakokban mért adatoknak a besugárzási napokkal

34

súlyozott átlagértékét tekintjük éves átlagnak, ahol a nem mért nyári adatot az ısz és tél átlagának ötödével becsüljük az 1992 nyarán, ıszén és 1993 telén Mátraderecskén 420 lakótér mérésével szerzett tapasztalataink alapján.

Éves menetrend

Minden tanév elején megérkeznek Angliából az új kampányhoz szükséges detektorok. A méréshez használt dobozokat elmossuk, majd a detektorokat beleragasztjuk a megszáradt dobozokba. A kész mérıeszközöket falvanként csoportosítva postára adjuk. Ezután az adatbázisunkba bejegyezzük, hogy melyik számú detektor melyik faluba került. Vidéki munkatársaink a küldött eszközöket szétosztják a település házaiban, miközben pontosan feljegyzik, hogy melyik detektor melyik házba került. A kitöltött őrlapot visszaküldik nekünk, mi pedig bevisszük a címeket az adatbázisba. A detektorok a mérendı szobában vannak közel három hónapig. December elejére elkészítjük a második ciklusban alkalmazott detektorokat. Ezeket a cserelapokkal (Ezen már szerepelnek a visszaküldött címek, illetve a hozzájuk tartozó detektorszámok.) együtt adjuk postára. A vidéki gyerekek most nem csak kiosztják a detektorokat, hanem összeszedik az elmúlt idıszakban ott lévıt. Ez ismét visszaküldik nekünk. A visszaérkezett detektorokat kibontjuk, majd kiértékeljük. A kiértékelés eredményét megküldjük az együttmőködı iskoláknak. Március elejére ismét elkészítjük a detektorokat. A korábbiakban leírt cserélési és kiértékelési folyamat újra lejátszódik. Június elején már csak egy begyőjtılapot küldünk, amelynek alapján a gyerekek össze tudják szedni a kint lévı detektorokat. Megérkezésük után ezeket is kiértékeljük, majd a 3 adat (ıszi-, téli-, tavaszi aktivitás-koncentráció) alapján meghatározzuk a szoba radonszintjének éves átlagát. Ezt az eredményt is megküldjük az érintetteknek.

Kiértékelés

A labormunkában a Lauder Iskola tanárai, és rengeteg diákja vesz részt a legkisebbektıl a legnagyobbakig. Mindenki megtalálja ugyanis a neki megfelelı és számára érdekes munkát. A legkisebbek a dobozok elmosogatásában, újracímkézésében segítenek. A nagyobbak már a számítógépet is tudják kezelni, így ık akár számolásban, akár beírásban is részt tudnak venni. A detektorok gyártásakor pedig mindenki tud valamit tenni, így senki sem unatkozik.

35

A laboratóriumi munka legfontosabb, és minden körülmények között betartandó elıírásait az ún. Radonmérési protokoll tartalmazza. Ez részletesen leírja a különbözı gyártási és kiértékelési folyamatok menetrendjét, és utasításait.

36

2. Radon-koncentráció meghatározás vizekben

Az alkalmazott módszer: Folyadékszcintillációs méréstechnika

Alapelvek

A folyadékszcintillációs detektálási módszer lényege, hogy egyes anyagokban radioaktív sugárzás hatására fényfelvillanás lép fel, vagyis a radioaktív sugárzás energiája bizonyos hatásfokkal fényenergiává alakul át. A látható fénykibocsátást nevezzük szcintillációnak. A szcintillátor és a radioaktív sugárzás kölcsönhatásának mechanizmusa két lépésre bontható: - A belépı radioaktív sugárzás energiát ad át a szcintillátornak, amelynek során az oldószer molekulái gerjesztett állapotba kerülnek. - A szcintillátorban a gerjesztett állapotban lévı molekulák foton kibocsátásával (szcintillációval) ismét alapállapotba mennek át.

A

szcintillátorok

-

halmazállapotukat

tekintve - lehetnek szilárdak vagy folyékonyak. A folyadékszcintillációs módszer igen jelentıs az α-sugárzó és a lágy β-sugárzó izotópok mérésénél, ahol a sugárzás hatótávolsága kicsi. Itt a radioaktív sugárzó anyag elkeveredik a szcintillátorral, ezért a kis hatótávolságú sugarak is okoznak felvillanásokat. Emellett további elıny, hogy a szcintillátor „körbeveszi” a radioaktív anyagot, ezért a detektálás térszöge 4π.

A szcintilláló folyadék komponensei és funkcióik

A folyadékszcintillációs keverék (koktél) három komponensbıl tevıdik össze. Ezek: oldószer (szolvens), primer és szekunder szcintillációs anyagok (foszforok). A gyakorlatban mérni kívánt minta – mivel elkeveredik a koktéllal - fizikailag és kémiailag is befolyásolhatja a koktél mőködését, s ezáltal a detektálási hatásfokot csökkentheti, vagy a szcintillációt kiolthatja (kioltás, vagy quenching). Ezért nem lehet általános receptet adni a folyadékszcintillátor-koktél összetételére, hanem mindig az adott feladatnak legjobban megfelelı koktélt kell összeállítani. Az egyes komponensek funkcióinak megértéséhez tudnunk kell, mi történik, ha radioaktív anyagot keverünk a koktélhoz. Az emittált részecskék energiáját a koktélban lévı (olcsó) oldószer molekulái abszorbeálják, s ennek következtében ık maguk is gerjesztıdnek. Ezt a gerjesztési energiát megırzik egészen addig, amíg nem ütköznek egy primer szcintilláló

37

molekulával. Ütközéskor gerjesztési energiájukat átadják, s a szcintilláló molekula ettıl az energiától fénykibocsátással szabadul meg (primer szcintilláció). Sajnos a primer szcintilláló anyagok által kibocsátott fény spektruma a szcintillációt figyelı fotoelektronsokszorozó érzékenységi tartományához nem teljesen jól illeszkedik, s ezért a detektálási hatásfok növelése érdekében szükséges egy újabb folyamatot közbeiktatni. A szekunder szcintilláló anyag a koktél által kibocsátott fény spektrumának maximumát az elektronsokszorozó fotókatódjának érzékenységi maximumába tolja el. A gerjesztett szekunder anyag molekulái alapállapotba való visszakerülésükkor koktél és fotókatód függı fényt emittálnak.

Elektromos impulzusok amplitudóspektruma

A szcintillátor által kibocsátott fény színe a koktélban lévı szcintilláló anyagok minıségétıl függ. A fotoelektronsokszorozó által adott elektromos impulzus amplitúdója viszont attól függ, hogy a radioaktív sugárzásból jött részecske végeredményben hány molekulát gerjesztett szcintillációra, s a kibocsátott fotonokat milyen valószínőséggel detektálta az elektronsokszorozó. Ez a következıktıl függ: - a α-részecske összenergiájától (minél nagyobb, annál több szolvens-molekulát tud gerjeszteni), - annak a valószínőségétıl, hogy egy gerjesztett szolvens molekula az energiáját egy primer molekulának adja át (és nem másnak), - annak a valószínőségétıl, hogy egy primer molekula által kibocsátott fény egy szekunderfotoelektront vált ki, - annak a valószínőségétıl, hogy a szekunder molekula által kibocsátott fényt a fotoelektronsokszorozó érzékeli. Ezt hívjuk fényhozamnak. Az elektronok általában közel 10 %os fényhozamot produkálnak, de pl. a

222

Rn 5 MeV-es α-részecskéi kb. csak 150 keV-es

elektronnak megfelelı energiát emittálnak ki. (Lásd 3. ábra)

A TRI CARB 1000A mérımőszer leírása

A küvettákban szállított vízminták radonkoncentráció-mérését a PACKARD TRI CARB 1000A folyadékszcintillációs spektrométerrel végeztem. A berendezésben kettı, egymással szemben elhelyezett fotoelektronsokszorozó figyeli a mintában történı felvillanásokat. A detektorokról érkezı jeleket koincidencia-áramkör szőri, majd egy analóg-digitál átalakító sokcsatornás analizátorra küldi. Az analizátor a jeleket nagyságuk szerint 4000 csatornába

38

válogatja szét. A gép bekapcsolása után ismert radioaktív izotóp segítségével kalibrálhatjuk a mőszert: esetemben

14

C-gyel történt a kalibrációs mérés (SNC: Self Normalization Counting),

amellyel az egyes csatornákhoz tartozó energiát állapítja meg a mőszer. A TRI CARB spektrométer különbözı mérési eljárásokat (protokoll) tárolhat, így például a radon-koncentráció meghatározására alkalmas beállítást is. A mi esetünkben a beütésszámot három csatornában győjti a gép. A minta mérési eredményeit nyomtatón keresztül jelenítette meg a mőszer. Egy-egy minta adatsora a mérési mód (protokoll) számát (P#), a minta számát(S#), a mérés idıtartamát (TIME), az egyes csatornákban mért beütésszámot (CPMA, CPMB, CPMC; Counts Per Minute), a B csatornában mért beütésszám szórását (2S%B), a bekapcsolástól eltelt idıt (ELTIME), a belsı sztenderddel mért kioltást (tSIE), valamint a spektrumot jellemzı spektrális indexet (SIS) tartalmazza. A radon-mérés protokollja esetén a csatorna-beállítások: A csatorna: 25 keV—900 keV; CPMA transzformált érték; B csatorna: 25 keV—900 keV; CPMB a beütésszám [beütés/perc] a B csatornában, C csatorna: 0 keV—25 keV ; CPMC a C csatornába jutó beütések száma. A mérés idıtartama függ a minta aktivitásától és a megkövetelt pontosságtól. A 3. ábrán látható a

222

Rn spektruma optifluor-o szcintillátorban (koktélban). Ezen ábra

alapján határoztuk meg a csatorna kiosztásokat. Látható, hogy a 25-900 keV-es tartományban a spektrum domináns. 150 keV-es fényhozamnál megtalálható a rádium bomlássorban lévı 5,49 MeV-es és a 6,00 MeV-es α-sugárzás, majd 300 keV-nél egy újabb 7,68 MeV-es sugárzás látható. Ha így választjuk meg a csatornákat, akkor a csúcsok kis eltéréseinél is bele fog esni ebbe a tartományba az effektív része a spektrumnak.

39

50.00

gyakoris g (be t s/0,5 keV)

40.00

30.00

20.00

10.00

0.00 0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

f nyhozam (keV)

222

Rn alfa sugárzásának spektruma Optifluor-o folyadékszcintillátorban

A mintavételekrıl

A mintavételeket mind terepen, mind a laboratóriumban 10 ml-es orvosi fecskendıvel és lereszelt tővel végeztük. A kútban lévı mintavételi csapot gondosan kifolyattuk, hogy ne a benne lévı „pihent” vizet mérjük, hanem friss és aktuális vizet. Az orvosi tőt minél jobban feldugtuk a csaptelep csövébe, hogy levegımentes legyen a vett minta. Ez azért szükséges, hogy a vízben lévı radon ne tudjon azonnal a fecskendıben lévı levegıbe diffundálni, hiszen ez a levegı végül kikerül a fecskendıbıl mielıtt a küvettába jutna. A mintavétel idejének pontos (óra, perc) feljegyzése fontos, mivel késıbb ebbıl lehet visszaszámolni az eredeti aktivitást. Az üvegküvettákat elızıleg már kitisztítottuk, és 10 ml optifluor-o folyadékot öntöttük beléjük, ami azzal a tulajdonsággal rendelkezik, hogy a radon sokkal jobban oldódik benne, mint vízben. A oldhatósági száma jóval nagyobb. A vizet a folyadék alá fecskendeztük be, mivel már a kezdeti pillanatokban is távozhat radon a vízmintából. Majd 5-6 óra múlva kialakult kétféle egyensúly. A koktél és a víz között a Rn-koncentráció aránya beállt az egyensúlyi értékre, ami azt jelenti, hogy ugyanannyi radon mosódik bele a vízbe, mint amennyi kipárolog a vízbıl a levegıbe. A másik egyensúly a Rn és leányelemei között jött létre.

40

Természetes radioaktivitás mérése a Mórágyi Rögön fekvı településeken

Recommend Documents