Materiale Si Metode de Masurare a Nivelului de Radon din Interiorul Cladirilor

3.4. Materiale și metode de mǎsurare a nivelului de radon din interiorul clǎdirilor

Pentru cladiri: detectori de urme din corp solid CR-39 RadoSys.

Perioada de mǎsurare: 3 luni – 1 an.

Laboratorul de analizǎ: Laboratorul de Radioactivitatea Mediului și Datare Nuclearǎ,

Echipamentele implicate: detectori de urme CR-39 și Sistemul RadoSys 2000 . Detectorii de urme CR-39 sunt alcǎtuiti din urmǎtoarele componente: „Unitate de developare RadoBath, Microscop optic RadoMeter și Laptop cu software adecvat pentru citirea urmelor și prelucrarea statisticǎ” [3].

Protocolul de mǎsurare a nivelului de radon din interiorul clǎdirilor

Pentru ca detectorii sa fie distribuiti corect iar rezultatele procesate sa duca la concluzii corecte, masurarile se vor realiza în conformitate cu protocolul elaborat de autoritǎți (HPA, NRPB și EPA) în acest scop (Miles and Howarth, 2009). Principalul detector de radon este alcatuit dintr-un film CR-39, subtire, plastic, care este destul de sensibil la activarea radonului, fiind incorporat intr-o camera de difuzie cilindrica, sub capacul acesteia, cu forma unei cutii de carton sau de medicamente.

Acesti CR-39, sunt folositi o perioada de minim 3 luni, in zonele in care se fac monitorizari sau masuratori, fiind amplasati la o inaltime de maxim 2 metri de sol si aproximativ 80 cm fata de perete. De obicei se folosesc cate doi detectori pentru camera. Dupa ce detectorii au fost expusi, se face prelevarea acestora, adica cei doi detectori sunt ambalati intr-un plic cu filtru anti-radon si apoi transportati catre un laborator de radioactivitate a mediului si datare nucleara, pentru ca acestia sa fie analizati si datele interpretate.

O data ajunsi in laborator, detectorii sunt detasati de pe capacul cutiei pentru a fi analizati.

Aceasta analiza se numeste developare chimica , ce consta in tratarea cu solutie de NaOH a detectorilor, cu o concentratie de 6.25 molar, timp de 4,5 ore, expusi la o temperatura de 90C. Detectorii trebuie neutralizati si uscati, mai apoi se face citirea automata a urmelor particulelor alfa, imprimate pe suprafata filmului, prin numararea lor. Aceasta citire se face cu un echipamemnt RadoSys-2000.

Precizia acestui sistem de detectie trebuie verificata periodic, de aceea au fost facute numeroase exercitii internationale, la care au participat laboratoare din intreaga lume, pentru a compara datele si a asigura corectitudinea lor. (Institutul Național de Știinte Radiologice NIRS, Chiba, Japonia; Laboratorul de Radon din cadrul Universitǎții Cantabria, Santander, Spania; Institutul de Fizică Nucleară PAN, Cracovia, Polonia; Universitatea din Pannonia, Veszprem, Ungaria; RADON Company, Praga, Republica Cehǎ și Laboratorul SARAD Geolab din Dresda, Germania)[4].

imaginea de ansamblu a unui detector

microscopul optic si laptopul RadoSys

detector de urme CR-39

instalatia pentru developare din cadrul sistemului RadoSys

Protocol pentru mǎsurǎtori de radon în scopul diagnosticului

1. proprietarul are un rol important in aflarea trecutului casei, vechimea, materialele de constructie, camere aditionale, alte activitati de detectare a radonului. Fotografii.

2. Efectuarea planului casei – cu toate camerele (bucǎtǎrie, camere, pivnițǎ și dependințe).

3. monitorizarea concentratiei de radon din incaperi timp de 24 de ore

4. Monitorizarea si masurarea concentratiei de radon din fisurile camerelor din cladire, din podea, se fac cate 6-7 pentru fiecare incapere, prin extragerea acestuia cu ajutorul unei siringi cu ac mai gros, apoi masurarea cu detector LUK3C.

5. Pentru masurarea exhalatiei radonului din podea se utilizeaza detectorul RAD7 si un vas din plastic de acumulare. Masuratorile se fac din 10 in 10 minute, cel putin 5, apoi se analizeaza foarte atent graficul si cresterea pantei acestuia cu ajutorul careia se poate calcula exhalatia radonului, masurata in Bq/m2/ora.

6. Radonul din sol și permeabilitatea solului – pentru aceste masuratori sunt necesare 15 puncte de lucru in jurul casei, sunt efectuate cu detectorul LUK3C si un sistem de tevi care extrag si o seringa. Acest detector are un protocol de masurare RT+, adica intra si masurarea toronului. Masuratorile se fac intr-un timp de 5-7 minute, printr-o sonda denumita Neznal, introdusa in sol pana la 50 cm adancime. Masuratorile de fac la 80 cm, conform standard, iar extragerile cu 5 cm. Pentru determinarea permeabilitatii solului este utilizat un permeametru sau un butoi de plastic cu un volum de 1,5 L. Butoiul are trecuta o limita de apa pe el, timpul de golire al acestuia se cronometreaza. Sunt masurate : adancimea la care este batuta teava (D(cm)), cu cat s-a ridicat (h(cm)), grosimea (d(cm)), concentratii de radon masurate (C Rn (kBq/m3) = OAR, cu eroarea dC ), si timpul de golire a sticlei in t(sec)

7. Exhalatia de radon din sol se realizeaza cu detectorul RADIM EMAN asezat in zinele cu concentratii maxime de radon, masuratorile se fac din 10 in 10 min, minim 5 masuratori.

8. anomaliile gamma din cladire si din jurul acesteia sunt masurate cu dozimetrul GAMMA SCOUT, iar doza se masoara in µSv/h .

Aparatura utilizatǎ pentru mǎsurǎtori în scop de diagnostic

Dispozitive electronice RADIM (Jiří Plch-SMM Company, Praga, Republica Cehǎ) pentru măsurarea radonului și exhalației de radon – Radim 3A, 2006; Radim 2P, 2003; Radim 3A-SMM, 2010[3].

Dispozitiv pentru monitorizarea simultană de temperatură, presiune, umiditate și descendenți ai radonului de tipul ALPHAGUARD PQ 2000 (Genitron Instruments GmbH, Germania, 2010)[3].

Detector de radon și thoron RAD7 (DURRIDGE Company, USA, 2010)[3].

Instrumente SARAD (Sarad GmbH, Dresda, Germania, 2010) de detecție a radonului bazate pe camera de difuzie și detectori semiconductori [3].

Aparate LuK 3C și 3A (Praga, 2007) și dispozitive aferente pentru evaluarea măsurătorilor de radon în sol și apă, și a ratei de emanație a radonului din sol și din materialele de construcții și Celule Lukas de mare volum (0.7l)[3].

Dozimetru personal DosemanPro (Sarad, 2002) pentru măsuratori de descendenți ai radonului. Aparate de măsură electronică integrată RAMON (Ramon 2.2, Norway, 2005 și 2010)[3].

Aparatura utilizatǎ pentru mǎsurǎtori în scop de diagnostic

In cazul in care concentratia de radon reprezinta o adevarata problema sunt recomandate anumite tehnici de remediere a situatiei. Pentru aplicarea tehnicilor, este necesara masurarea si monitorizarea concentratiei din interior, de radon. Tehnicile de remediere trebuie proiectate in urma identificarii sursei de radon din cladire, stabilirea eficientei acestei metode asupra sursei.

Tehnici de remediere bazate în principal pe:

ventilația și extracția din podea a gazului radon cu ajutorul unei tubulaturi de dren amplasată în șapa de beton, cu tub colector de radon și ventilator electric poziționat în exteriorul casei sau în podul casei, pentru extracția gazului radon de sub podeaua din dormitoare sau living.

Comisia Internațională de Protecție Radiologică (ICRP) a stabilit doze limita pentru anumite nivele de activitate.

Pentru orice program national cu privire la studiul radonului sunt im portante trei aspecte:

♦ identificarea locatiilor cu o concentratie ridicata de radon,

♦ masuratori sistematice, facute pe o raza cat mai mare,

♦ prezentarea unor masuri de diminuare a concentratiilor, la finalizarea studiilor.

Radonul a devenit un subiect intens dezbatut in lume.

Radonul si descendentii lui, mai ales expunerea la aceste gaze, este periculoasa pentru sanatatate omului. Expunerea in urma exploatarii la uraniul din minele fostei Germanii de Est, a avut ca si consecinte cresterea foarte mare a concentratiilor de radon din cladirile din apropiere(100 kBq/m3) .

Radon poate prezenta un pericol într-o gamă largă de locuri de muncă, nu numai in mine. În timp ce aceasta include locurile de muncă de sun sol, precum metrouri, tuneluri, magazine, pesteri, minele deschise pentru vizitatori și radon balneoclimateric, majoritatea locurilor de muncă sunt deasupra solului. Proportia locurilor de muncă de pe sol, cum ar fi fabrici, magazine, școli și birourile vor fi afectate. În clădirile cu niveluri ridicate de radon, mecanismul principal pentru intrarea acestuia este presiunea condusa de fluxul de gaze la sol prin fisuri în podea. Acest flux apare deoarece clădirile sunt supuse la o presiune usoara. Cantitatea aceasta este o consecință a aerului din interiorul clădirilor fiind mai cald decât, în afara, în special în regiunile temperate și reci, precum și de vântul care suflă peste coșuri de fum și alte deschideri. Cu toate acestea, diverse alte mecanisme pot afecta concentrațiile de radon în locuințe. Cele mai multe materiale de constructii produc radon, dar materiale de anumite tipuri de constructii pot acționa ca surse semnificative de radon interior. Aceste materiale de constructii au o combinație de niveluri ridicate de 226Ra și o porozitate mare care permite gazului de radon să scape. Exemple sunt beton usor cu alaun șist, phosphogypsum și italiană tuf. Nivelurile de radon pot fi ridicate în apele subterane, în special în zonele de stâncă de granit. Nivelurile de radon pot fi ridicate în locurile de muncă, cum ar fi spalatorii si bucatarii, ca urmare a utilizării acestei ape. Deoarece multe surse de apă municipale sunt furnizate din rezervoare de suprafata pentru captarea apei de ploaie, nivelul radonului în aprovizionarea publica cu apă nu este normal de mare. In Germania , in unele statii tratare si distributie pentru alimentarea cu apă din apele subterane au fost găsite concentrații de radon în aer de până la câteva sute de mii Bq/m3. În general, annual, timpul de expunere a lucrătorilor în aceste locuri de muncă este scăzută, dar mai multe astfel stațiile de tratare a apei sunt supuse monitorizării. Unele țări au emis recomandări privind concentrațiile radonului în apa de băut .

Organismele de reglementare trebuie să se asigure că informațiile corespunzătoare sunt disponibile publicului, precum și angajatorilor și lucrătorilor zone geografice cu variatii ale nivelurilor de radon și programelor de limitare a radonului, dar si expuneri. Programele de informare și educație atent proiectate vor facilita programele privind radonul. Un concepr important asupra protectiei impotriva radiatiilor este aleca de a imparti activitatile in practice si interventii.

O "practică" este "Orice activitate umană care introduce surse suplimentare de expunere sau căi de expunere sau se extinde expunerea la alte persoane sau care modifică rețeaua de căi de expunere la sursele existente, pentru a crește expunerea sau probabilitatea de expunere a oamenilor sau a numărului de persoane expuse." [1].

O "interventie" este "orice acțiune destinata pentru a reduce sau evita expunerea sau probabilitatea de expunere la surse care nu sunt parte a unei practice controlate sau sunt necontrolabile in urma unui accident”. [2]

SISTEM PORTABIL DE MASURARE A RADONULUI ATMOSFERIC

PYLON AB 5 DP

Destinatie:

Sistem portabil, pentru masurarea si monitorizarea radonului, thoronului si descendentii lor.

Aplicatii:

– Monitorizarea radonului si thoronului in mediu, minerit (in special uranifer), situri miniere si de depozitare

– Studii asupra radonului si thoronului in cladiri si constructii, studii meteorologice, de sanatate publica si igiena muncii inspectii, audituri, analize diagnostic si monitorizari;

– Masuratori ale concentratiei radionuclizilor (radon, thoron, alfa, beta);

– Analize de radon in apa, sol, materiale de constructii, si de contaminare a suprafetelor;

– Masurarea si monitorizarea activa si pasiva, continua a radonului atmospheric;

– Masurarea nivelului concentratiei de radon si alti radionuclizi,

– Detectarea contaminarii de suprafata; analiza radonului din probe de apa, aer si sol,

– Analiza radonului in alte materiale solide, lichide sau gazoase, dar in special in materiale de constructii.

– Analiza si determinarea nivelurilor de lucru pentru radon, thoron si descendentii lor.

Parametrii tehnico- constructivi:

Poate folosi o gama larga de detectori, module si accesorii, cu moduri de operare multiple, astfel incat sa fie utilizat intr-un domeniu larg de aplicatii;

Dotat cu sistem de operare multi-tasking, port serial RS-232 pentru cuplare PC, imprimanta si pachet software performant de analiza a radonului, precum si cu pompa de prelevare incorporate;

Posibilitati de utilizare a mai multor tipuri de detectori/celule de masurare, in functie de aplicatii atat celule pasive, cat si active

Nivel minim de detectie (functie de detector/celula): sub 0,185 MBq/m3 (0,005 pCi/l), pt. 24 ore

Calibrare stabila, de la producator’

Posibilitatea de programare prin intermediul tastelor, sau PC-ului;

Interfata RS-232 pentru PC, modem, imprimanta;

Moduri multiple de operare: Radon, continuu, cvasi-continuu, ratmetru, etc.

Posibilitatea de masurare pe intervale programabile: secunde, minute sau ore

Pompa incorporata, cu debit variabil;

Alimentare de la retea, sau acumulatori;

Domeniul de temperatura de lucru: (-10….+ 50)0 C., etc.

Metoda de lucru:

Concentratia de Rn (activitatea volumica) in locatiile de interes s-au realizat cu sistemul portabil model Pylon AB 5 (Pylon Electronic Development Company, Ltd. Canada) echipat cu detectorul continuu pasiv de Radon (CPRD) sistem care utilizeaza pentru detectarea radiatiei alfa difuzia printr-un detector pasiv alfa scintilator din sulfura de Zn (ZnS(Ag))

Concentratia de Rn atmosferic se calculeaza folosind relatia:

unde:

INT – Intervalul de timp de masura (min)

C – Concentratia de Rn gaz (Bq/m3)

CPM – valoarea numaratorii per interval – (in cpm)

BG – nivelul fondului (pulsuri pe minut)(in cpm);

S (Sen) – Sensibilitatea (factorul de calibrare = 1.558cpm/pCi/l) (0.0421 ± 4% cpm/(Bq/m3).

Măsurători și concluzii

Au fost realizate două tipuri de măsurători. Una dintre măsurători a fost efectuată în interiorul clădirii BN în laboratorul de fizică nucleară BN 030. Rezultatele măsurătorilor sunt prezentate în Fig. 1 . Măsurătorile au fost efectuate timp de 12 ore din 10 în zece minute în intervalul 8 – 20. A doua zi au fost efectuate măsurători în aer liber. Rezultatele acestor măsurători sunt prezentate în Fig. 2. Ele au fost realizate ca în primul caz. Astfel se observă că media concentrației de radon măsurată în Bq/mc în primul caz este Bq/mc. Pentru acest set de măsurători deviația standard este

Bq/mc

În cazul măsurătorilor realizate în exteriorul clădirii media este iar deviația standard este 1,4 Bq/mc. Se observă că media concentrației de radon este mult mai mare în interiorul încăperilor (măsurătorile au fost realizate cu geamurile închise), față de exterior. Deviațiile standard sunt destul de mari datorită modulului în care este emis radonul de către pereți care sunt din cărămidă și tencuiți și mai puțin din podea care este acoperită cu un strat de linoleum.

Trebuie remarcat că valorile admise pentru concentrația de radon pentru încăperi au fost date de ICPR – International Commision on Radiological Protection în publicația 65 din 1994 la valoarea de 600 Bq/ mc. În 2010 aceiași comisie a coborât pragul la valoarea de 300 Bq/mc. Ideal ar fi ca valoarea concentrației să fie sub valoarea de 200 Bq/mc. Această ultimă condiție este mult mai greu de îndeplinit în toate cazurile datorită diversității surselor materialelor de construcții precum și sistemului de ventilație ale clădirilor. Astfel pentru ca nivelul concentrației de radon să fie mai mic este necesar ca încăperile să fie ventilate inclusiv în timpul iernii lucru care vine în contradicție cu sistemele de geamuri care asigură o izolație exterm de bună față de exterior (ne referim la geamurile termopan) . În mine concentația de radon este mult mai mare dar ca limită a fost pusă valoarea de 1500 Bq/mc.

Trebuie remarcat că în interiorul laboratorului de Fizică BN 030 valoarea concentrației radonului este sub 200 Bq/mc. Acest lucru se datorază și faptului că laboratorul are geamuri foarte mari și practic lipsește un perete.

Fig. 1 Măsurători în camera BN 030

Fig. 2 Măsurători în exterior