A determination of the concentration level of lead 210Pb isotope in solid samples for the assessment of radiation risk occuring in coal mines

• Autorzy: Bonczyk M.

Identyfikatory

DOI

10.7424/jsm130201

Warianty tytułu

PL

Oznaczanie stężenia izotopu 210Pb w próbkach stałych dla potrzeb oceny zagrożenia radiacyjnego występującego w kopalniach

• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

Lead 210Pb, an element of the natural uranium radioactive decay series, is not currently considered a source of radiation risk, especially in a radiation protection system in underground mines in Poland. However, it could be a completely independent element of the radioactive series due to its physical and chemical properties. Routine measurements showed significantly higher than expected concentrations of 210Pb in underground radium rich sediments, based only on the radioactive decay law. This phenomenon implies a need of 210Pb concentration monitoring in such sediments. Nevertheless, the laboratory analysis of 210Pb by gamma radiation spectroscopy is connected with a particular hindrance, the self-attenuation of 210Pb radiation in samples. Current work describes a practical method for obtaining the self-attenuation correction factor in the case of 210Pb concentration analysis. Experimentally obtained correction factors range between 0.51–6.96 cm2/g. Neglecting this factor can cause a significant error or underestimations in radiological risk assessment.

PL

Izotop 210Pb, element naturalnego szeregu promieniotwórczego 238U, jak dotąd nie był uwzględniany przy ocenie ryzyka zagrożenia radiacyjnego, szczególnie w odniesieniu do systemu ochrony radiologicznej w podziemnych zakładach górniczych (Rozporządzenie 2002) czy kontroli narażenia radiacyjnego związanego z wydobyciem oraz przetwórstwem ropy i gazu (Radiation... 1999). Okazuje się jednak, że ze względu na swoje właściwości fizykochemiczne nuklid ten może zachowywać się zupełnie niezależnie od pozostałych elementów szeregu, w którym występuje. Wyniki badań prowadzonych w ramach rutynowej kontroli zagrożenia radiacyjnego w podziemnych zakładach górniczych świadczą o tym, że dla większości osadów dołowych, powstających na skutek współstrącenia radu i baru w postaci siarczanu radowo-barowego, obserwuje się znacznie wyższe jego stężenia, niż wynikałoby to z samego tylko rozpadu 226Ra. Implikuje to konieczność monitorowania stężenia 210Pb w tych osadach, co jest związane z wieloma trudnościami analitycznymi i pomiarowymi. Niniejszy artykuł poświęcony jest wyznaczaniu współczynnika poprawkowego związanego ze zjawiskiem samoabsorpcji w próbkach stałych podczas oznaczania 210Pb metodą spektrometrii promieniowania gamma. Uzyskane współczynniki wahały się w granicach 0,51–6,96 cm2/g, co dowodzi, że nieuwzględnienie poprawki na samoabsorpcję, może prowadzić do poważnych błędów i niedoszacowań w ocenie zagrożenia radiacyjnego.

Słowa kluczowe

EN

self-absorption; correction factor; gamma spectrometry; lead Pb-210

PL

samopochłanianie; współczynnik poprawkowy; spektrometria gamma; ołów Pb-210

• Wydawca: Elsevier ; Główny Instytut Górnictwa
• Czasopismo: Journal of Sustainable Mining
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 12, iss. 2
• Strony: 1--7
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Bonczyk M.

• Główny Instytut Górnictwa

Bibliografia

• 1. Clayton R.F., Bradley E.J. (1995): A cost effective method for the determination of 210Po and 210Pb in environmental materials. The Science of the Total Environment Vol. 173–174, pp. 23–28. DOI: 10.1016/0048-9697(95)04753-0.
• 2. Cutshall N.H., Larsen I.L., Olsen C.R. (1983): Direct analysis of 210Pb in sediments samples: Self absorption corrections. Nuclear Instruments and Methods, No. 206, pp. 309-312.
• 3. Jodłowski P. (2006): Self-absorption correction in gamma-ray spectrometry of environmental samples – an overview of methods and correction values obtained for the selected geometries. Nukleonika No. 51, p. 2, 21–25.
• 4. Khater A.E.M., Ebaid Y.Y. (2008): A simplified gamma-ray self-attenuation correction in bulk samples. Applied Radiation and Isotopes No. 66, p. 407–413.
• 5. Michalik B. (2011): Skażenie promieniotwórcze środowiska powodowane działalnością podziemnych zakładów górniczych (Radioactive Contamination of the Environment Caused by the Activities of Underground Mining Plants). Prace Naukowe Głównego Instytutu Górnictwa No. 883.
• 6. Radiation Protection 95, Reference levels for workplaces pro-cessing materials with enhanced levels of naturally occurring radionuclides, European Commission 1999.
• 7. Radiologiczny Atlas Polski (Radiological Atlas of Poland), Państwowa Agencja Atomistyki, Warszawa 1997.
• 8. Rozporządzenie (2002): Rozporządzenie Ministra Gospodarki z dnia 28 czerwca 2002 r. w sprawie bezpieczeństwa i higieny pracy, prowadzenia ruchu oraz specjalistycznego zabezpieczenia przeciwpożarowego w podziemnych zakładach górniczych (Order of 28 June 2002 of the Minister of Economy concerning occupational safety and health, traffic regulation and specialised fire-fighting protective equipment in underground mining facili-ties). Dz. U. 02 139 1169.
• 9. Vajda N., LaRosa J., Zeisler R., Danesi P., Kis-Benedek G. (1997): A novel technique for the simultaneous determination pf 210Pb and 210Po using a crown ether. Journal of Environmental Radioactivity Vol. 37, No. 3, pp. 255–372. DOI: 10.1016/S0265-931X(95)00059-J.