Pomiary ekshalacji radonu z gruntu - opracowanie metodyki i wyniki wstępne

• Autorzy: Chałupnik S. , Wysocka M.

Warianty tytułu

EN

Measurements of radon exhalation from the ground - development of the method and preliminary results

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Radon jest gazem szlachetnym i dzięki temu, po opuszczeniu siatki krystalicznej minerału zawierającego izotop macierzysty rad 226Ra, z dużą łatwością przemieszcza się najpierw w przestrzeni międzyziarnowej, a następnie przedostaje się do szczelin i spękań, i razem z innymi gazami szuka najłatwiejszych dróg migracji. Czas półrozpadu radonu jest dostatecznie długi, by zdążył on przebyć drogę od miejsca, gdzie powstał w wyniku rozpadu izotopu macierzystego, do spękań w fundamentach budynków, a przez nie do mieszkań. W przypadku, kiedy ze skał lub gleby przedostaje się do powietrza atmosferycznego, ma mniejsze znaczenie z uwagi na ochronę radiologiczną, gdyż szybko zostaje rozcieńczony w bardzo dużej objętości powietrza. W przestrzeniach zamkniętych, jakimi są jaskinie, tunele i domy mieszkalne może dojść do znacznych koncentracji radonu "produkowanego" przez izotop macierzysty. Badania stężeń radonu w budynkach na obszarze Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (GZW) prowadzone przez Główny Instytut Górnictwa wykazały, że w pewnych obszarach Zagłębia możliwe jest wy stępo warne podwyższonych koncentracji tego gazu [19]. Eksploatacja węgla kamiennego oraz indukowane przez nią zjawiska geodynamiczne, takie jak wstrząsy i tąpania, są przyczyną występowania pustek poeksploatacyjnych, szczelin i spękań górotworu, co z kolei powoduje osiadanie powierzchni i zniszczenie struktury budynków. Procesy te ułatwiają przemieszczanie się radonu w górotworze. Wskaźnikiem zagrożenia radonowego w badanym terenie jest stężenie tego gazu w powietrzu glebowym. Istotnym czynnikiem, wpływającym na wartość stężenia radonu w budynkach jest przepuszczalność gleby. Pomiary tej wielkości są utrudnione w warunkach terenowych, dlatego część naukowców uważa, że zamiast (lub oprócz) pomiarów stężeń radonu w glebie powinno wykonywać się pomiary ekshalacji radonu z gleby. Przedstawione w artykule badania miały na celu opracowanie metodyki pomiaru ekshalacji oraz kalibrację opracowanej metody. Do pomiarów terenowych skonstruowano komorę kumulacyjną (rys. 1). Kalibrację metody prowadzono w komorze radonowej znajdującej się w Laboratorium Radiometrii Głównego Instytutu Górnictwa (fot. 1). Po wykonaniu pomiarów kalibracyjnych rozpoczęto badania na wytypowanych terenach Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. W celu zbadania związku między lokalną budową geologiczną, a poziomem ekshalacji radonu prowadzono pomiary w rejonach o odmiennej budowie geologicznej. Ponadto, badaniami objęto wybrane rekultywowane tereny pogórnicze. Wyniki badań wykazały, że w pewnych przypadkach na terenach pogómiczych można spodziewać się wzmożonej ekshalacji radonu.

EN

Radon is a noble gas, therefore after recoil from the lattice, in which radium 22oRa was embedded, relatively easy moves in the fissures and cracks. The half-life of radon is long enough (3.83 days) to enable movement of this radionuclide for relatively long distances in soil, to reach the surface or enter inner spaces of buildings. Of course, when radon exhales into atmospheric air, the radiation hazard is negligible due to fast dilution in big volume of outdoor air. In confined spaces as caves, underground mines or dwellings radon concentrations may sometimes reach high level. During our investigations in Upper Silesian Coal Basin (USCB), it has been revealed that in some parts of the basin radon concentrations in dwellings are enhanced [19J. Coal mining in this area leads to specific geodynamic phenomena, as quakes and tremors. On the other hand, underground exploitation induces the presence of emptiness, cracks and fissures in the strata. All mentioned above factors cause very often subsidence of the surface and damages of buildings, located in affected zones. Radon migration in fractured rocks and soil is much easier. One of possible indicators of radon risk is radon concentration in soil gas, commonly used in many countries. Very important factor, affecting radon levels in dwellings, is permeability of the soil. Measurements of soil permeability are rather difficult, therefore in our opinion a better indicator of radon risk is exhalation rate from the ground. We decided to implement such technique of measurements in our laboratory in the Central Mining Institute (Phot. 1). Firstly, an exhalation (accumulation) chamber has been constructed (Fig. 1). At first, Lucas cells have been applied for measurement of radon concentration in exhalation chambers. Preliminary results showed, that such method has relatively high detection limit - 2 mBq/mz s for accumulation time 3-4 hours. Therefore we started investigations of possible application of activated charcoal for radon accumulation and liquid scintillation counting of charcoal detectors. A calibration of charcoal detectors is difficult, a lot of efforts have been made to develop the proper calibration procedure. Afterwards, preliminary field measurements have been started, to investigate relationship between radon exhalation rates and local geological structure in different regions of USCB. Additionally, some areas after ground reclamation have been tested, because we predicted enhanced radon exhalation rates in some specific sites like abandoned settling ponds or waste piles.

Słowa kluczowe

PL

radon; ekshalacja; Górnośląskie Zagłębie Węglowe; GZW

EN

radon; exhalation; Upper Silesian Coal Basin; USCB

• Wydawca: Główny Instytut Górnictwa
• Czasopismo: Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa
• Rocznik: 2003
• Tom: nr 1
• Strony: 61--72
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz.

Twórcy

autor

Chałupnik S.

autor

Wysocka M.

• Główny Instytut Górnictwa, Zakład Akustyki Technicznej, Techniki Laserowej i Radiometrii, Pl. Gwarków 1, 40-166 Katowice, tel. [phone],